星海湾大沉箱方案

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1、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C40F3

2、50。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，混凝土防腐涂装体系设计使用年限为20年。2、主张变更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

3、；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。-24-二、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。超大型沉箱平面图按照锚碇墩上部结构的设计要求及施工期的安装要求，本工程超大型沉箱隔墙顶部下卧3000mm，最外侧仓格维

4、持设计高度。大沉箱效果图如下：-24-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、拖环根据最新的沉箱设计图纸，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

5、流速的影响，拖运相对流速取3~4kn。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》（JTS167-2-2009）中关于沉箱浮运的相关规定，拖缆力按下式计算：-24-，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/m3v——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44mT——沉箱吃水（m），取8.2mδ——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

6、=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：-24-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：⑴⑵安全系数K=3.5，根据《港口工程手册》

7、，选择直径为50mm的6×61钢丝绳，工作时的破断力为297.14KN>236.51KN，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，也需要布置8个系缆环，

8、每边4个（以下称顶部系缆环），目的是在压水过程中，中部系缆环被淹没之后，所有的缆