高压气囊搬运大型沉箱技术在港口工程中的研究和应用 - 图文

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择是根据气囊的承载面长度和气囊公称直径D而定，气囊的承载面长度与大型构件的底板尺寸有关。一般设计时，应保证气囊的气囊头从大型构件的底部伸出为宜，但伸出长度不能过长。若伸长部分过长，在顶升过程中，气囊头部分受力情况复杂，易造成气囊的磨损，降低气囊的使用寿命。在顶升时，还应计算出顶升气囊集群的总长度。计算时，应先根据构件的出运边宽选择中一根气囊的长度，再确定顶升高度。由此计算出承载面积，按照气囊的公称压力计算出所需气囊的最短总长度。

气囊承载面宽度B与气囊公称直径D和气囊工作高度H有关。气囊受压后，其截面可看作由直径为H的2个半圆和长度为B、H的长方形组成，见图3－7所示。

图3－7 顶升气囊顶升大型构件的示意图

图中B－承载面宽度，mm

H－气囊工作高度，mm

承载面宽度B是气囊公称直径和气囊工作高度H的函数，其大小为： B??(D?H)/2 承载面积

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S?Bl??(D?H)l/2 单根气囊的承载力 F?SP??(D?H)lP/2 所需气囊的总长度

Ltotal?G/F?2G

?lP(D?H)式中 l－单根气囊的承压长度，mm G－大型构件的重量，kN

2.2.4 行走气囊布置方式的确定

(1)搬运时气囊集群布置方式的确定原则

合理的气囊摆放方式和数量是大型构件整体搬运中一项非常重要的工作，它直接关系到大型构件在搬运过程中的稳定性、安全可靠性和施工经济性，因此，应经过慎重考虑和确定行走气囊的摆放方式。

大型构件的结构通常为箱体型，随着大型构件外形尺寸的变化，搬运时气囊的布置形式也有所不同。主要影响因素有：大型构件结构形式和出运方向。搬运时气囊一般采用通长一列或左右两列的摆放方法，方向垂直于大型构件移动的方向。

因此，搬运时气囊布置方式的确定原则为：操作方便、均匀对称摆放。 (2)箱体型大型构件的气囊布置方式的选择

箱体型大型构件的气囊摆放方式如图3－8所示，在气囊布置形式的具体设计过程中，应根据大型构件的特点，选择确定气囊集群的具体布置形式。

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3－8 行走气囊集群布置形式图

2.2.5 行走气囊的选用

2.5.5.1 行走气囊工况说明

行走气囊搬移重物的工作原理与滚筒搬运重物的工作原理基本相同，在重物底部与地面之间有规律地支垫若干个行走气囊，通过外力牵引，使行走气囊向前滚动，从而使重物与地面产生定向相对移动，从而达到搬移大型构件的目的。与滚筒有所不同的是：滚筒与物体呈线接触，气囊与物体则为面接触。这种面接触滚动的方法，减轻了重物接触面局部的磨损，由于受力面积大、压强小，使用时气囊压力一般仅为 0.2MPa以下，也避免了大型构件支垫面积小而对重物造成损坏，且对场地要求不高。因此，行走气囊与顶升气囊结构基本相同。考虑到行走气囊移动过程中的磨损，行走气囊的气囊壁与大型构件、移动地面状况，需增加气囊壁厚度，以提高气囊的使用寿命。另外，搬运时，气囊工作气压较低，相应的气囊所需要的承载力也较小，一般采用中压气囊或高压气囊。中压、高压气囊技术参数见下表3－1。

2.5.5.2 行走气囊结构设计

行走气囊既承受大型构件的重量，又要完成滚动的功能，这就要求气囊不仅具有良好的承载能力和耐冲击性能，还需要高的耐磨损性能。根据这些要求，我们对气囊形状进行了优化设计，通过分析比较确定气囊体采用长圆柱形、气囊头为圆锥形状的气囊结构。为实现气囊结构的设计，在气囊壁材料选择上采用高强

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度的

表3－1行走气囊参数表

气囊类气囊直径（m） 公称压力气囊试验压力工作高度型 0.8 1 (MPa) 0.26 0.20 0.18 0.16 0.14 0.14 0.13 0.10 0.09 0.08 0.07 0.07 (MPa) 0.30 0.24 0.22 0.20 0.18 0.18 0.18 0.15 0.15 0.13 0.10 0.10 (m) 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 高压气 1.2 囊 1.5 1.8 2 0.8 2 中压气 1.2 囊 1.5 1.8 2 龙纤维增强材料和优质的进口橡胶。气囊壁结构是整个行走气囊结构设计的关键，要实现气囊囊壁无接缝、各向强度均衡以及高的耐磨性能，通过单一纯橡胶结构、锦纶帘子布与橡胶复合结构等结构的力学性能试验、磨损试验，选定了外层橡胶、锦纶帘子布、内层橡胶3层组成的气囊囊壁复合结构。其中，锦纶帘子布相当于气囊骨架，主要用来承载，满足气囊的承载要求，根据工作压力选定；考虑到长期磨损，其内外层均为橡胶层，内外层橡胶实现耐冲击和耐磨性能；整个气囊采用高强度尼龙与橡胶整体缠绕成型，实现气囊囊壁无接缝，气囊嘴为铝合金铸件。气囊骨架材料—锦纶帘子布的层数根据气囊工作压力选用，中压气囊帘子布一般为3层，高压气囊帘子布一般为6层，并要求帘子布层间附着力要不

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