台车出运沉箱预制场的设计
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摘要：按照台车出运沉箱的新技术要求，对沉箱预制场进行了设计，介绍了沉箱预制场的平面布置与结构设计。
关键词：预制场、台车、设计
中图分类号：TV664文献标识码： A
Abstract: In accordance with the requirements of the new technology on the trolley transportation of caisson, caisson precasting yard for the design, the layout and structure design of caisson precasting yard.
Key Words: The prefabricated field, trolley, design
1、前言
沉箱重力式码头，因其施工速度快、耐久性好、维修费用少，在我国地基条件较好的地区得到了广泛应用。随着近年来港口的发展，泊位逐渐向深水化、大型化发展，沉箱作为重力式码头重要的预制构件，其尺寸和重量也随着泊位的发展越来越大，由最初的几百吨发展到现在的3000吨-4000吨以上，其陆上出运也由最初的千斤顶顶升、撬车移运沉箱上坞的工艺，发展到现在普遍应用的高压气囊顶升和平移沉箱。但用气囊出运沉箱操作复杂，施工环节多，在出运过程中气囊易被尖锐物体扎破或因老化问题而破裂，存在较大安全隐患。因此，近年来，港口建筑物施工企业一直在寻求一种简单而又安全的沉箱出运方式。
2014年，我单位成功研发了直接用液压台车顶升和出运沉箱的新工艺，并对采用该工艺出运的沉箱预制场进行了设计。该沉箱预制场总面积约22000m2，按照最大能预制5000t沉箱、陆上出运采用液压台车、出运码头和座底梁按我公司自有的二艘浮船坞可兼用的要求进行设计。
2、预制场平面布置与结构设计
2.1 总平面布置
沉箱预制场总面积约为22000，布置有沉箱预制台座区、模板加工存放区、钢筋加工存放区和办公区等。
台座区长123m，宽46m,标高为+5.1m,台座分二排布置，每排可布置沉箱（20m*20m）5个。在台座两侧布置3台QTZ315(320t•m)塔吊（北侧一台、南侧二台），进行钢筋运输、沉箱模板支拆等作业。
模板存放区共2500，主要用于存放和加工模板，布置于台座两侧,其中南侧面积为1500，北侧面积为1000。钢筋加工和存放场地面积共4800，位于南侧模板存放场地以南区域，主要用于钢筋存放和下料，在场地内设有对焊机、切筋机、弯筋机等小型钢筋加工机具。在预制场南侧布置有办公室、仓库和宿舍等配套设施。
沉箱预制场具体布置详见图1“沉箱预制场总平面布置图”。
2.2 预制场结构设计
2.2.1地基处理
因本沉箱预制场是按5000t沉箱进行设计，沉箱出运采用台车出运的方式，对地基承载力要求较高，所以本沉箱预制场采用整体式底板结构。经计算，地基承载力必须不小于200kPa。因此，对沉箱台
图1“沉箱预制场总平面布置图”
座和塔吊基础区域需进行夯实处理，夯实面积为9000。强夯夯击能采用3000KN•m，点夯二遍，间距为5m×5m，点夯完成后普夯一遍，夯击能为1000KN•m。强夯完成后，该区域实测地基承载力必须不小于200kPa。
2.2.2 预制台座区设计
（1）台车地沟
根据场地布置及台车出运的技术要求，每排台座下预留5条地沟。为了减小地基应力，每排台座下5条地沟采用整体式底板结构，底板厚度为0.48m。地沟间距为3.0m，底宽为1.60m，深0.62m，上部为0.03m厚钢盖板，每页盖板宽度为1.68m，长度为4.0m。
地沟下设50cm厚10～50Kg块石垫层和10cm厚碎石垫层，垫层顶宽为17.2m，顶面标高为+3.9m，两侧边坡为1:1。块石垫层回填完成后采用1000KN•m的夯击能普夯一遍。另外因台座标高较低，在台座西端设置挡水闸门。
为了满足台车出运要求，在每条地沟中安装2道A65型钢轨，钢轨间距为0.75m。
详见图2“沉箱预制场台座断面示意图”。
（2）塔吊轨道梁
在台座南北两侧各设置二条塔吊轨道梁。轨道梁采用矩形钢筋砼结构，宽*高=1.0m*1.0m,每20m为一段，混凝土标号为C30，钢轨采用QU50型。同侧轨道梁间距为6.5m，每条轨道梁上均设有车挡、防风拉索等预埋件。
（3）出运码头
出运码头采用台座西侧的海事局码头改造，码头前沿水深为-6.0m,改造长度为62m。改造完成后，前沿1.75m宽度范围内标高为+3.28m,剩余1.25m范围内标高位+4.48m。为减小浮船坞搭岸时对出运码头的碰撞力，在出运码头前沿范围内铺设高度为0.1m的高分子密度板。
详见图3“出运码头平面图和断面示意图”。
（4）浮船坞座底梁基础
本沉箱预制场在出运码头前沿布置二道浮船坞座底梁基础，建设时可分期实施。座底梁按浮坞1号和浮坞2号兼用进行设计。第一道座底梁抛石基础距码头前沿为32.875m,长度为77m,顶面宽度为8.25m，标高为-2.02m,抛石边坡为1:1；第二道座底梁抛石基础距码头前沿为54m,长度也为77m,顶面宽度为5.0m，标高为-2.02m，抛石边坡为1:1。当沉箱小于5000t时，采用浮坞1号出运，用座底梁1即可，并在座底梁1抛石基础上加0.5m的钢梁。钢梁顶宽为3.0m，高度为0.5m,长度为64m。当沉箱大于5000t,采用浮坞2号出运时，需将座底梁1上的钢梁吊离，浮坞2号直接坐于座底梁1和座底梁2抛石基础上。
3、结语
（1）本沉箱预制场设计为用台车出运沉箱提供了基础技术条件，为类似的工程的设计积累了经验。
（2）本沉箱预制场设计时充分考虑了气囊和台车兼用的条件。台车地沟宽度按照顶升气囊要求的宽度留置，若台车出现问题无法使用的时候，可将地沟内填0.3m的砂，改用气囊顶升和出运沉箱。
（3）本沉箱预制场设计时出运码头利用了现有的海事局码头，充分利用了现有的资源，节约了码头建造费约200万元。
（4）本沉箱预制场座底梁基础设计时按照浮坞1号和浮坞2号兼用进行设计。用0.5m的钢梁解决了二艘浮船坞座底时型深不一致的问题，保证了浮船坞座底时甲板顶标高和出运码头顶标高一致。
参考文献：[1］王冬生,宫云增.500t半圆体与箱筒预制场的改扩建[J],水运工程，2007（2）：54-59.
[2］刘德进,张宝昌、付大伟.超大型沉箱出运与安装关键技术[J],水运工程，2012（1）：164-167.