一种组合式沉管沉放驳的组装方法与流程

1.本发明属于沉管隧道施工技术领域，尤其涉及一种组合式沉管沉放驳的组装方法。


背景技术：

2.沉管隧道作为一种水下大型隧道工程，具有隧道断面形状选择范围大、对地基要求较低、埋深浅可以有效地缩短路线长度、管节施工工序可并行作业等特点,特别适用于软基、河床或海床等易于用水上疏浚设施进行基槽开挖的工程地点，在跨海、跨江、跨河工程中广泛应用。
3.沉管沉放安装作业是沉管隧道施工的一个重要工序，目前，通常采用沉放驳或者自航式浮运安装一体船(参见专利cn106516021a)进行沉管沉放安装作业，然而，现有沉放驳或者自航式浮运安装一体船通常吃水较大，仅能在海上或通航能力较大的一二级航道中进行施工，在有限的施工水域，例如四级航道(可通航500吨级，水深在2.5～3.2m之间、底宽在40～45m之间)等，采用现有沉放驳或者自航式浮运安装一体船进行沉管沉放安装施工时，其船舶尺寸无法满足通航要求，无法拖运进场。为了降低对航道水深和航道宽度的要求，已研发组合式沉管运输安装驳(参见专利cn110053720a)进行沉管沉放安装施工，然而，这种现有组合式沉管运输安装驳，其组装时，通常需要分别运输两个横梁架，而且，需要对两个横梁架分别定位绞移，组装过程繁琐，施工效率低。
4.因而，如何提高组合式沉管沉放驳的组装效率，是当前亟需解决的一项技术问题。


技术实现要素：

5.针对上述技术问题，本发明提供了一种组合式沉管沉放驳的组装方法，其能够快速完成组合式沉管沉放驳的组装，组装效率高、周期短。
6.本发明提供一种组合式沉管沉放驳的组装方法，包括以下步骤：
7.运输：将用于组装船体的两个安装有沉管吊放装置的横梁连接构成组合体，将用于组装船体的两个浮体和组合体运输至待施工区域上方；
8.组合体支撑：控制两个浮体下沉，将两个浮体分别移动至组合体的两端下方，并使两个浮体平行；控制两个浮体上浮，以通过两个浮体支撑组合体，支撑时，组合体位于两个浮体的纵向同一端之间；
9.组合体变形组装船体：组合体中，靠近浮体纵向端部的横梁为第一横梁，另一个横梁为第二横梁；断开第一横梁与第二横梁之间的连接，将第二横梁沿浮体移动至浮体远离第一横梁的纵向端部；分别将第一横梁和第二横梁连接于两个浮体，完成组装。
10.在其中一些实施例中，浮体包括位于纵向两端的横梁连接部，以及连接于两个横梁连接部之间的支撑部；支撑部设有沿纵向延伸的轨道，轨道上滑动连接有横梁移动支撑件；横梁的两端设有搭接部；在组合体支撑步骤中，浮体支撑组合体时，使第一横梁两端的搭接部分别搭接于两个浮体纵向一端的横梁连接部上，第二横梁两端的搭接部分别支撑于
两个浮体的横梁移动支撑件上；组合体变形组装船体步骤中，通过横梁移动支撑件沿轨道的移动使第二横梁移动至靠近浮体的纵向端部，向浮体远离第一横梁的纵向端部方向拖动第二横梁，以使第二横梁两端的搭接部分别搭接于两个浮体的横梁连接部上。
11.在其中一些实施例中，组合体支撑步骤中，在控制两个浮体上浮前，还包括调整横梁移动支撑件位置的步骤，以使横梁移动支撑件位于第二横梁的搭接部的正下方。
12.在其中一些实施例中，组合体支撑步骤中，控制两个浮体上浮时，先使浮体上浮至浮体纵向一端的横梁连接部的顶部与组合体中第一横梁的搭接部的底部相接触，且浮体的横梁移动支撑件的顶部与第二横梁的搭接部的底部相接触，将第一横梁的搭接部初步连接于两个浮体的横梁连接部，再控制两个浮体继续上浮，以使组合体支撑于两个浮体上。
13.在其中一些实施例中，横梁的两端还设有用于与浮体侧部相抵以限制横梁与浮体相对位置的限位件，搭接部下方形成有用于容纳浮体的横梁连接部的凹腔，限位件设置于凹腔的侧部腔壁；在组合体支撑步骤中，控制两个浮体上浮时，浮体的横梁连接部进入第一横梁的凹腔，并通过限位件限制横梁连接部在凹腔中的位置。
14.在其中一些实施例中，组合体变形组装船体步骤中，在移动第二横梁前，在两个横梁对应端的调节绞车之间连接调节缆，以在横梁的两端之间组装两个调节装置；在移动第二横梁时，调节装置中位于第一横梁上的调节绞车松放调节缆，位于第二横梁上的调节绞车收卷调节缆，通过调节两个调节装置中调节绞车松放或收卷调节缆的速度控制第二横梁的移动方向。
