通航水域自浮式裝配化CRF防船撞設(shè)施施工技術(shù)應(yīng)用探析

岳 洋 （安徽省路港工程有限責任公司，安徽 合肥 230022）

1 前言

隨著社會的發(fā)展，通航水域也在緊跟時代飛速發(fā)展，大江大河上的各種橋梁建設(shè)讓公路、鐵路與水運運輸?shù)慕粎R點愈發(fā)增加，同時交通運輸業(yè)也得以快速發(fā)展，為保障水運船舶的通行安全和防止航道中橋墩被撞擊破壞，跨江河橋梁施工中一般設(shè)置橋梁防撞墩，但存在對撞擊船舶橋梁傷害高、水體運動造成二次撞擊、防撞要求增加提升改造難、改造過程通航影響大和水體污染嚴重等問題。在原先施工的安徽省內(nèi)內(nèi)河航道橋梁防撞中，一般沒有自浮式裝配化CRF防船撞設(shè)施，由于航道上船舶數(shù)量不斷增加，作為一種新型的橋梁防撞設(shè)施用于跨越通航河流的橋梁橋墩防撞，有利于防止船舶撞擊而造成橋墩混凝土的損傷，對橋梁整體結(jié)構(gòu)的使用安全性及耐久性造成影響；并能有效降低船舶撞擊力和減小船舶破損程度。在水位變幅較大且長期處于水中的橋墩，選用自浮式，在航道隨著水位自動進行升降，自浮式裝配化CRF 防船撞設(shè)施可以確保船舶在航行過程中保護橋墩及船舶自身的安全性及穩(wěn)定性，是可以隨著水位變化而與船舶同步起伏的裝置。是既能滿足通行要求，又能滿足環(huán)保便捷的防撞設(shè)施。根據(jù)淮河干流航道橋梁防撞工程施工（FS-01）標項目施工實踐，工程主要對通航水域自浮式裝配化CRF 防船撞設(shè)施施工技術(shù)進行了探索以及研究，該工藝滿足了使用要求，可以為相似工程提供借鑒。

2 工法特點

①消減撞擊能力強,質(zhì)量安全穩(wěn)定可靠。系統(tǒng)整體材料柔性彈力好,可有效降低撞擊能量,外部采用圓角設(shè)計可調(diào)轉(zhuǎn)撞擊船舶角度,防止二次撞擊。

②裝配化程度高,施工便捷高效。由多個獨立單元模塊組成,各單元可工廠化生產(chǎn),現(xiàn)場采用插銷式連接,運輸、安裝、維護、更換簡便,減少施工期對通航船舶影響。

③多功能應(yīng)用，資源投入少。系統(tǒng)集立體浮動、安全警示、撞擊緩沖等功能于一體，亦可根據(jù)需要安裝水體質(zhì)量、水文環(huán)境等監(jiān)測設(shè)備對河流進行長期研究檢測。

④適應(yīng)能力強,定制化應(yīng)用?？蓱?yīng)用于各種氣候環(huán)境水域,可根據(jù)各種防撞體型需要進行組裝改造,外觀可定制成任何顏色、圖案、警醒顏色和反光形式。

⑤多功能應(yīng)用,資源投入少。系統(tǒng)集立體浮動、安全警示、撞擊緩沖等功能于一體,亦可根據(jù)需要安裝水體質(zhì)量、水文環(huán)境等監(jiān)測設(shè)備對河流進行長期研究檢測。

3 適用范圍

自浮式裝配化CRF 防船撞設(shè)施適用于跨越通航江河橋梁橋墩防護。

4 工藝原理

圖1 自浮式裝配化CRF防船撞設(shè)施

自浮式裝配化CRF 防船撞系統(tǒng)由纖維增強鋼覆復合材料外殼、內(nèi)部填充發(fā)泡聚氨酯+鋼加筋板及水密板、組件連接機構(gòu)、橡膠護舷組成。外部纖維增強鋼覆復合材料外殼采用圓弧面設(shè)計，為彈性復合材料，其內(nèi)部填充抗剪強度高、吸收撞擊能力強的聚氨酯，采用裝配化模塊構(gòu)件，整個系統(tǒng)外套至橋墩四周，當船舶撞向橋墩時，外側(cè)防撞系統(tǒng)產(chǎn)生彈性變形減少對撞擊船舶橋梁的傷害，并自動調(diào)撥船舶撞擊方向防止二次撞擊。

