星海湾大沉箱方案.doc

大沉箱设计施工方案 一、 引言 1、原设计要求 ⑴ 锚碇基础沉箱：单个锚碇基础由6个沉箱组成，按矩形布置，单个沉箱尺寸23m×18m×17m。 ⑵ 止水要求：沉箱企口间浇筑水下混凝土，沉箱所围区域浇筑水下封底混凝土，抽水保证干地施工条件。 ⑶ 整体性：沉箱间安装工字钢及浇筑混凝土连接成整体。锚体钢骨架下卧3m（底标高为-1.0m），浇筑胸墙混凝土。胸墙混凝土与沉箱间设竖向工字钢连接。 ⑷ 安装精度：沉箱位置бx=±50mm, бy=±50mm, бz=±100mm。 ⑸ 混凝土要求：预制沉箱混凝土C35F300，有型钢相连接的仓格现浇混凝土为C35F300，胸墙现浇混凝土为C40F350。 ⑹ 混凝土防腐：沉箱采用硅烷浸渍和环氧涂层双重防护方案，体系设计使用年限为20年。 ⑴ 锚碇基础采用大沉箱，沉箱尺寸69m×44m×17m； ⑵ 根据丹麦大贝尔特东桥锚碇沉井（平面尺寸为121.5×54.5m）的安装精度，沉箱安装精度定为бx=±200mm，бy=±200mm，бz=±100mm； ⑶ 锚体、胸墙及沉箱间连接基本不变（沉箱内升浆块石以上，与胸墙连接的混凝土高度可能减小）； ⑷ 预制沉箱混凝土C35F300，在水位变动区和浪溅区建议提高为C45高性能混凝土，仓格内现浇混凝土C35F300、胸墙现浇混凝土为C40F350保持不变； ⑸ 混凝土防腐设计不变。 变更理由主要有：①有效的保证了锚碇基础整体性；②不存在止水风险；③受恶劣海况影响较小，缩短了海上施工工期；④具备预制场地（在船坞内预制）。 但是，超大沉箱的结构设计，预制、起浮、拖运、安装施工在国内尚属首次，没有可借鉴的经验。二、大沉箱设计 1、沉箱结构设计 超大型沉箱尺寸规格为：长69m，宽44m，高16.8m；底板厚度为1000mm，外壁厚度450mm，隔墙厚度为300mm。仓格尺寸为4260×4040mm。 超大型沉箱平面图 超大沉箱效果图 沉箱的构造已委托中交天津港湾工程设计院有限公司设计，在此不再作详细介绍。 2、沉箱结构细部要求 ⑴ 预埋吊环、拖环 根据必威体育精装版的沉箱设计图纸，大沉箱吃水高度为8.2m，在预制过程中要预埋将来拖运、安装时需要用到的拖环、系缆环及吊环等，使用HPB235圆钢，防腐拟采用水下环氧沥青保护层（具体实施暂未确定）。布置位置及数量如下： ①拖环及拖缆：采用预埋拖环，每侧4个共8个（考虑并拖方式）,布置在沉箱44m宽侧墙上，拖环布置在沉箱吃水线上0.5m位置，并应保证沉箱在拖运的过程中不发生前倾。 A.系缆力计算： 拖运时为避免水流流速的影响，拖运相对流速取3~4 kn。 根据4kn（2.06m/s）相对流速计算，以及《重力式码头施工与设计规范》（JTS 167-2-2009）中关于沉箱浮运的相关规定，拖缆力按下式计算： ，式中： P——拖带力（KN） A——沉箱受水流阻力的面积（m2） ——水的重度（KN/m3），γw=10.25KN/m3 v——沉箱对水流的相对速度（m/s），V=2.06m/s(拖航时取4kn) K——挡水形状系数，矩形取1.0。 D——沉箱宽度（m），取44m T——沉箱吃水（m），取8.2m δ——箱前涌水高度（m），取0.6倍航程中可能出现的波高H1/10≤1.5m，δ=0.6×H1/10=0.9m。 求得：沉箱受水流阻力的面积A=400.4㎡；拖缆力P=889KN。 拖带力为889KN，设置两组拖环，每组两个，由两艘拖轮配合拖运，单个拖轮系船柱的系缆力要大于444.5KN（具体系数不确定）。 拖缆示意图 B.拖缆选择： 拖缆使用尼龙缆，单个拖缆承受的拉力为444.5KN，尼龙缆的抗拉强度按60MPa考虑，则需要的拖缆的规格为： 根据以上计算结果，选用Φ120mm的尼龙拖缆，长度在200m以上。 C.龙须缆选择： 龙须缆采用钢丝缆，按夹角70°考虑，根据拖缆示意图，龙须缆一侧受力为： ⑴ ⑵ 安全系数K=3.5，根据《港口工程手册》，选择直径为50mm的6×61钢丝绳，工作时的破断力为297.14KN236.51KN，并委托具有资质的厂家进行加工。 D.拖环选择： 单个拖环承受的拖带力为222.25KN，根据《港口工程混凝土结构设计规范》中有关吊环的规定： ⑴ 拖环直径： ⑵ 选用Φ60mm的圆钢加工拖环。 ②系缆环：沉箱四周布置细缆环，44m宽侧每边设置4个，69m宽侧每边设置6个，共计20个。考虑沉箱吃水，布置高度比拖轮前端带缆点高出1m左右（需落实拖轮带缆点高度）。根据沉箱吃水8.2m计算，高度为距离沉箱底11.7m（以下称中部系缆环）；此外，在沉箱顶部44m宽侧，也