15.在其中一些实施例中，组合体变形组装船体步骤中，通过第一连接件分别将第一横梁和第二横梁连接于两个浮体。
16.在其中一些实施例中，第一横梁的一侧设有第二连接件，第二横梁的一侧设有与第二连接件相对应的第三连接件；浮运步骤中，通过将第二连接件连接于第三连接件，以使第一横梁和第二横梁连接构成组合体；组合体变形组装船体步骤中，通过将第二连接件拆离第三连接件，以断开第一横梁与第二横梁之间的连接。
17.在其中一些实施例中，浮运步骤中，浮体和组合体通过拖轮浮运至待施工区域上方。
18.在其中一些实施例中，浮运步骤中，浮体和组合体通过运输船运输至待施工区域上方。
19.与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：
20.1、本发明提供的组合式沉管沉放驳的组装方法，将两个横梁连接组成组合体，并将浮体和组合体分别运输至施工现场进行组装，在组装时，通过将组合体支撑于两个浮体的纵向同一端之间，进而将组合体中一个横梁沿浮体移动至浮体的纵向另一端，即可完成组装，组装过程简单，组装效率高、周期短；
21.2、本发明提供的组合式沉管沉放驳的组装方法，通过浮体上设置的横梁连接部和横梁移动支撑件，与横梁上设置的搭接部相配合，使组合体支撑于两个浮体的纵向同一端之间，进而通过设置的横梁移动支撑件沿轨道的移动，使其中一个横梁移动至浮体的纵向另一端，组装过程简单，组装效率高、周期短。
附图说明
22.此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本技术的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
23.图1为本发明一个实施例中组合式沉管沉放驳的立体图；
24.图2为本发明一个实施例中组合式沉管沉放驳的俯视图；
25.图3为本发明一个实施例中组合式沉管沉放驳的侧视图；
26.图4为图3中a处的局部放大图；
27.图5为本发明一个实施例中组合体的俯视图；
28.图6为本发明一个实施例中组合体的主视图；
29.图7为本发明一个实施例中组合体支撑于浮体纵向一端时的俯视图；
30.图8为本发明一个实施例中组合体支撑于浮体纵向一端时的主视图；
31.图9为本发明一个实施例中第二横梁向浮体纵向另一端移动时的俯视图；
32.图10为本发明一个实施例中第二横梁向浮体纵向另一端移动时的主视图；
33.图11为本发明一个实施例中组装完成的组合式沉管沉放驳的俯视图；
34.图12为本发明一个实施例中组装完成的组合式沉管沉放驳的主视图。
35.图中：
36.1、船体；2、沉管吊放装置；3、系泊装置；4、调节装置；
37.11、浮体；111、横梁连接部；112、支撑部；113、轨道；114、横梁移动支撑件；12、横梁；12a、第一横梁；12b、第二横梁；121、搭接部；122、限位件；13、第二连接件；14、第三连接件；
38.21、沉放绞车；22、安装绞车；
39.31、系泊绞车；32、系泊缆；
40.41、调节绞车；42、调节缆。
具体实施方式
41.下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
42.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
43.术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
44.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的
普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
45.如附图1-图12所示，在本发明组合式沉管沉放驳的组装方法的一个示意性实施例中，该组合式沉管沉放驳的组装方法包括以下步骤：
46.s1运输：将用于组装船体1的两个安装有沉管吊放装置2的横梁12连接构成组合体，将用于组装船体1的两个浮体11和组合体运输至待施工区域上方；
