大型预制构件出运施工方案Word文件下载.docx
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2.3临时出运码头前沿港池开挖施工
临时出运码头前沿底设计标高为1.0m，设计开挖边坡为1：
3。
由于设计开挖深度太浅，不满足一般挖泥船工作水深要求，故本临时出运码头前沿港池底无法采用一般挖泥船进行开挖。
因此，本临时出运码头前沿计划采用挖掘机进行开挖。
施工时，须乘低潮（1.0m潮位以下）施工，开挖的土方堆放在时出运码头前沿的两侧（用挖掘机进行2～3次搬运土方）。
本临时出运码头前沿底开挖，应在构件出运前完成。
此外，开挖时，要距预制场前沿边坡底2～3m的安全距离后方能开挖，如开挖后影响预制场前沿边坡稳定，则须对边坡进行相应的护坡加固措施，以确保预制场的安全。
本临时出运码头前沿开挖土方约4330.8m³
。
三、圆筒构件出运的施工方法
3.1圆筒、盖板出运施工概述
圆筒及盖板构件在预制场预制好后、是通过顶升和出运才能平移至临时出运码头上的，本工程预制构件的顶升计划采用“液压千斤顶顶升法”施工，构件陆路出运平移计划采用“钢轨台车出运法”进行施工。
“液压千斤顶顶升法”施工，是指在构件预制前，在其预制底座下（对应构件墙体位置）先均匀建设4个顶升坑，当构件预制好、且强度达到100%后需顶升和出运时，即可将预留的顶升坑挖开，分别在4个顶升坑基础上放入木板垫块后搁入千斤顶，经调整合适后，4个千斤顶同时、等节奏加压将构件顶升。
经反复操作顶升，使构件顶升高度（约0.75m）能搁入出运钢轨和台车为宜。
“钢轨台车出运法”施工，是指在构件顶升高度能搁入出运钢轨和台车后，将4根P50钢轨组装成2组伸入构件底适当位置，并把4台排车（每组钢轨2个台车）沿钢轨推进构件底适当位置，然后4个千斤顶同时减压松开，使构件缓慢平稳地坐于4个台车上。
最后通过与卷扬机、牵引钢缆、地锚系统连接，并启动卷扬机将构件牵引平移至临时出运码头前沿上。
构件牵引平移至临时出运码头前沿上后，最终由500t起重船在出运码头上穿销挂钩起吊构件至基床进行安装。
此外，由于出运码头前沿位置有限，一般最多能寄放2个圆筒或2块盖板，因此，圆筒和盖板构件的出运须与吊装是同步进行的。
即一旦首段基床整平完成、且起重船进场就绪后，构件陆上出运施工才能开始进行，以形成出运1件、起重船吊运及安装1件的有序工作循环。
本码头共需出运241t圆筒35件，出运190t盖板36件。
根据本工程现有场地和预制场布置情况，需进行两个方向平移出运的圆筒和盖板合计为71个，即35个圆筒、36块盖板均需进行二次顶升。
第一次顶升在圆筒预制底座顶升坑内进行，其目的是使圆筒上台车，并通过铺设钢轨，把圆筒横移至正对出运码头的位置上。
第二次顶升是在圆筒已到达正对出运码头位置处进行，其目的是使圆筒重新离开台车、取出台车及钢轨并正对出运码头方向重新安装好，最后松开千斤顶及保险垫块（枕木），使圆筒重新上台车、并连接牵引装置和启动卷扬机将圆筒平移至出运码头前沿上。
3.2施工前的准备工作
3.2.1施工设备进场
施工船舶进场后，马上进入船机施工前的检修和养护，确保船机、起重机械、滑轮组、吊勾吊具和起重缆索等设备设施的正常及安全运行。
此外，补充购置一批圆筒、盖板顶升、平移和吊装的专用器械及常规设备（详见圆筒及盖板出运设备清单表），并同时进入逐个拆除顶升坑外侧砖墙、清除坑内回填砂等施工前的准备工作。
圆筒及盖板出运设备清单
序号
名称
数量
1
100T平移排车（车子）
12台
2
P50钢轨
440米
3
10T卷扬机
2台
4
100T油压千斤顶
8台
5
电动油泵
1台
6
高压管路
1套
7
20T双体滑轮
4只
8
10T单体滑轮
9
5T单体滑轮
10
20T御扣
6只
11
10T御扣
8只
12
5T御扣
20只
13
2T手葫芦
14
Φ16钢丝绳
2000米
15
Φ30钢丝绳
