桶式结构场内搬运方式研究与应用

杜厚新，佘福元，郜卫东

（1.中交第三航务工程局有限公司江苏分公司，江苏连云港222044；2.中交第三航务工程勘察设计院有限公司，上海200032）



桶式结构场内搬运方式研究与应用

杜厚新1，佘福元1，郜卫东2

（1.中交第三航务工程局有限公司江苏分公司，江苏连云港222044；2.中交第三航务工程勘察设计院有限公司，上海200032）

介绍了新型桶式结构场内的搬运方式研究与应用，通过对比分析、细化实施步骤等，顺利完成新型特大桶式基础结构的场内搬运，为类似结构的场内移运施工积累了经验。

新型桶式基础结构；场内搬运；施工

1　概况

连云港港徐圩港区位于连云港市徐圩新区。徐圩港区东防波堤工程呈折线布置，分为斜坡式防波堤结构和直立式防波堤结构两种结构形式[1-4]。本工程为直立式结构东防波堤工程，总长4 100 m，分为：

1）桶式结构ET1～ET51段防波堤（Ⅰ阶段），该段为回填区段，本段结构兼具挡土和防浪功能，长1 076 m。其中试验段125 m，试验段桶体ET1～ET6。

2）桶式结构ET52～ET195段防波堤（Ⅱ阶段），该段为无回填区段，长3 024 m。

连云港港徐圩港区直立式结构东防波堤工程主体结构由195个桶式结构组成。桶式结构包含下层桶体和2个上层圆筒（图1）。下层桶体呈长圆形，无底有盖，通过2道横隔墙和2道纵隔墙划分为9个隔仓，下桶体总长30 m，宽20 m，高9～11 m，下层桶体壁厚40 cm，隔仓壁厚30 cm。下层桶体顶部盖板厚45 cm，由30 cm厚预制盖板和15 cm厚现浇盖板共同组成。上部2个筒体坐落在基础桶体顶板上，上筒体为圆形，直径8.9 m，壁厚40 cm，筒高9.5～10.35 m，两筒沿短轴方向排列。

主体桶式结构预制施工生产在徐圩预制场进行，预制场布置4条生产线，每条生产线7个台座，海侧第1个台座兼做出运转换台座（图2）。

根据业主工期要求，195个桶体需在12个月内预制安装完成，最高峰期需达到每月预制安装桶式结构20个。现有预制场区没有设置富裕堆存场地及预制施工扩展区，故需要将已预制的桶式结构及时进行前移，满足桶式结构出运安装的施工需要，同时及时让出预制台座，形成新的预制作业面，加快桶式结构预制生产线的周转，以此满足整个工程进度需求。

图1　桶式结构Fig.1　The bucket-based structure

图2　预制场平面布置示意图Fig.2　Plane layout of prefabricate factory

本工程采用的新型桶式结构为国内首创，其场内搬运等施工工艺均无先例可以借鉴。根据常规大型预制构件的施工经验，大多采用气囊、移动台车、大型起重吊装设备等方法进行场内搬运。为此我们对新型桶式结构场内搬运方式进行了相关研究与应用。

2　方案比选

结合场地施工布置情况及各类常规大型构件的搬运工艺，有两种施工方案可以使用，分别是：1）底部采用托盘，气囊顶托，卷扬机牵引移运；2）采用移动台车，液压千斤顶顶托，电动小车牵引移运。结合这两个方案的特点，列出了各自的优缺点并进行了对比分析。

方案一：底部采用托盘，气囊顶托，卷扬机牵引移运（图3）。

图3　气囊-卷扬机牵引移运方案示意图Fig.3　Traction scheme of gasbag and winch combination

该方案是先将气囊及托盘利用前后卷扬钢丝绳移运至基础桶体底部，然后进行气囊充气作业，将桶式结构顶升脱离两侧固定底胎模，在前牵引卷扬的拖拽下，向前移动，在移动过程中，后牵引卷扬作为保护措施，保险拖拽。移动到模板底台座后校准，进行气囊放气，桶体就位，并将托盘及气囊移出。

气囊充气顶升移运过程中，需在两侧防止防护挡板进行安全防护。

理论计算，气囊移运1个桶体35 m共需时间如下：1）钢托盘就位准备1 h 30 min；2）顶升气囊充气顶升至桶式结构脱离固定底台座50 min；3）移运0.5 m/s，约需1 h 10 min；4）桶式结构对位调整40 min；5）气囊放气并托盘移出30 min。合计约需4 h 40 min。

方案二：移动台车，液压千斤顶顶托，电动小车牵引移运（图4）。

图4　移动台车移运方案示意图Fig.4　Trolley transport scheme

该方案是先施工设计施工好移运小车及底部小车轨道。移运小车接通电源后，先移动至桶式结构底部，然后启用液压千斤顶顶升桶式结构脱离固定底台座，自动行走到目标底台座下，前后校准，液压千斤顶回落桶式结构至底台座。小车移动至下一个施工部位。

理论计算，移运1个桶体35 m共需时间如下：1）小车就位准备20 min；2）液压千斤顶顶升至桶式结构脱离固定底台座20 min；3）移运1.33 m/s，约需25 min；4）桶式结构对位调整15 min；5）小车移出10 min。合计约需1 h 30 min。根据表1方案的优缺点综合考虑，最终选择方案二作为最佳实施方案。

