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沉箱吊装专项施工方案1.工程概况承建的渤海船舶制造有限公司舾装码头工程由3个部分组成，包括50000t和5000t船台前的码头部分（AB段）、1个70000t和1个50000t舾装码头（BC和CD段）。码头泊位总长度为602.22m，码头结构形式为沉箱重力式。沉箱设计安装顶标高为+1.5m和+0.3m，施工中预留5cm沉降量和5cm向内倒坡，沉箱安装缝宽60mm工程共有不同型号沉箱131个。施工用沉箱已经由业主单位预制完成。目前摆放在BC段码头后方的预制场地上。沉箱数量多、起吊重量大、吊距远是工程施工过程中需要解决和特别注意的问题。2.沉箱吊装施工工艺2.1沉箱吊装采用200t起重船、2000t方驳和拖轮等配合施工。施工中首先将起重船和吊装架以及操作平台连接好。主钢丝绳通过吊装架和吊装插销将起重船和沉箱连接好。起重船将沉箱从陆地上起吊后放在等待的2000t方驳上，由方驳负责运输到安装沉箱位置。利用拖轮和起锚艇将起重船和方驳就位后，起重船再从方驳上将沉箱起吊并安装在码头基础上。沉箱、操作平台及吊装架重量表：型号个数顶口尺寸（m）重量（t）备注A型沉箱1106×4.5×8188B型沉箱186×4.5×6.8167A1型沉箱16×4.5×8180前半脚趾A2型沉箱16×4.5×8180后半脚趾A3型沉箱16×4.5×8172无后脚趾吊装架15.65×2.53操作平台16×4.522.2吊装施工设备根据施工工艺，沉箱吊装主要设备有：①200t起重船；②2000t方驳；③600匹马力拖轮。以上设备的具体技术参数，详见各种型号设备的使用说明书，并严格遵照其要求使用。2.3吊装计算（取最大沉箱188t）2.3.1吊装插销计算（1）沉箱自重为188t，考虑结构分项系数γG=1.30，则结构自重设计值G=188×1.3×9.8=2395.12KN；每个沉箱设4个吊孔，穿4个销子，销子呈纯剪切状态，共有8个剪切面，每个剪切面的剪力V=2395.12/6=399KN（2）销子选用Q345钢，其抗剪强度设计值fv=145N/mm2，A=399×103/145=2752mm2，d=60mm，根据钢板型号及安全储备考虑，初步选取D=100mm2.3.2主钢丝绳计算（1）沉箱自重标准值G=188t，操作平台2t。取结构自重设计值为2000KN（2）每个吊点考虑2根钢丝绳受力，共计8根，则每根钢丝绳设计拉力P1=2000/8=250KN（3）主钢丝绳安全系数K取6，选用公称抗拉强度为1700MPa的6×61钢丝绳，钢丝绳允许拉力T应大于设计拉力P1，其中T=P/K。由T＞P1得P＞K×P1=6×250=1500KN查《港口工程施工手册》得，直径φ=55.5mm的钢丝绳满足要求。2.3.3副钢丝绳计算（1）副钢丝绳设4个吊点，每个吊点考虑1根钢丝绳受力，共计4根，共同承受起吊架重量及主钢丝绳拉力之外的竖向力。吊架重量为3t，操作平台重2t，取设计值50KN；副钢丝绳与吊架间夹角为70°。则每根钢丝绳设计拉力P2=2P1-2P1sin70°+50/4sin70°=44KN（2）副钢丝绳安全系数K取5，选用公称抗拉强度为1700MPa的6×61钢丝绳，钢丝绳允许拉力T应大于设计拉力P2，其中T=P/K。由T＞P2得P＞K×P2=5×44=220KN查《港口工程施工手册》得，直径φ=26.5mm的钢丝绳满足要求。2.3.4吊装架和平台间钢丝绳计算（1）钢丝绳设4个吊点，每个吊点考虑1根钢丝绳受力，共计4根，共同承受起吊架重量及主钢丝绳拉力之外的竖向力。操作平台重2t，取设计值20KN。主钢丝绳与操作平台夹角为70°。则每根钢丝绳设计拉力P3=5/sin70°=6KN2）钢丝绳安全系数K取5，选用公称抗拉强度为1700MPa的6×61钢丝绳，钢丝绳允许拉力T应大于设计拉力P3，其中T=P/K。由T＞P2得P＞K×P3=5×6=30KN查《港口工程施工手册》得，直径φ=11.0mm的钢丝绳满足要求。2.3.5吊装架计算吊架采用［20对扣立放焊接而成，长5.65m，宽2.5m，仅验算5.65m长杆。沉箱自重主要由主钢丝绳承担，因主钢丝绳与吊架间夹角为70°，主钢丝绳拉力的水平分力使吊架受压，验算长细杆件的受压承载力。吊架受力N=P1×cos70°=85.5KN；杆件长细比λ=l/i，其中l=5.65m，查《钢结构》附表四i=0.076m，得λ=74.3；截面属于b类，经查表得ψ=0.745，应验算σ=N/A≤ψf；σ=N/A=85.5KN/65.66cm2=13N/mm2≤ψf=0.745×210N/mm2=156N/mm2，吊架长杆件满足构件受压稳定条件。2.3.6吊点和卡环计算（1）吊装架和副钢丝绳根据2.3.3副钢丝绳受力计算，得出单根钢丝绳荷载为44KN。A=3F/2nfy=3×44×4/（2×3×205）=429mm2吊环选用厚度为20mm钢板，吊孔外钢板宽度取30mm，A=600mm2＞429mm2。