500米
16
600mm×
20mm钢板
20块
17
200mm×
1200㎜松木垫块
300块
18
钢丝绳头
30个
19
钢撬
6支
20
钢扳笔
21
400mm×
50mm硬木垫块
50块
3.2.2构件平移的地锚、卷扬机地座布设与埋置
本工程需起顶和平移的圆筒及盖板共71件（其中盖板36块、圆筒35个），其中需横向和直向双向平移的圆筒30个、盖板36块，构件平均平移路程130米（平移距离最长的是约200m、最近距离的是约50m）。
根据构件平移出运的方向和距离（处在出码头南侧的构件先从南向北平移至正对出运码头位置，处在出码头北侧的构件先从北向南平移至正对出运码头位置，然后统一再由西向东平移至出运码头上），需埋设地锚个12个（利用原有顶升坑改造而成），布置10T卷扬机2台（卷扬机须根据出运需要经常变动使用位置）。
此外，还须相应布置及埋设8个卷扬机地座。
3.2.3圆筒平移牵引力、出运通道地基应力及地锚抗拉力验算
圆筒及盖板的平移拟用P50钢轨400～500m（4根2组），并配置8个台车及2台10T卷扬机进行。
圆筒及盖板的平移地锚及卷扬机地座具体的布设位置详见附后的相关附图。
（1）圆筒构件平移牵引力（F）的验算
1）几个有关参数的拟定：
①平移速度：
按这种平移装置，为确保构件平移平稳和安全，平
移速度限制在7m/min内（0.11m/s）。
②平移起动时间：
该种牵引装置，按以往经验，启动卷扬机后约
7秒，构件由静止达到0.11m/S的速度平移，即Vt=0.11m/s,V0=0,T=7S。
③钢轨与排车钢轮的摩擦系数µ
，查表得µ
=0.02。
④由于预制场面（铺设钢轨位置）存在着0.55～0.75%的坡度（按0.75%计算坡度角α的角值），据此，求得其坡度角α=0.434º
⑤需平移出运的单件圆筒重量为241t、单件盖板重量为190t，取大值G=241t进行计算。
⑥受力不均匀系数K=1.1。
2）圆筒构件平移牵引力（F）的验算
根据构件平移牵引装置受力状况，可用牛顿第二定律（F=ma）进行圆筒平移所需的牵引力的计算。
即圆筒平移所需牵引力F可按下式进行计算：
F-Gµ
-GSinα=KGa,
由F-Gµ
-GSinα=KGa得：
F=G（Ka＋µ
＋Sinα）
=G（Ka＋µ
＋Sin0.434°
）
=241×
（1.1×
0.0157+0.02+0.0075）=10.79t
（其中：
a=（Vt-V0）/T=（0.11-0）/7=0.0157m/s²
经以上计算，求得平移圆筒所需牵引力F=10.79t。
（２）地锚、卷扬机地座抗拉力的计算及其尺寸的确定：
地锚及卷扬机地座均采用地理式现浇混凝土结构。
地锚的最大抗拉应力按圆筒平移所需牵引力F=10.79t的取值计算，卷扬机地座由于已在滑轮组之后（2倍率滑轮组），故其抵抗拉力只按F/2=5.4t取值计算。
1）地锚抗拉力的计算及其尺寸的确定
地锚采取地埋式现浇砼结构，其最大抗拉能力为10.79t。
经试算，初步拟定其砼块尺寸为1.5m×
1.5m×
1.5m。
查表地埋式现浇砼块与四周土壁及底面的综合摩擦系数µ
=0.4，则按以上拟定砼块尺寸地锚的最大抗拉应力为1.5×
1.5×
2.4T/m³
×
（1+0.4）=11.34t
＞10.79T（安全），地锚的结构尺寸及布置详见附后的相关附图。
共需布设地锚12个（地锚也作顶升坑用）。
地锚尺寸及做法：
按B型顶升坑尺寸浇筑。
2）卷扬机地座抗拉力的计算及其尺寸的确定
卷扬机地座已在滑轮组之后，故其抗拉力按F/2=5.4t进行取值。
经试算，初步拟定其砼块尺寸为1.2m×
1.2m×
1.2m。
=0.4，则按以上拟定砼块尺寸地锚的最大抗拉应力为1.2×
1.2×
2.4t/m³
（1+0.4）=5.81t＞5.4T（安全）。
共需布设卷扬机地座8个，卷扬机地座的结构尺寸及布置详见附后的相关附图。