5 施工工藝流程及操作要點

5.1 工藝流程

零件部件制作完成→工廠預拼裝→運輸至橋區(qū)碼頭→卸貨、岸上預拼裝→浮運至橋墩處→水上拼裝→浮態(tài)調(diào)整、緊固→完成安裝。

擬采用工廠分塊生產(chǎn)，然后運輸至橋位處河岸或碼頭，繼而下水拖運至橋墩處安裝。在橋區(qū)附近臨時設(shè)置工作區(qū)（如卸貨區(qū)、組裝區(qū)、下水通道）等服務(wù)設(shè)施。

圖2 自浮式防撞設(shè)施水上拼裝

5.1.1 節(jié)段運輸

自浮式防撞設(shè)施由廠家運輸至橋位附近碼頭。至碼頭后采用碼頭吊或汽車吊起吊裝船，其載重量及空間應(yīng)滿足所有防撞節(jié)段的擺放。裝船時防撞節(jié)段擺放位置應(yīng)合理，注重船體平衡，防止側(cè)斜和翻動。防撞節(jié)段裝船完成后，應(yīng)派專人護航，后跟交通艇巡航，經(jīng)航道運輸至大橋停靠。

5.1.2 防撞設(shè)施安裝

①工廠預拼裝

自浮式裝配化CRF 防船撞設(shè)施采用工廠預制，運輸至橋墩進行安裝的施工方案。進行工廠預拼裝有利于發(fā)現(xiàn)防撞設(shè)施安裝存在的問題，并及時修正。防撞設(shè)施預拼裝完成后，進行適當修正，然后將防撞設(shè)施拆解、打包，準備運輸。

②岸邊節(jié)段組裝

防撞設(shè)施運輸至橋區(qū)后，在岸邊平整場地，進行組裝，將各零部件組裝，對組裝部分進行詳細檢查，避免零件漏裝、螺栓力矩漏打等。安裝時，只要在橋墩處實現(xiàn)兩個組裝件之間的拼接，即完成防撞設(shè)施的安裝。

③水上試拼裝

防撞設(shè)施組裝完成后，下水浮運，在淺水區(qū)進行水上試拼裝。由于防撞設(shè)施在岸上拼裝而成的各個組裝件結(jié)構(gòu)外形不同，可能導致組裝件出水高度、浮動狀態(tài)各不相同，為調(diào)整組裝件的浮態(tài)，以方便在橋墩處拼裝，采用在淺水區(qū)水上試拼裝的方法，進行組裝件浮態(tài)的調(diào)整。調(diào)整組裝件的浮態(tài)，并在淺水區(qū)試拼裝，然后拆解，保持組裝件調(diào)整后的浮態(tài)，浮運至橋墩處進行安裝。

④安裝就位

將組裝件由船舶拖運至橋墩上游，順流而下，適當調(diào)整其余橋墩的相對位置，安裝在橋墩上；由浮吊或頂推船將組裝件運輸至橋墩下游，頂推至橋墩處，實現(xiàn)各組裝件的對接。調(diào)整各個組裝件的浮態(tài)，實現(xiàn)對接，通過檢修孔安裝法蘭螺栓，完成防撞設(shè)施的節(jié)段連接。

⑤防撞設(shè)施安裝完成后，進行清除位于防撞設(shè)施上的工裝、雜物，清洗防撞設(shè)施表面油污、痕跡等，補涂螺栓連接處油漆等工作；施工船舶的油污水應(yīng)該暫時儲存在船舶自備的容器中，然后送到油污水接收單位或者油污水接收船上進行處理。施工船舶上人員的生活污水應(yīng)該由有資質(zhì)的接收船舶接收處理。以上廢水均不向水體直接排放。

5.2 操作要點

①自浮式防撞設(shè)施在廠內(nèi)按標準節(jié)段分段制作，出廠前必須對階段進行試拼裝，檢查無誤后，確保設(shè)施的幾何尺寸在允許誤差以內(nèi)來保證后期安裝的精確性，同時也應(yīng)在廠內(nèi)完成相應(yīng)配套消能元件的安裝。

