水上加载脱架施工技术

水上加载脱架必须考虑的因素有拱肋变形和钢绞线变形、驳船（上浮、下浮）及潮汐（涨潮、平潮和落潮）。

1）拱肋变形和钢绞线变形 已知钢绞线的总变形量约为120 mm，单根钢绞线变形量为14 mm／t。由于初始加载载荷有限（0～50%），因此在水上脱架加载过程中钢绞线变形是有利因素，在分析潮汐对提升系统和支架受力安全影响时不予考虑。但是这些变形会使提升油缸加载至100%理论值270 t／台，提升油缸要多伸长120 mm行程才能消除此变形量。

拱肋变形取决于拱肋刚度和水平系杆张拉力，在水上脱架加载过程中该变形也是有利因素，在分析潮汐对提升系统和支架受力安全影响时也一样不予考虑。但是这些变形会使提升油缸加载至100%理论值270 t／台，提升油缸也要多伸长875 mm行程才能消除此变形量。

2）驳船 驳船吃水深度取决于其载重量。现驳船空载和满载吃水深度变化值为1 250 mm，拱肋重量为270 t×16＝4 320 t，由于驳船为平底运输船，因此可以近似认为驳船载重量和吃水深度变化值之间的关系是线性关系。当提升油缸加载至40%理论值时，驳船升高500 mm；当提升油缸加载至100%理论值270 t／台时，驳船升高1 250 mm，提升油缸也要多伸长1 250 mm行程才能抵消驳船吃水深度的影响，使拱肋离开船体。

表3-2　计算结果

不考虑钢绞线和拱肋变形及潮汐的影响，提升油缸上升一点，驳船将浮起同样的距离，并且驳船卸去的载荷正是提升油缸的提升力。总之，驳船在水中受到浮力的作用效果与驳船船底有个“大弹簧”的作用效果是一样的。拱肋脱架时“大弹簧”不会对提升油缸和支架受力安全产生不良影响，只是起了一个缓冲作用，具体如图3-13所示。

图3-13　不考虑潮汐涨落影响时的受力分析

3）潮汐 潮汐对提升系统和支架受力安全的影响是通过改变“大弹簧”的支座位置产生的。涨潮时“大弹簧”支座向上变化，导致提升系统卸载，对受力安全有利；落潮时“大弹簧”支座向下变化，导致提升系统加载，对受力安全不利，如图3-14所示。

图3-14　考虑潮汐涨落影响时的受力

提升系统加载脱架应在涨潮时提升油缸，提升高度需考虑潮位的上升高度，根据提供的潮汐表，潮位的涨潮速度约为300 mm／h，提升加载速度需考虑相对于潮位变化的速度。

为了保证提升油缸和支架的受力安全，要做好随时主动调节提升油缸行程和载荷，主动调节能够起作用的前提条件是提升油缸的调节速度必须大于潮汐涨落潮的速度。

（1）涨落潮加载数据分析。表3-3～表3-5分别为凤凰三桥钢拱肋提升施工时涨落潮的加载数据统计表。加载量用占总加载重量的百分比表示。当加载到总加载重量的30%时，开始拆螺栓，耗时按照1 h计算。其中，船体出水的高度可以换算为减少的浮力。

提升施工中的重要参数为：拱肋提升总重量4 320 t，拱肋载荷使驳船吃水深度增加1 250 mm，拱肋运输时两端吊点处下挠875 mm，加载100%时钢绞线伸长120 mm。

表3-3　凤凰三桥钢拱肋提升涨潮加载数据统计表(www.xing528.com)

表3-4　凤凰三桥钢拱肋提升落潮加载数据统计表

表3-5　凤凰三桥钢拱肋提升落潮加载数据统计表（2倍落潮速度）

通过对涨落潮加载数据的分析，可以总结出钢箱拱肋提升时间的具体计算公式。

涨潮加载：

式中　Z——拱肋端部竖向变形；

H——船体出水高度；

L——钢绞线伸出长度；

vt——提升速度；

vz——涨潮速度。

落潮加载：

（2）对涨落潮监控。监控主要监测两个方面：油缸油压监控及控制柜各油缸压力显示。通过以上分析，涨潮过程中每提升一个行程，单个油缸的提升载荷增加27 t，油缸压力增大1.9 MPa；落潮过程中每提升一个行程，单个油缸的提升载荷增加36 t，油缸压力增大2.6 MPa。因此，提升过程中发现涨潮的变化时，应及时联系现场操作指挥人员。