施工时，地锚、卷扬机地座均在砼块中心埋设Φ25钢筋拉环（详见地锚设计图）。
此外，地锚、卷扬机地座均采用C20现浇砼结构。
地锚、卷扬机地座要在圆筒和盖板出运前完成其埋设施工。
（3）出运通道地基应力验算
由于出运通道基本上都为已建好的原堆场或道路上，而原堆场堆场或道路结构自下而上分别由回填杂土强夯层（强夯设计值180KPa）、24cm厚级配碎石基层、20cm厚6%水泥碎石稳定层、现浇C30砼厚25cm面层构成。
现取其底层回填杂土强夯层作为出运通道的地基应力进行验算（即取其允许承载力ｆrk=180Kpa进行地基应力验算）。
1）每组钢轨（2根）地基受力宽度确定：
台车设计轮距宽度为75㎝，则每组（2根）钢轨宽度为75㎝+2×
6.5㎝=88㎝。
由于出运通道上由碎石垫层24cm、水泥碎石稳定层20㎝、厚25cmC30砼面层构成，所以这类材料和结构层组成的基础，其地基受压传力宽度受基础刚性角的影响，查表得基础传力刚性角α=45º
，则每组钢轨底的地基受力宽度应为基础厚度×
刚性角的正切×
2边+每组钢轨的宽度，即每组（2根）钢轨底的地基传力宽度B=0.69×
tg45º
2边+0.88m=0.69×
1.0×
2+0.88=2.26m。
每组钢轨（2根）按0.75m宽铺设在地面上，其地基受力宽度B=2.26m。
2）地基应力计算单元选定：
由于园筒平移时每组钢轨上都均匀设置2个台车，因而可视每组（2根）钢轨为一段均匀受力的条形基础。
所以，可取1m长度作为本条形基础应力验算的计算单元。
3）每m基础的压应力确定：
每边每m基础、台车、钢轨自重计算及每m基础长度承受圆筒的重量计算，G总=3.74KN/m+2.4KN/m+0.12KN/m+268KN/m（均值）=274.26KN/m。
4）地基应力验算：
钢轨底下的地基应力P可按下式计算：
P=G总/（B×
1）×
K（安全系数K=1.2）
把以上所列数据代入公式计算得：
K
=274.26/（2.26×
1.2=145.62KN/m²
＜ｆrk（ｆrk=180KN/m²
）。
由上述验算结果可见，钢轨底下的地基应力是完全满足圆筒平移出运要求的。
3.3园筒在预制场出运的施工工艺流程
3.3.1圆筒顶升阶段（笫一阶段）：
拆除原预留的4个起顶坑外侧砖墙及清净坑内的回填沙→分别在4个起顶坑底垫木块并各放入1个100t千斤顶→4个千斤顶等节奏同时加压起顶→圆筒顶升至千斤顶的一次起顶高度（约15～20cm）→在圆筒底沿墙身周长均匀放入7～8块垫木→4个千斤顶同时减压降下、并撒开千斤顶→加高坑底垫座并重新放入千斤顶顶升→至千斤顶的顶升高度→重新在圆筒底沿墙身周长均匀加高垫块……似上述反复操作，直到圆筒底能搁入钢轨及台车高度（约70cm）为止。
3.2.2圆筒上排车阶段（第二阶段）：
在圆筒底放入两组P50钢轨（每边一组、每组2根）→每组钢轨放入2台100t台车（台车在圆筒外用竹杆沿钢轨送入圆筒底）→调整合适4台排（台）车的支承位置→4个千斤顶同时等节奏减压降下→让圆筒墙身底缓慢平稳地坐落于4台排（台）车上。
3.2.3牵引圆筒构件平移至临时出运码头前沿上（第三阶段）：
在圆筒上捆绑前拉钢丝缆（距地面高度约2m的位置）、并清理干净出运通道上的一切杂物→连接前拉牵引系统（由卷扬机、地锚、滑轮组、牵引缆、导向轮及其卸扣、绳卡等组成）→检查调整（试启动卷扬机使系统内各缆绳处于受力状态后）、确认正常后→重新启动卷扬机牵引圆筒前移（前移速度控制在5～6m/min内）→圆筒前移至临时出运码头前沿上……→重复以上
（1）、
（2）和（3）阶段的操作，顶升和出运下一个圆筒。
但如果是需进行两个方向平移才能到达临时出运码头的圆筒，经笫一次顶升、铺钢轨、上台车横移至正对出运码头位置后，还需重复顶升圆筒、变换钢轨铺设方向和排车方向（变换成正对出运码头方向），然后使圆筒重新上台车、并连接牵引装置和启动卷扬机将圆筒平移至出运码头前沿上。