②防船撞設(shè)施各節(jié)段制作完成后，在工廠內(nèi)部騰出場地，對接拼裝，修正及解決安裝難點，并檢測安裝后防撞設(shè)施尺寸，合理調(diào)整，使之滿足設(shè)計要求。

③防船撞設(shè)施出廠運輸時,應(yīng)采取防止箱體防腐涂層的保護措施;同時安裝后應(yīng)檢查其處于水中的浮態(tài),并進行調(diào)整。

④在進行防撞設(shè)施安裝時，要做到分段的穩(wěn)定，固定要牢靠，防止隨水流而發(fā)生遠離，加大施工難度。

6 質(zhì)量控制

①在岸上進行預拼裝時，做好橡膠護弦的螺栓安裝牢固，以防下水經(jīng)碰撞脫落。

②噴灑涂料時保護色澤一致：外形美觀關(guān)鍵的因素之一是涂漆，既要達到圖紙上要求的厚度，又不能超厚，要求均勻一致。在工藝上采用高壓噴涂的工藝，通過噴漆來保證外形美觀，要求同一遍油漆時間間隔不宜過長，應(yīng)一氣呵成。

③施工過程中要做好拼裝的質(zhì)量控制工作，確保防撞設(shè)施的安裝精度。

④自浮式裝配化CRF 防船撞設(shè)施的制作應(yīng)符合相應(yīng)的鋼結(jié)構(gòu)、焊接、材料性能等規(guī)定。

⑤當防船撞設(shè)施加工時使用的原材料以及加工件進場的時候，應(yīng)該對進場材料進行檢查，其中鋼材同一牌號、同一爐號的不超過30t 為一批，泡沫鋁及聚氨酯材料同一生產(chǎn)廠家、同一品種且連續(xù)進場的材料為同一批，每批應(yīng)進行抽樣檢查，每批抽樣達到設(shè)計要求。

⑥自浮式鋼復合材料防撞設(shè)施外筒體使用噴涂純聚脲防腐，在噴灑時基面與純聚脲防腐層之間的涂料應(yīng)該是與純聚脲相配套的底涂，以此來確保純聚脲與基面的粘附性與整體性。在純聚脲中聚氨酯是作為純聚脲的主體，主要分為A、B 兩種物體，A 物體為特種異氰酸酯的預聚體，B 物體為氨基聚醚、氨基擴鏈劑和其他助劑組合而成的物體。噴涂后經(jīng)過一定時間固化后該涂層具有很好的耐久性、穩(wěn)定性、耐磨性、耐沖擊性和較好的拉伸強度。

7 結(jié)語

浮式裝配式CRF 防撞船撞設(shè)施，方便安裝及更換、重量輕、撞擊力吸能好；使用自浮式裝配式CRF 防撞船撞設(shè)施不僅減少其維修費用，而且可以改善橋墩及船舶的安全風險，確保因船舶撞擊導致橋梁結(jié)構(gòu)造成橋墩難以維修，并產(chǎn)生高額費用的影響。浮式裝配式CRF防撞船撞設(shè)施施工技術(shù)新工藝的應(yīng)用，有效保障橋梁及船舶、人員財產(chǎn)生命安全；同時采用本工法方便安裝及更換、重量輕、撞擊力吸能好；使用自浮式裝配式CRF 防撞船撞設(shè)施不僅減少其維修費用，而且改善橋墩及船舶的安全風險，確保因船舶撞擊導致橋梁結(jié)構(gòu)造成的橋墩難以維修，并產(chǎn)生高額費用，另外自浮式裝配式CRF 防撞船撞設(shè)施防撞系統(tǒng)性能優(yōu)越，可多功能應(yīng)用，采用裝配化生產(chǎn)運輸安裝維護，全程可根據(jù)需求調(diào)節(jié)，無污染，運營過程根據(jù)水位變化而自動調(diào)節(jié)，可有效保護好撞擊船舶和水域橋梁安全，符合我國健康、安全、高效的可持續(xù)發(fā)展的交通運輸機制。自浮式裝配式CRF 防撞船撞設(shè)施的整體外觀美觀、醒目，在類似工程中具有較為深遠的意義，具有推廣的價值。