表1　方案对比分析表Table 1　Scheme comparison analytical statement

3　搬运方案细化实施

3.1方案分析、细化实施步骤

通过工序流程进行分析，找出了5个细化实施点（图5），重点控制，确保方案可行。

图5　施工流程细化控制图Fig.5　Refining control chart of construction process

3.2方案实施

根据方案细化实施点，分别制定相应实施措施，并予以实施。

3.2.1小车轨道标高、轨距控制

根据轨道施工细化流程图，首先控制好轨道预埋钢板精度及轨道安装精度。

首先，精确定位预埋定位钢板，在桶体台座施工过程中，先放线定位好预埋钢板，焊接牢固，确保小车轨道预埋钢板在台座混凝土浇筑完成后精度满足要求（高差≤5 mm），混凝土浇筑完成后，及时复测，如有超出偏差，将偏差较大的钢板凿除，植筋重新安装。

其次，进行精确安装小车轨道，台座施工完成后，测量放线，开始安装小车轨道，小车轨道安装完成后及时进行复测和调整，最终轨道安装误差需满足（标高误差≤5 mm，相邻25延米内轨距误差≤10 mm）。

经过观测，小车轨道安装误差均符合要求。

3.2.2设备选型

结合现场施工条件及需求，与专业设备厂家共同设计了适用于本工程的移运小车，确保移运小车满足施工需求。

该公司根据本工程施工情况，设计出了满足要求的移动台车（设计举重3 600 t），见图6。

图6　 3600 t台车Fig.6　3 600 t trolley

3.2.3场内电力电箱配备

移动小车车体较小，配置的电缆卷盘仅能安装最多150 m电缆，现场至少需要布置8个供电接口，方可满足需求。现场实际布置为每个台座边布置1个供电电箱，每个电箱配备有3个供电结构，现场电箱及供电接口数量均满足需求。

3.2.4台车空载调试、试运行

移动台车组装完成后，项目部于2014年7月22日及2014年8月4日，分别组织安排进行了台车空载调试和台车试运行（图7）。在试运行阶段，桶式结构重3 140 t，移动距离为35 m，顶升、移运、落底安放共用时2 h 45 min，试运行情况良好。

图7　台车试运行Fig.7　Trolley commissionin

4　效果检查

至2014年12月中旬，徐圩预制场已预制完成桶式结构27个，出运安装21个，桶式结构场内移运施工59次，平均每次桶式结构移运时间为1.5 h，桶式结构移运工程中仅需进行周边安全警戒，不影响相邻台座或相邻生产线施工，达到预期效果。汇总结果如表2。

表2　实际桶体搬运计时统计表Table 2　Time sheet of bucket transport

5　结语

1）新型桶式结构场内搬运方式的成功应用，首先加快了各条线桶式结构施工周转速度，提高了场地利用效率；

2）桶式结构及时前移，为桶式结构出运上船施工创造了最有利的条件，工程总体工期大大缩短，减少了大量的设备租赁费用；

3）该方案安全可靠性高，现场安全隐患大大降低。

[1]中交第三航务工程勘察设计院有限公司.连云港港徐圩港区防波堤工程工程可行性研究报告[R].2011. CCCC Third Harbor Consultants Co.,Ltd.Feasibility study of the breakwater project in Xuwei,Lianyungang Port[R].2011.

[2]中交第三航务工程勘察设计院有限公司.连云港港徐圩港区直立式结构东防波堤工程初步设计[R].2012. CCCC Third Harbor Consultants Co.,Ltd.Preliminary design of the east up-right breakwater project in Xuwei,Lianyungang Port[R]. 2012.

[3]练学标，陈雄.插入式桶式基础结构防波堤施工关键技术[J].中国港湾建设，2016，36（2）：49-52. LIAN Xue-biao,CHEN Xiong.Key construction technology of plug-bucket-based structure breakwater[J].China Harbour Engineering,2016,36(2):49-52.

[4]陈浩群，李武.新型结构在连云港港口工程中的应用[J].水运工程，2013（10）：83-88. CHEN Hao-qun,LI Wu.Application of new hydraulic structures in Lianyungang Port engineering[J].Port&Waterway Engineering, 2013(10):83-88.

Application research on internal transfer approach of bucket-based structure

DU Hou-xin1,SHE Fu-yuan1,GAO Wei-dong2
（1.Jiangsu Branch of CCCC Third Harbor Engineering Co.,Ltd.,Lianyungang,Jiangsu 222044,China; 2.CCCC Third Harbor Consultants Co.,Ltd.,Shanghai 200032,China）

We introduced the application research on internal transfer system and its application of bucket-based structure. Through contrastive analysis and refined implementation procedures,we successfully completed the internal transfer of new large bucket-based structure.This paper can offer operational experience for similar internal transfer engineering practices.

new type of bucket-based structure;internal transfer;construction

U655.4

B

2095-7874（2016）03-0089-04

10.7640/zggwjs201603019

2016-01-10

江苏省科技支撑计划项目（BE2013663）；江苏省交通运输科技项目（2013Y20）

杜厚新（1957—），男，江苏连云港人，工程师，从事港口与航道建设工作。E-mail：185223053@qq.com