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技師報於85年11月18日土木日創刊
新聞局出版事業登記證局版省報字第48號


中華民國九十八年三月十四日

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640

發  行 人:林永裕
社務委員:王庭華、黃科銘、涂泰成、吳朝景、巫垂晃、陳錦芳、張長海
     梁詩桐、張景峰、陳清展、蔡得時、鄭明昌、歐良規、高 原
監  察 人:呂震世、施義芳、余 烈、周功台、周子劍
社務顧問:李咸亨(北區)、顏聰(中區) 、徐德修 (南區)
社  長:梁詩桐

副  社 長:巫垂晃、黃科銘

總  編 輯:拱祥生
營運總監:吳朝景

總  主 筆:張長海
本期主筆:王壽延
執行編撰:李惠華
文字記者:許素梅

「沉箱氣囊工法-港灣工程另類工法」-大型沉箱陸上預製的一個選擇  

梁詩桐技師

一、前言

  港灣工程前進海洋、圍堤造地或解決廢棄土問題對一個島國,都是一個非常值得關注與發展的課題,而港灣沉箱預製技術近年發展逐漸成熟,從早期小型於海邊沙灘圍堤施工,製造完成,乘漲潮破堤抽砂沉降拖出,到近期以大型氣壓式浮沉台船,配合滑模施工箱體,於適當水深港渠製造、拖放,大型沉箱預製速度倍增,筆者近期有機會至海峽對岸考察,並尋訪沉箱製造及拖放作業,對其中於陸上以門型吊車生產線製造沉箱,及底部以氣囊發展出900轉折方式最為有趣,對於這種沉箱施工方式無以名之,暫謂之『沉箱氣囊工法』,介紹如下: 

二、沉箱預置場佈置

  1.重力式碼頭: 規劃碼頭深度以供運輸沉箱半潛舶停靠,碼頭凹入以供沉箱滑進半潛舶時崁入,上沉箱時,於漲潮時以動態平衡方式保持半潛舶與碼頭平高,以利氣囊移動。

  2.預鑄生產線及儲存場: 觀察為兩條平行生產線,基地整平,其中面臨重力式碼頭者為儲存場,隔鄰為預鑄生產線,預鑄生產線兩側設置混凝土軌道基礎,其上架設天車,供吊裝沉箱結構施工鋼筋材料及滑動模板之用,並提供澆置混凝土時吊斗之用。(佈置詳圖1):

1  沉箱預置場佈置圖

  3.固定捲揚機2座:設置於重力式碼頭一側,提供沉箱前進拉力。

  4.活動捲揚機2座:臨時設置於需橫移沉箱一側,提供沉箱由預製場橫移到儲存場拉力。

 

三、沉箱預製步驟與利用氣囊移動機制

    沉箱底版施工時,預鋪H型鋼梁提供橫移時置放氣囊空間

   1)於軌道滑動乾式沉箱預鑄場址上之軌道床面,為沙質整地上鋪H型鋼梁兩側設置軌道(如圖2)。軌道置有門形架軌道天車, 可以移吊()鋼筋及滑動模板之內外模組件。

2 沙質整地上鋪H型鋼梁兩側設置軌道

 2)H型鋼梁放置時,長向與軌道平行,H型鋼梁(30×30 tcm)間填沙整平後鋪設底模,完成底模放樣作業,底模舖設與鋼樑之接縫預留開放接縫,以利底模方便脫模及滑移(如圖3)。

3 H型鋼梁與氣囊相關圖示

3) 滑動模板假組裝吊置(如圖4)與底版混凝土施工。

圖4 滑動模板假組立及吊裝(底版混凝土澆置前)

4) 滑動模板牆昇模(如圖5)以迄沉箱強施工完成。

5 滑動模板昇模中『以吊桶澆置混凝土沉箱,預鑄成品(16.8*18.1*20(H) W=2,500 T) 

四、沉箱由預製生產線橫移至儲存場機制

1.沉箱橫移前置作業

 沉箱完成養治後,將沉箱底版下方填沙以水沖出,並抽出H型鋼梁,同時清除底模模板,置換管型-氣囊 rubber tube @2m後,充氣頂高約40cm,氣壓值約1-2kg/cm2,完成橫移準備作業。

2.橫移作業

橫移前方以2活動捲揚(如圖6)同步側橫移,沉箱橫移速度 V=2m/hr,橫移完畢後置換木質墊塊,氣囊rubber tube放氣後 抽出,置換木質墊塊(如圖7) ,沉箱置放於儲存場。

圖6 活動式捲揚機2部

 

圖7   橫移作業完成後氣囊消氣抽出,置換木質墊塊

3.沉箱滑移上鎢作業

     以管型-氣囊 rubber tube置換木質方塊作業同沉箱橫移動作,由設於重力式碼頭一側之固定捲揚機2座,鋼纜索經由碼頭兩座固定錨座滑車轉向(如圖8),提供沉箱前進拉力,將沉箱向碼頭前滑。

圖8  碼頭兩側固定錨座各一

五、 沉箱滑移至半潛舶機制

由圖8所示前方之锲型鐵塊,置放於3,500T浮塢船(半潛舶), 於漲潮時以利滑移入塢。由於沉箱重達2,500 T滑移入塢,採用手動進水動態平衡方式,完成置放於3,500T浮塢船後,完成拖航前置作業。

9 沉箱完成滑移置放於3,500T浮塢船(半潛舶)

沉箱滑移至半潛舶平衡機制,是整個沉箱拖航作業關鍵點,由於沉箱上塢產生不平衡載重,將導致沉箱側傾或翻覆,因此早期上塢作業除於漲潮期執行外,靠老技工控制進水採動態平衡,近期有論文研究採數值分析進水量及穩定度分析,論証其進水控制穩定機制。    

氣囊工法的發軔 起始於台車推移

採用氣囊工法的實踐性已有量產實績,由於初期投資固定成本龐大,對於固定斷面、不同深度且數量多的預製沉箱有其優勢。在與對岸工程人員對談中探究,原本氣囊工法的發軔,起始於台車推移,台車載重受限且移動基礎以混凝土構造,在沉箱箱體逐漸寬、高後,研究以氣囊替代,而氣囊滾動配合捲揚機動力,可採行雙向滑移是其能解決平移與前進機制,故樂為推介,以資增廣見聞。 

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