此外，为确保施工安全，出运前，必须对牵引系统中的卷扬机、钢丝绳、滑轮组、定滑轮及其卸扣、绳卡等，应逐项、逐个检查其运转是否正常、转动是否灵活、连接是否牢靠、钢丝绳是否缠绕等，并排除一切故障及安全隐患。
3.4施工方法
3.4.1台车配置
每件圆筒的平移，按其外形的几何尺寸和重量计算，拟定每件圆筒平移配置4个排车，即每边配置单载100T的平移台车2个。
3.4.2钢轨铺设
在圆筒的出运通道上铺设4根（两组）P50钢轨，由于出运通道为原做好的堆场及道路，即其面层强设已足够故钢轨可直接铺设在出运通道的面层上。
铺置的4根2组（每边2根1组）的钢轨，每组钢轨的铺置宽度必须与设计台车轮距的宽度相同，两组钢轨的内轨间的距离为6m（最终钢轨的设置位按预制台座实际预留宽度设放）。
3.4.3平移牵引装置
还需设置圆筒平移的牵引装置，分别在圆筒平移方向的轴线上（构件平移终点位置8～10m）设置地锚和卷扬机，并分别配置相宜的滑轮组和钢丝缆与圆筒构件，地锚及卷扬机三者合理有效连接，从而构成构件平移的牵引动力装置。
此外，35个圆筒、36块盖板构件均需2个方向平移，故地锚和卷扬机地座要依构件的两个出运方向分别布置。
3.4.4施工方法
圆筒构件的顶升、陆上出运的施工方法和具体施工操作，在上述笫2.3节“园筒在预制场出运的施工工艺流程”中已讲得很清楚，因而在此不再累赘。
圆筒构件的顶升、陆上出运的施工工艺和施工方法分别详见以下各图：
3.5圆筒、盖板出运施工安全控制
（1）圆筒、盖板顶升应按确定的顶升位置摆放千斤顶，千斤顶应分级加荷，同步起升，并应控制顶升速度与高度。
（2）台车进入圆筒、盖板底部时，施工人员不得随车进入或在构件底下作业。
（3）构件移运前，应对纵、横移轨道、台车和出运通道进行检查，并清理一切障碍物。
（4）构件移运应统一指挥、缓慢启动、匀速运行，牵引绳两侧严禁站人。
（5）构件移运前，应确保轨道运行区无障碍物，轨道螺栓齐全紧固。
卷扬机、台车、钢丝绳等牵引系统应处于正常状态。
四、扶壁及盖板的出运
本码头共需出运扶壁1件、盖板36块，扶壁单块重量为204t，盖板单块重量为190t。
扶壁、盖板的出运与圆筒一样，也要通过2次顶升、2个方向的2次平移之后方能平移至临时出运码头前沿上。
盖板的出运的施工方法、工艺流程、设备投入等情况，均与圆筒的出运的基本相同，在此不再累赘。
五、圆筒及盖板吊装
5.1概述
圆筒及盖板移运到临时出运码头前沿后（7＃、8＃圆筒位置），即由500t起重船起吊、水上运移至基床上安装。
圆筒及盖板陆上移运和起吊、水上移运及安装是基本上同步进行的，即每陆上移运一件圆筒（或盖板）到前沿、起重船即起吊、水上移运一件圆筒（或盖板）到基床安装。
本码头圆筒和盖板安装自与钰龙码头交接处开始（先安装1件扶壁），然后由南往北依次向拟建的海关码头方向进行安装。
5.2起重船选择
5.2.1概述
根据本工程所需吊装构件重量，为确保安全，拟定选取本公司的“鸿宇3号”500t起重船进行本工程的吊装施工。
该起重船的起吊能力为500t－m,吊架力矩限制器、超高限位器、断绳保险装置、吊钩保险装置、卷筒保险装置等各种安全装置都十分齐全有效，且都十分灵敏可靠。
但由于本起重船吊重500t时吃水深为3.2m，而本工程拟吊构件的最大单件重量虽然只有241t，但有30个构件需跨骑圆筒顶起吊构件（船底吃水标高不能低于1.6m），因而须在吊装前对起重船各空压仓进行加（或减）压载水，调试至起重船起吊241t时艏艉吃水基本平行、且吃水深在2.3～2.4m之间后（此种情况常遇到，均采取加减压载水进行调整船体吃水深），才能适宜于本批构件的吊装施工要求。
由于受施工水位限制，本工程构件吊装必须采用乘潮和候潮进行施工。
起重船在潮位3.60m（有约30件要在4.1m潮位以上）以上时，则到临时出运码头起吊构件并移运至相对深的水域，潮位在1.6m以下时，起重船移至基床进行构件安装。
5.2.2起重船主要技术参数
本公司“鸿宇3号”500t起重船的主要技术参数如下：
