２００第３５卷第２７期９年９月山ＳＨＡＮＸＩ西建筑Ｖｂｌ．３５Ｎｏ．２７Ｓｅｐ．２００９ＡＲＣＨＩＴＥＣｒＩ瓜Ｅ·１５１·文章编号：１００９—６８２５｛２００９｝２７－０１５１－０３沉箱一箱涵整体浮运安装方法的分析李青美董胜杨正云摘要：介绍了沉箱一箱涵整体浮运安装工艺，并对比沉箱一箱涵进行单体浮运安装及沉箱一箱涵整体浮运安装工艺，进行了成本进度分析，通过沉箱一箱涵整体预制、浮运、安装实践，以期为类似水工构件的安装提供较为新颖的思路。关键词：沉箱一箱涵，浮运安装，浮游稳定中图分类号：ＴＵ７５８１文献标识码：Ａ沉箱和过水箱涵两种结构形式组成（见图１，图２），上部结构内外侧均为外露面浆砌镶面石现浇混凝土胸墙结构。其中解决沉箱—箱涵浮运安装的施工工艺问题是保证整个次深防波堤施工进度的重点。工程概况次深防波堤为青岛奥运会帆船中心场馆水工项目的重要组成部分，全长１９７．５４５ｍ，堤顶宽为９．２ｍ，为保证港池内泊稳标高控制在０．５ｍ以内，及港池内外水体交换，防波堤水下部分由％２＝老如１＝痂２１０％１＝０．７０％１代换钢筋直径之间的关系：１）Ⅷ，磁３５级钢筋代换ＨＲＢ３３５级钢筋：ｄ２≤１．５１ｄ１＋１２．１ｃｐｔ，ｔ。２）｝旧Ｂ２３５级钢筋代换ＨＲＢ４００级钢筋：ｄ２≤２．１５ｄｒ＋２２．９ｃｐｔ，ｌｏ３）ＨＲＢ３３５级钢筋代换ＨＲＢ４００级钢筋：ｄ２≤１．４４ｄｒ＋６．１ｃｐｔ。ｌ３．２．２（７）１０１８砌辞），一类环境条件，Ｃ＝２５ｒａｉｎ，现在用直径为２２ｉｎｎｌ的解题过程：此例为钢筋强度等级相同时的代换，Ａ１＝１０１８啪苷。由式（５）得ｙ＝１．０８９。计算代换钢筋的数量：Ａｌ＝７Ａ，ｌ＝１０９删ｍ２，可选用３０２２（Ａ。＝１１４０删ｎ２）。钢筋进行代换，试计算代换钢筋的数量。将式（６），式（７）及Ｅａ，Ｅ１代入式（２）可分别得到几种情况下１．０８９×１０１８＝１以上计算表明，钢筋代换后的面积大于代换前的面积，构件的承载力有所增加，且保证了裂缝宽度不增大，证明式（５）的准确性。４结语１）以低强度等级钢筋代换高强度等级钢筋后，裂缝宽度有所减小。相同等级钢筋代换时，若代换钢筋直径大于原钢筋直径。则需加大代换钢筋的面积以满足裂缝宽度的要求。２）钢筋代换后对构件的换算截面面积大小影响不大，一般不必做变形验算。３）钢筋代换时应使所代换的钢筋与原设计符合“等抗力”原则和“裂缝相当”原则。参考文献：［１］ＧＢ５００１０．２００２，混凝土结构设计规范［Ｓ］．［２］ＧＢ５００１１－２００１，建筑抗震设计规范（２００８年版）［Ｓ］．［３］丁大钧．钢筋混凝土结构学［Ｍ］．上海：上海科学技术出版社。２００１．以高强度等级钢筋代换低强度等级钢筋以高强度等级钢筋代换低强度等级钢筋时，钢筋面积Ａ，减小，按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉配筋率ｍ减小，钢筋应力盯矗增大，根据以上推导可以得到，若钢筋代换后裂缝宽度保持不变，则钢筋直径须满足以下条件：１）ＨＲＢ３３５级钢筋代换ＨＰｌ３２３５级钢筋：ｄ２≤１．３８ｄｌ一５．９２ｃｐｔ，１２）ＨＲＢ４００级钢筋代换ＨＰＢ２３５级钢筋：ｄ２≤０．４８ｄ１—６．２２ｃｐ口１３）ＨＲＢ４００级钢筋代换ＨＲＢ３３５级钢筋：［４］王战堂．