钢管拱肋双船运输技术研究

钢管拱肋双船运输技术研究摘要：在大型桥梁施工建设中钢管拱肋是其中的关键部件。钢管拱肋是保证桥梁施工质量的重要构件，但是因为大型桥梁的钢管拱肋结构尺寸相对较大，其运输难度也比较高。如果在运输过程中没有开展有效的保护工作，可能会对钢管拱肋的质量产生影响。本文研究了钢管拱肋在现阶段的运输问题，深入分析了钢管拱肋双船运输技术的优势主要包含提高运输效率、控制运输成本、保证运输安全等。除此之外，在本文研究过程中还从钢管拱肋双船运输技术的不同阶段探索了双船运输技术的应用要点。针对钢管拱肋双船运输的实际情况分析双船运输技术的应用成效。以期为钢管拱肋运输方式创新和优化提供参考。关键词：钢管拱肋；运输技术；双船运输；难点前言现阶段，在大型、超大型桥梁施工建设过程中对各种技术的应用越来越普遍。但是大型、超大型桥梁的构件相对较大，导致构件运输难度不断增加。钢管拱肋作为大跨度桥梁中的主要部件之一，在施工之前的运输工作是工程方必须解决的难点问题。特别是在一些跨江或者跨海等复杂环境下，对钢管拱肋构件进行运输，如果单纯依靠传统单船运输方式可能会出现突发事件，影响钢管拱肋的运输安全。为了保证大跨度钢管拱肋的运输安全，需要探索适应钢管拱肋的运输技术。而双船运输技术作为能够有效解决大跨度钢管拱肋运输问题的重要方案，近些年来在大跨度钢管拱肋运输中的应用越来越普遍。双船运输技术主要通过两艘运输船之间的协同作业与相互配合完成钢管拱肋水上运输。双船运输技术通过有效的运输方案与调度，可以保证大跨度钢管拱肋在运输过程中的稳定性以及安全性。这一运输方式可以使钢管拱肋顺利到达施工现场，对保证钢管拱肋后续有序施工有重要作用。1钢管拱肋运输现状现阶段，在大型、超大型桥梁的钢管拱肋运输过程中是以单船运输或者公路运输模式。这两种运输模式有各自的优缺点。但是随着桥梁工程规模加大，钢管拱肋的构件尺寸也越来越大，如果仍然采取传统运输模式，在运输过程中很容易出现突发情况，导致钢管拱肋运输效率和安全性受到影响。例如在某高速公路桥梁工程特大桥建设过程中，路线总长712.688m，其中盘龙嘉陵江大桥全长530.5m。钢管拱肋主要是以水路运输方式为主。该特大桥工程项目的钢管拱肋提升段总体长度为178.7m，重量约为800t。数量比较多，每一节钢管拱肋的总量在150吨到170吨，拱肋完在吊装操作过程中必须保证稳定，使钢管拱肋顺利上船。如果在该特大桥实际建设过程中使用的运输方式为单运输方式。为了保障安全，技术人员还通过BIM模型以及三维碰撞检测等完成钢管拱肋上船时的受力情况，生成了各种数据和影响结果，为保证钢管拱肋的安全运输提供了参考。但是这些操作的整体工程量相对较大，工作内容比较复杂。除此之外，在拱肋水上运输过程中还需要对水流速度、风速、温度等参数进行有效控制，根据不同参数的变化情况制定有效的应急预案。这些也会耗费大量的人力和物力，对钢管拱肋的运输效率也产生了一定影响。目前，在钢管拱肋单船运输过程中可能会遇到的突发事件包含船体侧翻，也可能受外部环境影响使运输速度下降。为了对这些问题进行解决，需要相关技术人员提前做好有效的安全预判和分析，及时排查预防风速、流速以及温度产生的不利影响。如果在例如在特大桥建设过程中采用单船运输，为了防止在单船运输过程中出现船体侧翻问题，要在船舶上提前放置了23个水泥墩。水泥墩的重量以及数量等都需要根据钢管拱肋的具体情况进行计算和确定。