（1）主尺度：
L×
W×
D=78m×
20.5m×
4.5m（设计吃水深3.5m）。
（2）主机功率：
1250ph（折合920kw）。
（3）主钓吊重：
2×
250t。
（4）吊架总高度43.6m（有效高度37m）。
（5）吊架角变幅：
75°
～14.5°
（6）吊重500t时，吊架角70°
，跨距12.65m（由于吊架根部铰座距船头舷边2.0m，故实际有效跨距为10.65m），最大吊高28.77m。
（7）吊重241t时，吊架角61.68°
，跨距17.55m（由于吊架根部铰座距船头舷边2.0m，故实际有效跨距为15.55m），最大吊高26.57m。
5.3起重船附属设备配置
根据本工程待吊安构件的重量、形状和几何尺寸及沉箱预留吊孔位置等情况，计划按沉箱上底外形及吊孔位置增设一钢结构平衡架，从而确保构件起吊及安装时受力均匀、平稳、平衡和避免起重钢丝缆不触碰到构件导致相互磨损造成安全隐患。
起重平行架采用4根Φ400mm、壁厚15mm的Q235型钢管焊接而成（满口堆焊）。
由于圆筒预留的4个吊孔距离为5409mm（中至中），故起重平衡架的净跨为5.409m。
平行架结构见下示意图：
5.4吊装工艺流程
索具准备→起重船驻位→起吊沉箱→通过收、松起重船锚缆移船至基床（预定安装工作面）→安装圆筒（或盖板）
5.5圆筒安装
5.5.1船锚布设
圆筒安装前，为圆筒的起吊、水上出运和安装，尤其是为了构件安装能准确定位，必须平衡于拟建码头前线沿岸上每隔30m设置一个能抵抗水平拉力10t以上的岸锚拉环。
同时，还必须平行于拟建码头前沿线水上（距前沿线垂距200m左右）每隔100m左右设置一个锚及锚鼓。
岸上锚绳长度不得少于100m、水上锚绳长度应在200m以上。
5.5.2圆筒的起吊及施工工序
在圆筒起吊前，起重船起重装置必须做空载、动载试验，并认真全面检查起重设备的安全装置，确保一切安全装置（含锚机）、刹车等齐全、灵敏和可靠。
（1）起重船在临时出运码头前沿就位→调整好前后八字锚→调整好吊架及吊安钢结构平行架→吊绳吊钩连接及卸扣、扦销安装→起重钩与构件的钩挂调整检查→试起吊、吊起高度20～50cm，停车静止观察5分钟、确认一切正常和安全后（起重机的稳定性、制动器的可靠性、构件绑扎的牢固性、吊绳受力状态和构件的平稳性等）→正常起吊。
构件起吊详见如下“起重船起吊圆筒构件示意图”。
（2）圆筒构件的水上吊挂出运：
起吊构件、船体平稳后→分别撒弃前八字锚→同步收紧后八字锚使起重船离开临时出运码头前沿约70m→收起后八字锚→起重船利用自身自航能力朝安装目的地前行、且边航行边慢松吊钩将构件浸入水中1/3构件高度，以降低整个起重系统的重心高度→起重船吊挂住构件到达安装地点→移到适当位置后，放出后八字锚→继续移船至构件安装位置并垂直码头驻位→放出前八字岸锚→持续松、收前后锚缆至构件安装位置→直至构件安装的正确位置。
5.5.3圆筒构件安装
起重船上操作人员及其起重司索指挥员在施工测量人员、潜水员的指挥配合下，进行圆筒构件水下安装工作。
圆筒的水下安装工序和方法如下：
起重船及沉箱构件到达安装位置后→在测量人员、潜水员的指挥下利用松、收锚缆前后左右慢节奏移动船位和构件→直至满足安装准线和安装位置要求后（此时圆筒底面必须基本水平且距基床顶的高度约20㎝）→在起重司索指挥员、潜水员、测量员的协作指挥下慢慢松开吊绳待圆筒缓慢平稳坐落在基床上（如经测量发觉安装偏差大于规范允许值，则要反复进行调整）→安装圆筒位置符合设计和规范要求→松钩、卸钩→…移船进入下一构件的起吊、水上出运和安装。
见“起重船水上安装圆筒构件示意图”。
5.5.4圆筒安装质量控制要点
（1）安装前,检查基床整平面有无扰动或障碍物;
查询圆筒有无粘底及清除情况,如有将采取处理措施。
出运前检查
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