浅谈钢筋混凝土构件中的钢筋代换问题［Ｊ］．工业建筑，２００１（８）：８６—８７．黜星舅紫形薏燃量批＾裟６００，混芋圭ｄ２≤０．６８ｄｌ一３．９４ｃｐｔ，，ｌ。３．３计算实例［５】傅钟鹏·钢筋混凝土构件实用施工计算手册［Ｍ］－北京：中强度等级为０３２（０Ｂｆ，构结筑建ｎ删换代筋钢的中．罢慧裂善萎量…，纵向受拉钢筋采用ＨＲＢ３３５ＹＡＮ级钢筋４①１８（ＬＶ．ＩＡ＝～一…‘一一一１１”一’”””““”１ｕ卜心“１”’２００７（６）：２１３·２１５．ＢａｓｉｃｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆｓｔｅｅｌｂａｒｒｅｐｌａｃｅｍｅｎｔｉｎｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｎｄｉｔｓｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄＺｈｏｎｇ－ｍｉｎｇＬＩＡＮＧＷｅｉｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎＡｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｔｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅｒｅｑｕｉｒｍａｅｎｔｓ，ｒｅｐｌａｃｉｎｇｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓａｎｄｔｈｅａｔｔｅｎｔｉｏｎｓｉｎｉｔｏｆｓｔｅｅｌｂａｒｒｅｐｌａｃｅｍｅｎｔ．Ｉｔｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｒ血１．ｆｏｒｃｅｍｅｒｌｔｒａｔｉｏｂｅｆｏｒｅａｎｄａｆｔｅｒｔｈｅｓｔｅｅｌｂａｒｏｆｔｈｅｓａｍｅｓｔｒｅｎｇｔｈａｎｄｄｔｅｒｒｅｐｌａｃ锄ｅｎｔａｎｄｂｅｔｗｅｅｎｒｄｎ五珊．ｃ日ｆｎ饥ｔｒａｔｉｏｂｅｆｏｒｅｔｈｅｓｔｅｅｌｂａｒｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｔｒｅｎｇｔｈｒｅｐｌａｃｄｎｅｎｔａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｍａｘｉｍｌ／ｍｃｒａｃｋｗｉｄｔｈｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｆｏｒｍｕｌａｏｆＲｅｉｎｆｏｒｃｅｄＣｏｎｃｒｅｔｅＰａｒｔｓｉｎＣｏｎｃｒｅｔｅｒｉｅｎｃｅＫｅｙＳｔｒｕｃｔｕｒｅＤｅｓｉｇｎＮｏｒｍｗｉｔｈｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｔｈｅｓａｍｅｃｒａｃｋｂｅｆｏｒｅａｎｄａｆｔｅｒｓｔｅｅｌｂａｒｒｅｐｌａｃ日ｎｅｎｔ。∞ａｓｔｏａｔｘｒｕｎｌｕｌａｔｅｅｘｐｅ．ｆｏｒｔｅｃｈｎｉｄａｍ．