桶式結構場內搬運方式研究與應用

杜厚新，佘福元，郜衛東

（1.中交第三航務工程局有限公司江蘇分公司，江蘇連云港222044；2.中交第三航務工程勘察設計院有限公司，上海200032）

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桶式結構場內搬運方式研究與應用

杜厚新1，佘福元1，郜衛東2

（1.中交第三航務工程局有限公司江蘇分公司，江蘇連云港222044；2.中交第三航務工程勘察設計院有限公司，上海200032）

介紹了新型桶式結構場內的搬運方式研究與應用，通過對比分析、細化實施步驟等，順利完成新型特大桶式基礎結構的場內搬運，為類似結構的場內移運施工積累了經驗。

新型桶式基礎結構；場內搬運；施工

1　概況

連云港港徐圩港區位于連云港市徐圩新區。徐圩港區東防波堤工程呈折線布置，分為斜坡式防波堤結構和直立式防波堤結構兩種結構形式[1-4]。本工程為直立式結構東防波堤工程，總長4 100 m，分為：

1）桶式結構ET1～ET51段防波堤（Ⅰ階段），該段為回填區段，本段結構兼具擋土和防浪功能，長1 076 m。其中試驗段125 m，試驗段桶體ET1～ET6。

2）桶式結構ET52～ET195段防波堤（Ⅱ階段），該段為無回填區段，長3 024 m。

連云港港徐圩港區直立式結構東防波堤工程主體結構由195個桶式結構組成。桶式結構包含下層桶體和2個上層圓筒（圖1）。下層桶體呈長圓形，無底有蓋，通過2道橫隔墻和2道縱隔墻劃分為9個隔倉，下桶體總長30 m，寬20 m，高9～11 m，下層桶體壁厚40 cm，隔倉壁厚30 cm。下層桶體頂部蓋板厚45 cm，由30 cm厚預制蓋板和15 cm厚現澆蓋板共同組成。上部2個筒體坐落在基礎桶體頂板上，上筒體為圓形，直徑8.9 m，壁厚40 cm，筒高9.5～10.35 m，兩筒沿短軸方向排列。

主體桶式結構預制施工生產在徐圩預制場進行，預制場布置4條生產線，每條生產線7個臺座，海側第1個臺座兼做出運轉換臺座（圖2）。

根據業主工期要求，195個桶體需在12個月內預制安裝完成，最高峰期需達到每月預制安裝桶式結構20個。現有預制場區沒有設置富裕堆存場地及預制施工擴展區，故需要將已預制的桶式結構及時進行前移，滿足桶式結構出運安裝的施工需要，同時及時讓出預制臺座，形成新的預制作業面，加快桶式結構預制生產線的周轉，以此滿足整個工程進度需求。

圖1　桶式結構Fig.1　The bucket-based structure

圖2　預制場平面布置示意圖Fig.2　Plane layout of prefabricate factory

本工程采用的新型桶式結構為國內首創，其場內搬運等施工工藝均無先例可以借鑒。根據常規大型預制構件的施工經驗，大多采用氣囊、移動臺車、大型起重吊裝設備等方法進行場內搬運。為此我們對新型桶式結構場內搬運方式進行了相關研究與應用。

2　方案比選

結合場地施工布置情況及各類常規大型構件的搬運工藝，有兩種施工方案可以使用，分別是：1）底部采用托盤，氣囊頂托，卷揚機牽引移運；2）采用移動臺車，液壓千斤頂頂托，電動小車牽引移運。結合這兩個方案的特點，列出了各自的優缺點并進行了對比分析。

方案一：底部采用托盤，氣囊頂托，卷揚機牽引移運（圖3）。

圖3　氣囊-卷揚機牽引移運方案示意圖Fig.3　Traction scheme of gasbag and winch combination

該方案是先將氣囊及托盤利用前后卷揚鋼絲繩移運至基礎桶體底部，然后進行氣囊充氣作業，將桶式結構頂升脫離兩側固定底胎模，在前牽引卷揚的拖拽下，向前移動，在移動過程中，后牽引卷揚作為保護措施，保險拖拽。移動到模板底臺座后校準，進行氣囊放氣，桶體就位，并將托盤及氣囊移出。

氣囊充氣頂升移運過程中，需在兩側防止防護擋板進行安全防護。

理論計算，氣囊移運1個桶體35 m共需時間如下：1）鋼托盤就位準備1 h 30 min；2）頂升氣囊充氣頂升至桶式結構脫離固定底臺座50 min；3）移運0.5 m/s，約需1 h 10 min；4）桶式結構對位調整40 min；5）氣囊放氣并托盤移出30 min。合計約需4 h 40 min。