这也导致钢管拱肋单船运输更加复杂。2钢管拱肋双船运输优势在某特大桥梁工程施工过程中，因为钢管拱肋构件尺寸较大，如果仍然使用传统的单船运输方式会导致运输效率下降，也可能引发船体侧翻影响钢管拱肋的运输安全。因此，项目方针对工程实际情况，对比分析了单船与双船运输方案之间的差异（表1），最终选择双船运输方案。表1钢管拱肋单船运输与双船运输对比项目钢管拱肋单船运输钢管拱肋双船运输运输方案使用一艘船舶完成拱肋构件运输两艘船舶协同作业完成钢管拱肋运输运输成本船舶支出与人力支出成本相对较低，但是运输时间长，运输风险大，整体成本高。船舶支出、人力支出成本高。但是运输效率上升，整体成本相对较低运输优势操作简单，适合应用在小尺寸钢管拱肋运输作业中运输稳定性较好，综合效益突出；适合大尺寸、大重量钢管拱肋运输运输不足安全风险高，稳定性较差船舶协调难度大由表1可以看出双船运输方案作为能够解决大跨径钢管拱肋水上运输问题的重要技术方案，在运输过程中的优势比较突出，主要体现在以下方面：2.1运输效率有所提高对钢管拱肋进行双船运输能够有效提升拱肋构件的运输效率。在双船运输实施过程中主要是对两艘船的航线和速度进行合理规划，保证钢管拱肋在运输过程中的安全性，同时可以有效缩短运输时间，控制运输成本。双船运输方式在大尺寸和大重量的拱肋运输过程中灵活性更强，能够根据拱肋构件的具体尺寸和类型合理选择船只类型，并且可以根据拱肋结构的尺寸与运输要求规划运输航线和速度，其应用前景比较广阔。2.2双船运输的稳定性和安全性比较强利用双船运输技术开展钢管拱肋运输操作，可以对两艘船进行协同作业，分散大尺寸钢管拱肋的重量，降低每一艘船需要承载的压力，能够保证钢管拱肋在整体运输过程中的稳定性。尤其是在比较恶劣的水上环境下，通过双船运输可以提升钢管拱肋的稳定性，降低构件在运输中的晃动幅度与运输风险。3钢管拱肋双船运输关键技术对钢管拱肋进行运输时使用双船运输方案，技术环节相对较多。除了船舶选型和配置之外，还需要从钢管拱肋的装载与固定、航行与定位等不同角度出发，对双重运输方案进行科学规划，才能够真正提升钢管拱肋双船运输效果。3.1加强船舶选型与配置管理双船运输技术的关键环节是对船舶进行科学选择和配置。一般要根据拱肋的尺寸、重量和具体的运输路线等对船舶进行选择，要保证船舶具有较强的承载能力、稳定性。同时为了使两艘船可以顺利协同作业，还需要综合考虑不同船舶的航线性能和具体的应用性能，确保两艘船舶的性能契合，为后续钢管拱肋运输提供可靠的支撑。在船舶配置方面主要是对船舶之间的位置和具体的间距进行科学安排。两艘船舶需要保持在相同水平面，提升钢管拱肋运输的平稳性。并且要根据钢管内的具体运输路线科学安排船舶的航行速度以及航行方向，实现船舶精准控制，进一步提升钢管拱肋运输中的安全性和稳定性。船舶选型以及配置技术是钢管拱肋双船运输过程中的关键内容。在实际操作过程中可能会出现船舶选型不合适或者两艘船舶配置不合理的问题，导致船舶承载力不足，拱肋结构稳定性差，晃动幅度大，航行性能不佳等。这些会对拱肋构件在运输过程中的安全性和稳定性产生影响。这就需要在传播选型和配置中开展精细化管理。特别是对船舶选择时，要结合钢管拱肋的具体尺寸和型号，综合考虑在钢管拱肋运输期间的水流速度、风速以及温度变化等各项因素，从而对船舶的承载力和具体的应用性能进行确定。