ｗｏｒｄｓ：ｓｔｅｅｌｂａｒｒｅｐｌａｃｅｒｒｎｅｎｔｃｒａｃｋ，ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔｒａｔｉｏ，ｓｔｅｄｂａｒｄｉａｍｅｔｅｒ收稿日期：２００９－０５—２６作者简介：李青美（１９７８一），女，中国海洋大学工程学院工程硕士研究生，山东青岛２６６１００董胜（１９６８一），男，硕士生导师，教授，中国海洋大学工程学院，山东青岛２６６１００杨正云（１９６５一），男，高级工程师，中交一航局，天津３０００００万方数据 ．１５２．２￥０３５０９９荤琴膂山西建筑沉箱阀门杆（１套４根）长度根据沉箱高度及阀门安装高度确定。阀门杆用怡０钢管制成，底部焊一圆盘与阀门开关圆盘配套。阀门开在沉箱１．５ｍ高度处。箱涵中有３０ｃｒｎ的水，７舱～１２舱内加水４．６２ｍ时沉箱箱涵平衡，沉箱一箱涵安装时１舱～６舱和７舱～１２舱的加水速度比为ｌ：６。２．４缆绳、拖缆及船舶配备拖缆力的计算【１］：Ｆ＝ＫＡＲ∥２／２９。◆＃其中，Ｆ为拖带力标准值，ｋＮ；Ａ为沉箱受水流阻力的面积，ｍ２；Ｒ。为水的重度，本工程取１０．２５Ｉ【Ｎ／ｍ３；口为沉箱对水流的相对速度，本工程取０．８ｍ／ｓ；Ｋ为挡水系数，矩形取１．０。Ａ＝斗卑竺圈１沉箱一箱涵加水示意图口（Ｔ＋ｓ），口为沉箱宽度，１号沉箱为９．８ｍ，Ｔ为沉箱吃水深度，本工程为７．６ｍ，５为向前涌水高度，本工程为０。Ａ＝９．８Ｘ７．６＝７４．４８。Ｆ＝ＫＡ‰Ｖ／２９＝１ｘ７４．４８ｘ１０．２５Ｘ０．８Ｘ０．８／（２×９．８）＝２４．９ｋＮ。根据现场实际海况，采用４８０ＨＰ拖轮拖运沉箱，拖轮牵引拖带沉箱时的拖缆利用拖轮常备的尼龙缆即可满足本工程沉箱拖运要求。沉箱安装时，沉箱靠交抓１１３号所用的缆绳采用４条圣１９．５钢丝缆，每条长２０ｍ。圈２沉箱—薷涵结构示意圈２．５抽水设备根据现场实际施工情况，沉箱一箱涵有可能进行二次调安，根据沉箱一箱涵存水量、低潮出水时间和水泵抽水量测算，８台１００２沉箱一箱涵浮运安装准备２．１沉箱一箱涵浮游稳定计算本预制构件为沉箱与箱涵的结合体，长２３．５１ｍ，宽９．８０ｍ，ｍ３／ｈ泵即可满足施工要求，考虑抽水时备用８台，因此拟准高９．５ｍ，其中沉箱长１７．５ｍ，箱涵长６．０１ｍ，构件重心偏离中心位置较大，为了保持浮运时平衡，需在沉箱内加水。因为沉箱一箱涵偏心较大，沉箱一箱涵的平衡对加水方式相当敏感，加水的部位、速度必须准确，计算出沉箱—箱涵在不同加水量情况下的平衡状态，并在施工过程中派专人看管水泵和阀门，按照潮水涨落速度控制阀门进水速度及水泵抽水时长，做到每道工序都以既定步骤进行施工。通过浮游稳定的计算，计算出箱涵部分分别存水１０ｄ１１，２０备１６台１００ｍ３／ｈ泵用于工程，同时在交抓１１３号上配备发电机提供电力。３沉箱一箱涵拖运沉箱的吃水深度必须满足航道的深度以及坞门的高度，此处航道的深度为一６ｍ，坞门高度为一４．５３ｍ，根据浮游稳定性计算，沉箱一箱涵的最小吃水为７．６４ｍ，当潮水高度大于３．６１ｍ时，沉箱一箱涵方能出坞，高潮出运的时间短，沉箱一箱涵要顺利拖运，必须提前做好各项准备工作，出运前，必须保证构件浮游稳定，出运过程中，不能有任何的时间耽搁，箱涵钢封门的密闭性如何是决定沉箱一箱涵能否安全浮运到目的地的重要因素，为了保证沉箱一箱涵顺利拖运至目的地，除了加强钢封门制作安装质量外，同时全面考虑了沉箱一箱涵可能出现的危险因素，并采取了相应措施：１）与设计院协商，在保证箱涵使用要求的前提下，在箱涵顶部开设入口，以方便使用人员进入观察渗水情况及水泵抽水。