47.s2组合体支撑：控制两个浮体11下沉，将两个浮体11分别移动至组合体的两端下方，并使两个浮体11平行(以浮体11的长度方向为纵向，两个浮体11沿横向并排设置)；控制两个浮体11上浮，以通过两个浮体11支撑组合体，支撑时，组合体位于两个浮体11的纵向同一端之间；
48.s3组合体变形组装船体1：组合体中，靠近浮体11纵向端部的横梁12为第一横梁12a，另一个横梁12为第二横梁12b；断开第一横梁12a与第二横梁12b之间的连接，将第二横梁12b沿浮体11移动至浮体11远离第一横梁12a的纵向端部；分别将第一横梁12a和第二横梁12b连接于两个浮体11，完成组装。
49.上述组合式沉管沉放驳的组装方法，将两个横梁12连接组成组合体，并将浮体11和组合体分别运输至施工现场进行组装，在组装时，通过将组合体支撑于两个浮体11的纵向同一端之间，进而将组合体中一个横梁12沿浮体11移动至浮体11的纵向另一端，即可完成组装，组装过程简单，组装效率高、周期短。
50.在一些实施例中，如图1-图3、图9和图10所示，浮体11包括位于纵向两端的横梁连接部111，以及连接于两个横梁连接部111之间的支撑部112；支撑部112设有沿纵向延伸的轨道113，轨道113上滑动连接有横梁移动支撑件114；横梁12的两端设有搭接部121；在组合体支撑步骤中，浮体11支撑组合体时，使第一横梁12a两端的搭接部121分别搭接于两个浮体11纵向一端的横梁连接部111上，第二横梁12b两端的搭接部121分别支撑于两个浮体11的横梁移动支撑件114上；组合体变形组装船体1步骤中，通过横梁移动支撑件114沿轨道113的移动使第二横梁12b移动至靠近浮体11的纵向端部，向浮体11远离第一横梁12a的纵向端部方向拖动第二横梁12b，以使第二横梁12b两端的搭接部121分别搭接于两个浮体11的横梁连接部111上。本实施例中，通过浮体11上设置的横梁连接部111和横梁移动支撑件114，与横梁12上设置的搭接部121相配合，使组合体支撑于两个浮体11的纵向同一端之间，进而通过设置的横梁移动支撑件114沿轨道113的移动，使其中一个横梁12移动至浮体11的纵向另一端，组装过程简单，组装效率高、周期短。
51.需要说明的是，组合体支撑步骤中，在控制两个浮体11上浮前，还包括调整横梁移动支撑件114位置的步骤，以使横梁移动支撑件114位于第二横梁12b的搭接部121的正下方。
52.还需要说明的是，组合体支撑步骤中，控制两个浮体11上浮时，先使浮体11上浮至浮体11纵向一端的横梁连接部111的顶部与组合体中第一横梁12a的搭接部121的底部相接触，且浮体11的横梁移动支撑件114的顶部与第二横梁12b的搭接部121的底部相接触，将第一横梁12a的搭接部121初步连接于两个浮体11的横梁连接部111，再控制两个浮体11继续上浮，以使组合体支撑于两个浮体11上。在浮体11上浮至浮体11纵向一端的横梁连接部111的顶部与组合体中第一横梁12a的搭接部121的底部相接触且浮体11的横梁移动支撑件114的顶部与第二横梁12b的搭接部121的底部相接触后停止上浮，立即将第一横梁12a的搭接
部121初步连接于两个浮体11的横梁连接部111，然后再继续上浮浮体11，这种分步上浮方式，相比于一步上浮，能够避免浮体11上浮向上顶升组合体时，使组合体从浮体11的纵向端部滑落，大大减小了施工风险。
53.进一步还需要说明的是，为了便于移动第二横梁12b，如图7和图9所示，横梁12上安装有系泊装置3，系泊装置3包括布设于两个横梁12上的多个系泊绞车31，每一横梁12靠近两端处均设有系泊绞车31，系泊绞车31连接有系泊缆32。如图7和图9所示，在移动第二横梁12b时，通过第二横梁12b上设置的系泊绞车31绞移系泊缆32，实现第二横梁12b的移动。