卡环计算参照《港口工程施工手册》卡环选用6.8，d=42mm，容许荷载68KN。（1）吊装架和操作平台根据2.3.4副钢丝绳受力计算，得出单根钢丝绳荷载为6KN。A=3F/2nfy=3×6×4/（2×3×215）=56mm2吊环选用直径为16mm钢筋，A=200mm2＞56mm2。卡环计算参照《港口工程施工手册》卡环选用2.1，d=20mm，容许荷载21KN。3.安全环保和文明施工保证措施3.1安全施工保证措施（1）参加施工的工人（包括学徒工、实习生和民工），要熟知本工种的技术操作规程。在操作中，应坚守工作岗位，严禁酒后操作或工作态度散漫。作业人员必须严格按照安全技术操作规程施工，进入施工现场必须戴安全帽，水上作业必须穿救生衣，穿绝缘防滑鞋。所有人员不得下海洗澡。高空作业必须系安全带。安全帽、安全带要定期检查，不符合要求的严禁使用。（2）吊机司机和指挥人员必须经过专门训练，考试合格发给操作证，方准独立操作。（3）吊机不得带病运转和超负荷作业。发现不正常情况应停机检查，不得在运转中修理。（4）起重指挥应由技术熟练、懂得起重机械性能的人员担任，起重工要持证上岗。指挥时应站在能够照顾到全面工作的地点，按规定的手势和信号进行起重指挥，严禁多人指挥。（5）吊机的起升、旋转、刹车机构必须安全可靠；当吊装沉箱时，务使其稳定后方可摘钩。在确认其无连接物后，听指挥起钩。（6）每次作业前，必须检查所用一切工具、索具、设备等是否安全可靠，定期检修船舶机具设备，及时消除安全隐患。作业船舶必须配备足够防冲、防撞护舷，防止撞坏成品和半成品等结构物。（7）钢丝绳插扣长度不得小于20d，且要大于300mm。（8）作业人员严禁在起重臂和吊起的重物下面停留或走动，禁止在危险区域停留。（9）高处作业递送工具时，不准抛掷，应用绳索系送。构件起吊前，应将构件上的杂物清除干净，防止落物伤人。（10）钢丝绳如有扭结、变形、断丝、锈蚀等异常现象，应及时报废。（11）被吊物体倾翻或旋转作业时，应保持物体重心变化平稳，不准突然倾翻或旋转，起吊构件时，应先将绳扣慢慢拉紧，吊点平衡后方可起吊，严禁用人体平衡重量。（12）作业船舶均需要悬挂作业旗，夜间悬挂作业灯。在安装好的沉箱顶部要立警示旗或者警示灯。（13）起重设备每天操作前应先空车运转，确认正常后再投入运行。（14）水上起重安装作业，起重指挥人员要密切与起重船、方驳、拖轮等有关船舶之间的联系，防止发生碰撞及其它事故。（15）在整个工程进行前，应搞清航道，了解水深，个船舶和陆上基地间应有良好的通讯联络设备，随时与陆上基地有关部门或负责人联系。（16）在沉箱吊装过程前，所有人员不得在沉箱旁边逗留，防止沉箱不稳磕碰人员。沉箱吊装路径上同样不得有人员逗留。（17）当天起吊上方驳的沉箱必须当天安装完成或者重新放回，沉箱严禁压载方驳到第二天。（18）沉箱吊装架在当天工作完成后，应该放在陆地或者起重船上，不得悬吊在起重船的吊钩上。（19）工作结束后，要整理好工具、绳扣，放置在指定位置。（20）注意收听天气预报，做好防风、防浪、防台准备。（21）遇有恶劣天气，如大雾及六级以上风力时，禁止起重作业。（22）现场施工专设巡视人员，对非本单位人员进行警告，不得在施工范围内停留观望。(23)成立天气预报监测小组，对天气的变化进行全过程的跟踪和记录，负责向全工地包括施工作业船舶和操作人员发布天气预报；在热带气旋、热带风暴、强热带风暴和台风发生、发展期间，要做到每天24小时监视天气变化情况，并随时发布预报。(24)在台风到来之前，施工船舶全部到距离施工现场大约20海里的渤船重工港池内避风。防台期间码头边不得停放机械设备。（25）在台风到来之前将所有船舶以及施工现场等的高出的不稳定物体拆除。起重船等将起重臂和吊钩固定好。（26）台风过后，立即进行工程的测量工作，检查台风对工程结构造成的破坏和影响情况。3.2环境保护措施（1）环境方针：预防污染、节能降耗、文明施工、构筑屏障、造福社会。（2）加强对全体施工人员进行环境保护的教育，提高全体员工环境保护的意识，人人自觉遵守环境保护法，人人都做好环境保护的工作。建立环境保护规章制度，设专人监督执行。（3）施工人员做到节约用水、节约用电、节省工程材料、降低噪声、废弃物按指定地点排放、不向海水中乱扔杂物、规范施工易燃易爆危险品、杜绝火灾，防止污染。（4）现场施工人员严格控制船舶噪声，其环境噪声标准值为昼间70dB，夜间55dB。（5）施工船舶人员节约用水、节约用电，设置废水贮存箱，尽量提高废水再利用率；避免长明灯，各仓室内无人时须关灯。（6）施工船舶上生活垃圾应集中堆放，由交通小艇运至岸上，丢弃至市区固定垃圾存放点。（7）船舶机舱内禁止吸烟，船上消防用具齐全，防止火灾。（8）海上施工时确定一艘交通船兼做废油回收船，定期回收海上施工船舶机械的废油，陆上建立废油回收罐，所有废油一律回收，集中处理，不得随意排放。（9）所有的施工船舶、机械和设备要做到定期的维修保养，保持在良好的标准状态运行，减少对环境保护的影响。