２）为了确保浮运安全，在坞内试浮沉箱一箱涵，测算箱涵透水速度，确定沉箱一箱涵安装采用加水方式。３）拖运过程中准备发电船，在箱涵内放人两台出水量为１００ｍ３／ｈ的水泵，一旦箱涵出现渗水情况，采用水泵抽水的方式保证沉箱一箱涵的平衡。ｃｌ＇ｎ，３０∞，４０ａ１１，５０咖，６０Ⅱ１１及沉箱—箱涵重新浮起时，沉箱一箱涵保持浮游平衡、沉箱舱格的加水方式或抽水方式和相应沉箱的吃水深度等。对各加水步骤都制定了应急措施，做到有备无患。２．２箱涵串水孔封堵箱涵两侧各有两个串水孔，为了起浮安装，安装了两个钢封门（见图３），钢封门与箱涵混凝土面采用橡胶垫衬，依靠水压力对钢封门的作用形成自密效果。钢封门的密闭性如何是决定沉箱—箱涵能否安全浮运到目的地的重要因素，万一钢封门渗水速度过快而无法控制，很容易造成沉箱一箱涵的倾覆。为了保证沉箱—箱涵顺利拖运至目的地，除了加强钢封门制作安装质量外，并在钢封门安装后使用玻璃胶从外部进行封堵。渗水路径４沉箱一箱涵安装因为箱涵一沉箱平衡对加水很敏感，现场不容易控制，特采用高潮时加水调平，降低干舷至１．０ｍ，随潮水降落自然落在基床上的施工方法进行安装，经过试浮，箱涵渗水速度很慢，对沉箱一箱涵的浮运没有太大影响，但箱涵中总有３０ｃｌ＇ｎ的水无法排出。所以采用箱涵中有水３０ａｎ时的加水方式进行浮运。沉箱一箱涵加水调平，拖轮拖至现场，依靠方驳就位。就位后沉箱开始加水，根据已计算的加水高度，分成数次进行加水调节，调平至预定干舷高度。安装导链，用全站仪控制沉箱一箱涵安装位置，根据潮位的改变随时调整导链，等待沉箱一箱涵自然坐底。沉箱一箱涵坐底稳定后，全站仪复核安装位置，如不符合要求，沉箱一箱涵抽水浮起调平后重新安装。』《旁勖ｄ邑圈３钢封门封堵示意图２．３制作沉箱封舱板、阀门杆沉箱封舱板用１０号槽钢做骨架，３距１．０ｔｒｔＸｍ钢板做面板。骨架间１．０ｒｎｏ穿阀门杆的舱所用盖板在阀门位置留０．６ｍ×０．６ｍ方孔。万方数据 ２第３５卷第２７期００９年９月山ＳＨＡＮＸＩ西建筑ＶｏＩ．３５Ｎｏ．２７Ｓｅｐ．２００９ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ·１５３７文章编号：１００９—６８２５｛２００９｝２７－０１５３－０２大体积混凝土的裂缝防治技术在施工中的应用李志中摘要：结合工程实例，分析了工程中大体积混凝土裂缝产生的原因，为了防止基础承台混凝土浇筑后出现对结构不利的裂缝，从材料、设计、施工方面采取了相应的控制措施，从而达到预期效果。关键词：大体积混凝土，基础承台，裂缝，防治措施中图分类号：ＴＵ７５５．７中煤平朔东露天煤矿原煤仓工程由两个４５ｒｆｌ直径筒仓与一个３０ｍ直径筒仓组成，设计储煤能力为１３万ｔ，其中４５ｍ直径筒仓为国内最大直径原煤筒仓。本工程桩基础为人工挖孔灌注桩。基础承台混凝土厚度为２．３ｎｌ，局部２．７ＩＴＩ，混凝土总量为１５０００ｒｎ３，总跨度１５０ｉｎ，其中设置２道沉降缝。