方案二：移動臺車，液壓千斤頂頂托，電動小車牽引移運（圖4）。

圖4　移動臺車移運方案示意圖Fig.4　Trolley transport scheme

該方案是先施工設計施工好移運小車及底部小車軌道。移運小車接通電源后，先移動至桶式結構底部，然后啟用液壓千斤頂頂升桶式結構脫離固定底臺座，自動行走到目標底臺座下，前后校準，液壓千斤頂回落桶式結構至底臺座。小車移動至下一個施工部位。

理論計算，移運1個桶體35 m共需時間如下：1）小車就位準備20 min；2）液壓千斤頂頂升至桶式結構脫離固定底臺座20 min；3）移運1.33 m/s，約需25 min；4）桶式結構對位調整15 min；5）小車移出10 min。合計約需1 h 30 min。根據表1方案的優缺點綜合考慮，最終選擇方案二作為最佳實施方案。

表1　方案對比分析表Table 1　Scheme comparison analytical statement

3　搬運方案細化實施

3.1方案分析、細化實施步驟

通過工序流程進行分析，找出了5個細化實施點（圖5），重點控制，確保方案可行。

圖5　施工流程細化控制圖Fig.5　Refining control chart of construction process

3.2方案實施

根據方案細化實施點，分別制定相應實施措施，并予以實施。

3.2.1小車軌道標高、軌距控制

根據軌道施工細化流程圖，首先控制好軌道預埋鋼板精度及軌道安裝精度。

首先，精確定位預埋定位鋼板，在桶體臺座施工過程中，先放線定位好預埋鋼板，焊接牢固，確保小車軌道預埋鋼板在臺座混凝土澆筑完成后精度滿足要求（高差≤5 mm），混凝土澆筑完成后，及時復測，如有超出偏差，將偏差較大的鋼板鑿除，植筋重新安裝。

其次，進行精確安裝小車軌道，臺座施工完成后，測量放線，開始安裝小車軌道，小車軌道安裝完成后及時進行復測和調整，最終軌道安裝誤差需滿足（標高誤差≤5 mm，相鄰25延米內軌距誤差≤10 mm）。

經過觀測，小車軌道安裝誤差均符合要求。

3.2.2設備選型

結合現場施工條件及需求，與專業設備廠家共同設計了適用于本工程的移運小車，確保移運小車滿足施工需求。

該公司根據本工程施工情況，設計出了滿足要求的移動臺車（設計舉重3 600 t），見圖6。

圖6　 3600 t臺車Fig.6　3 600 t trolley

3.2.3場內電力電箱配備

移動小車車體較小，配置的電纜卷盤僅能安裝最多150 m電纜，現場至少需要布置8個供電接口，方可滿足需求。現場實際布置為每個臺座邊布置1個供電電箱，每個電箱配備有3個供電結構，現場電箱及供電接口數量均滿足需求。

3.2.4臺車空載調試、試運行

移動臺車組裝完成后，項目部于2014年7月22日及2014年8月4日，分別組織安排進行了臺車空載調試和臺車試運行（圖7）。在試運行階段，桶式結構重3 140 t，移動距離為35 m，頂升、移運、落底安放共用時2 h 45 min，試運行情況良好。

圖7　臺車試運行Fig.7　Trolley commissionin

4　效果檢查

至2014年12月中旬，徐圩預制場已預制完成桶式結構27個，出運安裝21個，桶式結構場內移運施工59次，平均每次桶式結構移運時間為1.5 h，桶式結構移運工程中僅需進行周邊安全警戒，不影響相鄰臺座或相鄰生產線施工，達到預期效果。匯總結果如表2。

表2　實際桶體搬運計時統計表Table 2　Time sheet of bucket transport

5　結語

1）新型桶式結構場內搬運方式的成功應用，首先加快了各條線桶式結構施工周轉速度，提高了場地利用效率；

2）桶式結構及時前移，為桶式結構出運上船施工創造了最有利的條件，工程總體工期大大縮短，減少了大量的設備租賃費用；

3）該方案安全可靠性高，現場安全隱患大大降低。

[1]中交第三航務工程勘察設計院有限公司.連云港港徐圩港區防波堤工程工程可行性研究報告[R].2011. CCCC Third Harbor Consultants Co.,Ltd.Feasibility study of the breakwater project in Xuwei,Lianyungang Port[R].2011.

[2]中交第三航務工程勘察設計院有限公司.連云港港徐圩港區直立式結構東防波堤工程初步設計[R].2012. CCCC Third Harbor Consultants Co.,Ltd.Preliminary design of the east up-right breakwater project in Xuwei,Lianyungang Port[R]. 2012.

[3]練學標，陳雄.插入式桶式基礎結構防波堤施工關鍵技術[J].中國港灣建設，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]陳浩群，李武.新型結構在連云港港口工程中的應用[J].水運工程，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

江蘇省科技支撐計劃項目（BE2013663）；江蘇省交通運輸科技項目（2013Y20）

杜厚新（1957—），男，江蘇連云港人，工程師，從事港口與航道建設工作。E-mail：185223053@qq.com