船舶配置阶段，需要有专人进行实时动态跟踪测量，防止两艘船舶的位置和间距出现较大波动，要尽可能将两艘船舶控制在同一水平面上，提高拱肋构件运输的稳定性。3.2拱肋构件装载和固定要点钢管拱肋在运输过程中需要进行必要的固定，这是防止拱肋构件在运输过程中因为较大晃动而碰撞损坏的重要方式。在钢管拱肋装载和固定操作中需要通过专业的吊装设备平稳起吊钢管拱肋，将拱肋结构放置在两艘船的甲板上。某桥梁工程中的拱肋拼装完成后横向滑移落至两艘甲板驳上，之后两艘甲板驳顺流而下将拱肋浮运至桥位上游位置，平面旋转90度后停靠在桥位正下方。为保证钢管拱肋结构在运输期间的牢固性，还需要通过固定装置对钢板拱肋进行固定。要注意固定装置选择时是以钢管拱肋的具体尺寸和重量、运输过程中的外在环境变化等情况为基础确定的。通常钢管拱肋的固定装置包括链条、钢丝绳等柔性设施，可以避免在拱肋构件运输期间碰撞损坏。除了柔性装置之外，还需要利用夹具、卡具等刚性固定装置进一步保证钢管拱肋结构的可靠性和稳定性，防止在运输中出现倾覆或者位移等问题。作为钢管拱肋双船运输的关键技术，如果装载与固定技术应用不到位，装载过程出现问题会导致钢管拱肋吊装难度上升，或者在固定过程中出现不牢固的问题，很容易使拱肋构件在运输中出现位移，对运输安全产生极大威胁。因此，相关工作人员需要重视装载与固定优化控制与管理。在钢管拱肋吊装操作中，需要利用专业的吊装设备，保证操作人员持证上岗。在实际装载时还要有专业的指挥人员全程指挥，确保钢管拱肋平稳准确就位。完成装载操作后还需要对固定装置进行科学设计，最好利用高强度、具有较强耐腐蚀性的材料制作固定装置，保证钢管拱肋固定牢固。在固定时，工作人员需要对每一个固定点进行检查，做好牢固性测试，确保固定点可靠，避免在运输中钢管拱肋发生位移。3.3运输航线与定位要点为了实现钢管拱肋双船有序规范运输，需要对高精度定位技术进行应用，确保运输航线的可靠性和科学性。在双船运输操作中，需要相关人员对天气变化和水文条件变化等进行实时动态追踪，根据具体的变化对航行计划以及航行速度进行调整与优化。在整个运输期间必须与岸上指挥中心保持密切联系，及时上报双船运输的具体情况，保障运输操作中的安全性。高精度定位技术可以提高航线设置的准确度和合理性，对保障钢管拱肋安全运输到安装位置有重要作用。在实际定位中可以利用先进的导航设备和相关技术准确掌握两艘船舶的具体位置和航行方向。为保证定位精度，还需要科学选择定位和导航设备的安装位置，对相关设备的姿态和角度进行调整，确保可以精准定位[1]。在双船运输中确定航线和准确定位是核心环节。但是因为水上运输环境相对复杂，航行线路繁多，定位精度要求也比较高，再加上天气和水文条件等影响。在实际运输中安全风险比较大，可能会导致拱肋构件运输失败。因此，需要进一步对航行线路进行规划。相关技术人员需要全面掌握钢管拱肋的具体运输航线，制定科学严谨的航行计划，并针对可能发生的突发情况制定应急预案，以便有效应对突发状况。除此之外，还要对船舶航行技术与定位技术等进行优化和创新，提高这些技术的应用效果，保证钢管拱肋双船运输方案的可靠性。在整个运输期间要密切联系岸上指挥中心。如果遇到突发情况还需要采取合适措施，例如对航行速度进行控制、调整航行方向，保证拱肋构件运输安全。3.4船舶协同作业要点在钢管拱肋双船运输操作中必须使两艘船密切协同，这是实现顺利运输的重要环节。