单仓承台混凝文献标识码：Ａ用Ⅱ级以上粉煤灰作为掺合料。３）掺加与水泥相适应的高效缓凝减水剂（缓凝时间达到６ｈ）及膨胀剂。４）严格按照《普通混凝土用砂质量标准和检验方法》，控制混凝土用砂的细度模数、含泥量和泥块含量。５）使用粒型好、空隙率小、级配良好的粗骨料。２．１．２混凝土配合比的控制１）根据国家规定，本工程承台ＣＡ０混凝土用６０ｄ后期强度作为混凝土结构强度评定值，以尽量减少水泥用量，减少水化热和收缩。２）水胶比：根据相关机构的测试，水胶比为０．３８时，混凝土的自收缩为３６％，当低于０．３８时，混凝土自收缩增加较快。因此，本工程大体积混凝土的水胶比采用０．３８。３）控制砂率，防止因混凝土离析而使混凝土抗裂性能劣化。经过多次试配及优化，本工程混凝土的砂率定为３９％。４）混凝土中掺加９％的Ⅱ级以上级别粉煤灰和２１％的磨细矿粉。５）混凝土坍落度控制在１８０ｒｉｉｌｌ以内。经过西安建筑科技大学的多次试配后，得出能够符合条件的配合比（如表１所示）。２．１．３混凝土外部环境的改善为防止混凝土因表面温度高、水蒸发量大而很快硬化，造成混凝土裂缝产生，在施工中采取及时覆盖塑料薄膜的办法进行预土浇筑量达６０００ｍ３。基础承台混凝土强度等级为Ｃ４０，抗渗等级鹦。为防止基础承台混凝土浇筑后出现对结构不利的裂缝，在施工过程中必须采取相应的措施进行控制，以达到预期效果。１分析裂缝产生的原因１）混凝土的自收缩产生拉应力，当拉应力大于混凝土的极限抗拉强度时，混凝土被拉裂而产生裂缝。２）混凝土早期强度的提高致使混凝土早期弹性模母迅速增加，同时丧失了较大的应力松弛能力，导致收缩应力大大增加，最终造成混凝土早期开裂。２施工中的防治措施２．１材料控制２．１．１混凝土原材料控制根据工程实际情况，我们对原材料进行了如下控制：１）选用大厂生产的普通硅酸盐水泥，强度等级为４２．５。２）在混凝土中使５成本进度对比分析分体构件安装时，箱涵需采用２００ｔ起重船进行浮吊安装，因为箱涵起浮后吃水大、干舷低，无法自行起浮、出坞及浮运，需起重船将箱涵吊浮出坞门后，依靠起重船走缆的方式托运至安装地点。在天气和海况条件允许的情况下，１ｄ可以安装１个箱涵，箱涵之间的沉箱，人工浮运安装，每天安装１个，但箱涵的钢封门只制作两套，过程中需要关坞门一次，进行钢封门安装，需要３ｄ完成，共需９ｄ安装３个沉箱和３个箱涵，２００ｔ起重船和拖轮将进场至少８ｄ，同时增加了施工现场船机管理难度及施工过程的危险源。沉箱一箱涵整体安装时，采用直接人工浮运安装，经实际施工验证，保证了１ｄ安装１个构件，加上关坞门进行钢封门安装的时间，共６ｄ完成了３个沉箱一箱涵的安装任务，两种方案比较，沉箱安装工期提前３ｄ，节省２００ｔ起重船８个台班，并减少了３个沉箱安装工作量。６结语沉箱一箱涵的整体预制、浮运、安装在本工程中的运用，其出发点是工程成本的控制，在实施过程中，通过理论计算和现场操作，对施工技术和组织管理也提出了更高的要求，通过沉箱一箱涵整体预制、浮运、安装的实践，对以后类似施工，如单体箱涵、异型偏心的沉箱或其他组合结构形式的水工构件的预制安装都提供了一个较为新颖的思路，具有一定的参考价值。参考文献：［１］ＪＴＪ２９０—９８，重力式码头设计与施工规范［Ｓ］．［２］徐芝萍．天津临港产业区防波堤半圆体工程监测方法［Ｊ］．