54.在一些实施例中，如图3和图4所示，横梁12的两端还设有用于与浮体11侧部相抵以限制横梁12与浮体11相对位置的限位件122，搭接部121下方形成有用于容纳浮体11的横梁连接部111的凹腔，限位件122设置于凹腔的侧部腔壁；在组合体支撑步骤中，控制两个浮体11上浮时，浮体11的横梁连接部111进入第一横梁12a的凹腔，并通过限位件122限制横梁连接部111在凹腔中的位置。通过在横梁12的搭接部121下方设置凹腔，与浮体11的横梁连接部111相配合，能够实现搭接部121和横梁连接部111之间的快速定位，同时，通过设置的限位件122限制横梁连接部111在凹腔中的位置，能够避免浮体11的横梁连接部111与凹腔侧壁的碰撞。需要说明的是，如图4所示，凹腔面向横梁连接部111一侧的腔壁的上部为竖直面、下部为向远离横梁连接部111方向倾斜的倾斜面，限位件122设置于倾斜面，以便于安装限位件122。
55.在一些实施例中，为了控制横梁12随横梁移动支撑件114的移动方向，如图9和图10所示，组合体变形组装船体1步骤中，在移动第二横梁12b前，在两个横梁12对应端的调节绞车41之间连接调节缆42，以在横梁12的两端之间组装两个调节装置4；在移动第二横梁12b时，调节装置4中位于第一横梁12a上的调节绞车41松放调节缆42，位于第二横梁12b上的调节绞车41收卷调节缆42，通过调节两个调节装置4中调节绞车41松放或收卷调节缆42的速度控制第二横梁12b的移动方向。需要说明的是，如图9所示，调节装置4为两个，两个调节装置4分别靠近横梁12的两端。
56.在一些实施例中，需要说明的是，组合体变形组装船体1步骤中，通过第一连接件(例如连接螺栓)分别将第一横梁12a和第二横梁12b连接于两个浮体11。
57.在一些实施例中，为了便于将两个横梁12组装为组合体，如图6所示，第一横梁12a的一侧设有第二连接件13，第二横梁12b的一侧设有与第二连接件13相对应的第三连接件14；浮运步骤中，通过将第二连接件13连接于第三连接件14，以使第一横梁12a和第二横梁12b连接构成组合体；组合体变形组装船体1步骤中，通过将第二连接件13拆离第三连接件14，以断开第一横梁12a与第二横梁12b之间的连接。通过设置的第二连接件13和第三连接件14的可拆卸连接，能够快速实现组合体的组装。具体的，本实施例中，第二连接件13为连接座，第三连接件14为连接板，连接板插入连接座中并通过螺栓铰接于连接座；这种连接座、连接板和螺栓相配合的可拆卸连接结构，结构简单且便于组合体的组装和拆卸。
58.在一些实施例中，浮运步骤中，浮体11和组合体通过拖轮浮运至待施工区域上方。可以理解的是，浮体11和组合体也可通过运输船运输至待施工区域上方。
59.此外，如图1所示，船体1组装后，横梁12下方且位于两个浮体11之间的空间用于容纳沉管；沉管吊放装置2位于两个横梁12上，用于在横梁12与浮体11连接成船体1的状态下连接位于横梁12下方的空间内的沉管，并控制沉管的沉放。沉管吊放装置2包括布设于两个
横梁12上的多个沉放绞车21和多个安装绞车22，沉放绞车21连接有用于沉放沉管的沉放缆，安装绞车22连接有用于调整沉管位置和角度的安装缆。
60.最后应当说明的是：本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
61.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

技术特征：
1.一种组合式沉管沉放驳的组装方法，其特征在于，包括以下步骤：运输：将用于组装船体的两个安装有沉管吊放装置的横梁连接构成组合体，将用于组装船体的两个浮体和所述组合体运输至待施工区域上方；组合体支撑：控制两个所述浮体下沉，将两个所述浮体分别移动至所述组合体的两端下方，并使两个所述浮体平行；控制两个所述浮体上浮，以通过两个所述浮体支撑所述组合体，支撑时，所述组合体位于两个所述浮体的纵向同一端之间；组合体变形组装船体：所述组合体中，靠近所述浮体纵向端部的所述横梁为第一横梁，另一个所述横梁为第二横梁；断开所述第一横梁与所述第二横梁之间的连接，将所述第二横梁沿所述浮体移动至所述浮体远离所述第一横梁的纵向端部；分别将所述第一横梁和所述第二横梁连接于两个所述浮体，完成组装。2.