目前，在两艘船协同作业中，主要通过通信联络、指挥协调和应急处理等保证两艘船之间的协同效果。在协同作业中，通信联络是重要基础，两艘船都必须配备先进的通信设备，提高信息传输的及时性以及准确性，防止信息延迟，导致沟通不畅，引发意外情况。在指挥协调方面需要岸上指挥中心对两艘船进行全程动态化指挥，主要包括航行速度、装载过程、固定过程等，要确保两艘船每一个环节的统一性和协调性。在应急处理过程中，还需要根据船舶的协同作业实际针对可能出现的突发情况，制定有效的应急预案。并且要加强两艘船舶工作人员安全培训和技术培训，提高工作人员应对突发情况的能力，保证钢管拱肋构件运输安全。4钢管拱肋双船运输技术应用成效为了明确钢管拱肋双船运输技术的具体应用成效。本文在研究过程中主要通过具体的实例进行验证。4.1某大型桥梁钢管拱肋运输效果在某大型桥梁实际施工过程中，钢管拱肋主拱净跨径为183m，净矢高为36.6m，矢跨比1/5，两条拱肋中距为19.8m构件长度为202米，属于超大型钢管拱肋构件，不能使用传统单船运输方式。项目方根据该桥梁钢管拱肋的尺寸和重量设计了双船运输方案，将钢管拱肋成功运输到安装现场。在具体的运输过程中，工作人员主要完成船舶选型和配置，保证了两艘船舶的承载力和稳定力相同。同时利用比较专业的装载和固定技术对钢管拱肋进行固定。整个运输期间，工作人员时时关注天气变化和水文条件变化，及时调整航行速度以及航行方向，避免了在运输过程中钢管拱肋发生剧烈晃动，使钢管拱肋构件成功运输到安装现场并完成施工作业。这一桥梁施工过程中的双船运输方案有效解决了重型和大尺寸钢管拱肋的运输问题，利用双船运输保证了运输的安全性。4.2复杂水域超大型桥梁钢管拱肋双船运输在某超大型桥梁建设过程中，钢管拱肋的航行路线需要经过复杂的水域环境。经过的水域环境航道比较狭窄并且水流湍急。还有多处暗礁，导致运输工作难度极大。再加上该超大型桥梁钢管拱肋跨径比较大，不能采取陆上运输或者单船运输方式。经过综合考虑，项目方利用双船运输方案，同时使用高精度导航设备与定位技术完成钢管拱肋运输[2]。在具体的操作过程中，整个项目团队对船舶进行了选型，确保船舶可以有效适应复杂水域，避免船舶在运输过程中触碰暗礁，影响运输安全。对钢管拱肋进行装载和固定时也通过专业设备，利用柔性和刚性固定装置相结合的方式提高了钢管拱肋的固定效果。在整个运输期间，除了利用先进的导航设备和定位技术之外，两艘船舶密切与岸上指挥中心联系，能够及时根据外在环境的变化对航行方向进行调整，并且根据复杂水域的实际环境调整了钢管拱肋的姿态和角度。到达安装现场时，钢管拱肋可以顺利就位。最终钢管拱肋运输作业顺利完成。这说明双船运输方案的适应环境比较广，能够在复杂水域完成难度较大的拱肋构件运输。利用先进的技术和设备，双船运输技术能够对复杂的运输环境进行应对，提高钢管拱肋的安全性和稳定性。4.3双船运输技术应用成效分析通过钢管拱肋双船运输实例可以确定在大尺寸、大重量钢管拱肋构件运输过程中，双船运输方案对提高拱肋结构的运输效率，控制运输成本有积极作用。在双船运输操作中，需要发挥两艘船舶的协同作业优势，缩短运输周期，减少在运输过程中的资源浪费。双船运输方案还可以进一步保证钢管拱肋结构的稳定性和牢固性。通过双船运输可以分散大尺寸钢管拱肋的重量，减少单船所承载的压力，对提高运输安全性有积极作用。目前，双船运输技术应用越来越普遍，其灵活性也比较高，可以在复杂的水域环境中发挥