山西建筑，２００８，３４（３１）：３５９—３６０．ＡｎａｌｙｓｉｓｏｆｗｈｏｌｅｆｌｏａｔｉｎｇｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｏｆｃａｉｓｓｏｎａｎｄｂｏｘｃｕｌｖｅｒｔＬＩＱｉｎｇ－ｍｅｉＤＯＮＧＳｈｅｎｇＹＡＮＧ办ｅｎｇ－ｙａｎＡｈｓｌａ＇ａｃｔ：Ｔｈｅｐａｐｅｒｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅｃｒａｆｔｏｆｔｈｅｗｈｏｌｅｆｌｏａｔｉｎｇｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ，ｃｏｍｐａｒｅｓｔｈｅｃａｉｓｓｏｎａｎｄｂｏｘｃｕｌｖｅｒｔ’ｓｒｌＫ）ｒｌｏｌＴｌｅｌ－ｆｌｏａｔｉｎｇｉｎｓｔａｌｌａ—ｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｗｈｏｌｅｆｌｏａｔｉｎｇｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎｃｒａｆｔ，ａｎｄｈａｓｔｈｅｅ０６ｔｐｒｏｇｒｅｓｓａｎａｌｙｓｉｓ．ＳＯｔｏｐｒｏｖｉｄｅｍｏｒｅｃｒｅａｔｉｖｅｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅｆｏｒｔｈｅｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｈｙｄｒａｕｌｉｃｅｌｍａｅｎｔｂｙｔｈｅｐｒａｃｔｉｃｅｏｆｔｈｅｃａｉｓｓｏｎａｎｄｂｏｘｃｕｌｖｅｒｔｇｅｎｅｒａｌｐｒｅｆａｂｒｉｃａｔｅｄ，ｔｈｅｆｌｏａｔｉｎｇａｎｄｔｈｅｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃａｉｓｓｏｎａｎｄｂｏｘｃｕｌｖｅｒｔ，ｆｌｏａｔｉｎｇｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ，ｆｌｏａｔｉｎｇｓｔａｂｉｌｉｔｙ收稿日期：２００９－０５－２１作者简介：李志中（１９７５－），男，工程师，中煤第七十二工程处，安徽宿州２３４０００万方数据 沉箱-箱涵整体浮运安装方法的分析
作者：作者单位：
李青美， 董胜， 杨正云， LI Qing-mei， DONG Sheng， YANG Zheng-yun
李青美,LI Qing-mei(中国海洋大学工程学院工程,山东青岛,266100)， 董胜,DONG
Sheng(中国海洋大学工程学院,山东青岛,266100)， 杨正云,YANG Zheng-yun(中交一航局,天津,300000)山西建筑
SHANXI ARCHITECTURE2009,35(27)
刊名：英文刊名：年，卷(期)：
1.徐芝萍 天津临港产业区防波堤半圆体工程监测方法[期刊论文]-山西建筑 2008(31)2.JTJ 290-1998.重力式码头设计与施工规范
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