根据权利要求1所述的组合式沉管沉放驳的组装方法，其特征在于，所述浮体包括位于纵向两端的横梁连接部，以及连接于两个所述横梁连接部之间的支撑部；所述支撑部设有沿纵向延伸的轨道，所述轨道上滑动连接有横梁移动支撑件；所述横梁的两端设有搭接部；在所述组合体支撑步骤中，所述浮体支撑所述组合体时，使所述第一横梁两端的所述搭接部分别搭接于两个所述浮体纵向一端的所述横梁连接部上，所述第二横梁两端的所述搭接部分别支撑于两个所述浮体的所述横梁移动支撑件上；所述组合体变形组装船体步骤中，通过所述横梁移动支撑件沿所述轨道的移动使所述第二横梁移动至靠近所述浮体的纵向端部，向所述浮体远离所述第一横梁的纵向端部方向拖动所述第二横梁，以使所述第二横梁两端的所述搭接部分别搭接于两个所述浮体的所述横梁连接部上。3.根据权利要求2所述的组合式沉管沉放驳的组装方法，其特征在于，所述组合体支撑步骤中，在控制两个所述浮体上浮前，还包括调整所述横梁移动支撑件位置的步骤，以使所述横梁移动支撑件位于所述第二横梁的所述搭接部的正下方。4.根据权利要求2所述的组合式沉管沉放驳的组装方法，其特征在于，所述组合体支撑步骤中，控制两个所述浮体上浮时，先使所述浮体上浮至所述浮体纵向一端的所述横梁连接部的顶部与所述组合体中所述第一横梁的所述搭接部的底部相接触，且所述浮体的所述横梁移动支撑件的顶部与所述第二横梁的所述搭接部的底部相接触，将所述第一横梁的所述搭接部初步连接于两个所述浮体的所述横梁连接部，再控制两个所述浮体继续上浮，以使所述组合体支撑于两个所述浮体上。5.根据权利要求2所述的组合式沉管沉放驳的组装方法，其特征在于，所述横梁的两端还设有用于与所述浮体侧部相抵以限制所述横梁与所述浮体相对位置的限位件，所述搭接部下方形成有用于容纳所述浮体的所述横梁连接部的凹腔，所述限位件设置于所述凹腔的侧部腔壁；在所述组合体支撑步骤中，控制两个所述浮体上浮时，所述浮体的所述横梁连接部进入所述第一横梁的所述凹腔，并通过所述限位件限制所述横梁连接部在所述凹腔中的位置。6.根据权利要求1所述的组合式沉管沉放驳的组装方法，其特征在于，所述组合体变形组装船体步骤中，在移动所述第二横梁前，在两个所述横梁对应端的调节绞车之间连接调节缆，以在所述横梁的两端之间组装两个调节装置；在移动所述第二横梁时，所述调节装置中位于所述第一横梁上的所述调节绞车松放所述调节缆，位于所述第二横梁上的所述调节
绞车收卷所述调节缆，通过调节两个所述调节装置中所述调节绞车松放或收卷所述调节缆的速度控制所述第二横梁的移动方向。7.根据权利要求1所述的组合式沉管沉放驳的组装方法，其特征在于，所述组合体变形组装船体步骤中，通过第一连接件分别将所述第一横梁和所述第二横梁连接于两个所述浮体。8.根据权利要求1所述的组合式沉管沉放驳的组装方法，其特征在于，所述第一横梁的一侧设有第二连接件，所述第二横梁的一侧设有与所述第二连接件相对应的第三连接件；所述浮运步骤中，通过将所述第二连接件连接于所述第三连接件，以使所述第一横梁和所述第二横梁连接构成所述组合体；所述组合体变形组装船体步骤中，通过将所述第二连接件拆离所述第三连接件，以断开所述第一横梁与所述第二横梁之间的连接。9.根据权利要求1所述的组合式沉管沉放驳的组装方法，其特征在于，所述浮运步骤中，所述浮体和所述组合体通过拖轮浮运至所述待施工区域上方。10.根据权利要求1所述的组合式沉管沉放驳的组装方法，其特征在于，所述浮运步骤中，所述浮体和所述组合体通过运输船运输至所述待施工区域上方。

技术总结
本发明涉及一种组合式沉管沉放驳的组装方法，属于沉管隧道施工技术领域。该组装方法包括以下步骤：将两个安装横梁连接构成组合体，将两个浮体和组合体运输至待施工区域上方；控制两个浮体下沉，将两个浮体分别移动至组合体的两端下方，并使两个浮体平行；控制两个浮体上浮，以通过两个浮体支撑组合体，支撑时，组合体位于两个浮体的纵向同一端之间；组合体中，靠近浮体纵向端部的横梁为第一横梁，另一个横梁为第二横梁；断开第一横梁与第二横梁之间的连接，将第二横梁沿浮体移动至浮体远离第一横梁的纵向端部；分别将第一横梁和第二横梁连接于两个浮体，完成组装。该组装方法能够快速完成组合式沉管沉放驳的组装，组装效率高、周期短。高、周期短。高、周期短。


技术研发人员：潘伟 李进 冯甲鑫 刘德进 匡磊 鞠鹏 付院平 孟凡利 王翔 苏长玺 鲍占礼 张建军 魏红波 管泽旭 杜闯
受保护的技术使用者：中交一航局第二工程有限公司
技术研发日：2023.06.29
技术公布日：2023/10/6