组合式简易隧道管段沉放平台 本发明是一种组合式简易隧道管段沉放平台,应用于沉管隧道工程,属于作业技术领域。
沉管隧道工程是本世纪初开始逐渐发展起来的一种大型跨水交通工程。将若干预制管段一个接一个地沉放到已经开挖的水下沟槽内,然后辅以相关施工,使管段组合体成为连接两端陆上交通的隧洞型交通运输载体,这就是沉管隧道工程的基本内涵。
管段沉放是沉管隧道工程的一项关键工序。目前世界上采用的沉管方法有很多种,其中有直接应用自升式平台的沉放方法,具有干扰小、控制易、沉放精度高等优点,而且不需要系泊设备,施工时占有水域小,能将碍航限制到最小范围内。但是这种自升式平台由于平台桩腿间距固定、不能调节,适用性较差,且平台的机电设备及升降机构造价昂贵,使得单个沉管隧道工程无法承受。因此,到目前为止应用自升式平台沉放管段还仅限于偶然借用海上油气开发平台进行沉放。文献《沉管隧道管段锚泊沉放工程船的设计与分析》(周瑜、谭家华《工程船舶文集》2000年9月P89-94)中介绍了国内外具有代表性的隧道管段沉放方法,均需采用驳船来沉放或浮吊,所需设备复杂,灵活性较差,同时沉放管段定位及平衡控制等问题也未得到有效解决。
本发明的目的在于针对实际需要和上述现有技术的不足,提供一种新型的组合式简易隧道管段沉放平台,使之不仅具有沉放过程容易控制,就位精度高等优点,而且升降设备简单,造价低廉,应用范围广阔。
为了实现这样的目的,本发明的技术方案中,设计的隧道管段沉放平台为组合式结构,平台主体由四个浮箱与四个万能杆件组合梁刚性组合而成,浮箱可提供浮力,也是其他设备的载体,组合梁是由建造桥涵等用的万能标准杆件组合而成,所以平台主体可根据需要进行拆装,所需的万能杆件可向制造厂或有关公司租用,而且浮箱间距离也可根据需要进行调整。平台主体可在施工现场组装,或者组装完成以后拖至现场。
四根桩腿由万能标准杆件刚性组合而成,可拆装,其长度可根据水深和其他需要调整。桩腿上端的桩腿头是根据需要特制成的,它上面设有与可移动滑轮组座相连的螺栓孔等。桩腿下部地桩靴主要作用是将桩腿受力传递给地基,同时作为升降系统中固定滑轮组座的载体。桩腿下部一定长度段和桩靴在平台组装之前预先安装好,并与浮箱可靠连接。
升降系统由移动滑轮组座、绞车、固定滑轮组座和升降钢索组成,共有八套。移动滑轮组座共有八个,在施工中先后安装在平台主体的浮箱上及安装在桩腿头上。当平台主体浮在水面上组装和升降桩腿时,移动滑轮组座用螺钉与平台主体固定,当四个桩腿都组装好并下降到桩靴与地基接触后,需要将平台主体升离水面时,则拆掉移动滑轮组座与平台主体的连接,将移动滑轮组座用螺钉与桩腿头固定。固定滑轮组座固定在桩腿下部的桩靴上,共有八个。绞车固定在浮箱上,用于桩腿或平台主体升降,共有八台。
当可移动滑轮组座与浮箱固定时,浮箱浮于水面,可用绞车控制桩腿的升降,当桩靴触地时,将可移动滑轮组座与桩腿头固定,可用绞车控制平台主体的升降。
悬吊系统、纵向调整系统以及横向调整系统分别有四套,主要由固定在浮箱上的绞车、钢索及固定在浮箱和隧道管段上的滑车组组成。悬吊系统主要作用是控制隧道管段的升降,纵向调整系统主要功能是在隧道管段的纵向位置发生偏移时,进行纵向纠偏,横向调整系统主要功能是在隧道管段的横向位置发生偏移时,进行横向纠偏。
以下通过附图对本发明的技术方案作进一步详细描述。
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明结构的侧视图。
图3为本发明结构的俯视图。
图4为本发明中可移动滑轮组座的结构示意图。
图5为可移动滑轮组座钢索的走势示意图。
如图1、图2、图3所示,本发明的隧道管段沉放平台为组合式结构,平台主体由四个浮箱1和四个万能杆件组合梁2刚性组合而成,浮箱1与组合梁2可根据需要进行拆装,并可通过调整组合梁2的长度来调整浮箱1之间的距离。四根桩腿4由万能标准杆件刚性组合而成,可拆装,其长度可根据水深或其他需要,通过增加或减少万能杆件的组装来调整,桩腿4上端的桩腿头3穿过平台主体的浮箱1。
升降系统有八套,每个浮箱和每根桩腿上装有两套,每套由固定在浮箱上的绞车7、钢索8、桩靴上的固定滑轮组座9及可移动滑轮组座6组成。在平台主体组装完成并拖到现场后,准备加长桩腿并下放时,拆掉桩腿与浮箱的连接,可移动滑轮组座6安装在浮箱上,用万能杆件把桩腿加长一段后,用绞车把桩腿下放一定深度,再加长桩腿,再下放,直至把桩腿下放预定深度,然后装上桩腿头3。最后,拆掉可移动滑轮组座6与浮箱的连接,而把可移动滑轮组座6安装在桩腿头3上,启动绞车把浮箱提升离水面,这样就完成了平台的组装。升降系统的钢索走势如图5所示。
悬吊绞车10通过悬吊钢索11与隧道管段16连接,构成悬吊系统,共四套,其主要作用是控制隧道管段的升降。纵向调整绞车12通过纵向调整钢索13与隧道管段16相连,构成纵向调整系统,共四套,其主要功能是在隧道管段16的纵向位置发生偏移时,进行纵向纠偏。横向调整绞车14通过横向调整钢索15与隧道管段16相连,构成横向调整系统,共四套,其主要功能是在隧道管段16的横向位置发生偏移时,进行横向纠偏。
本发明采用组合式简易隧道管段沉放平台进行隧道管段的沉放施工,使管段沉放过程容易控制,就位精度高,碍航小,能适用不同尺度的隧道管段,升降设备简单,除绞车外,无须其他机电设备,用岸电或其他船舶供电,造价低廉。
由于我国江河岛屿众多,随着国民经济发展,我国将成为水下隧道建设的主要国家之一,沉管隧道的建设与桥梁一样将在我国形成一个产业。本发明提出的组合式简易隧道管段沉放平台,有可能成为沉管隧道建设中的一项重大专用设备,得到广泛的应用。本发明还适用于水下地基整平等施工作业。