【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及沉管上驳，特别涉及一种预应力沉管管节、设计方法和spmt车上驳方法。
技术介绍
1、现有技术中，对于钢筋混凝土沉管管节，从码头向半潜驳上移动上驳时，需要通过在沉管管节的侧墙和中墙下方设置一列运输台车，但运输台车的支撑高度的调节行程较小，自适应能力较差，不利于上驳过程的控裂；而spmt车具有大行程自适应调节能力与行走灵活性，相比于采用运输台车，采用spmt车能够降低浮态上驳过程中沉管管节的控裂难度。
2、但是采用spmt车将面临新的技术问题：
3、spmt车承载能力较小，且尺寸较大，而沉管管节重量大，故需要较多的spmt车组，基本需要在沉管管节下方进行满铺，但现有沉管管节只是基于运营要求进行设计，其可支撑区域较小，只能在中墙、侧墙处区域对应的底板进行支撑，不能将spmt车组布置在中墙和侧墙之间的区域对应的底板进行支撑，而将spmt车组仅在中墙、侧墙处区域对应的底板进行铺设，使得spmt车组不能满足承载条件，进而无法使用spmt车对沉管管节进行上驳运输。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术中的钢筋混凝土沉管管节，仅能够将spmt车组在沉管管节的中墙、侧墙处区域对应的底板进行铺设，所存在的不能满足承载条件，进而无法使用spmt车对沉管管节进行上驳运输的不足，提供一种预应力沉管管节、设计方法和spmt车上驳方法。
2、在第一方面，本专利技术提供一种预应力沉管管节，包括顶板、底板、第一侧墙、第一中墙、第二中墙和第二侧墙，第一侧
3、第一预应力钢束设于底板内，第一预应力钢束沿底板横向设置，第一预应力钢束沿底板纵向间隔分布；
4、第一预应力钢束包括第一经过点、第二经过点、第三经过点、第四经过点和第五经过点，第一经过点位于第一侧墙下方，第二经过点位于第一侧墙和第一中墙之间，第三经过点位于第一中墙和第二中墙之间，第四经过点位于第二中墙和第二侧墙之间，第五经过点位于第二侧墙下方，第一预应力钢束在竖向上呈波浪状设置，第一经过点、第三经过点和第五经过点为波谷，第二经过点和第四经过点为波峰；
5、第二预应力钢束设于顶板内，第二预应力钢束沿顶板横向设置，第二预应力钢束沿顶板纵向间隔分布；
6、第二预应力钢束包括第六经过点、第七经过点、第八经过点、第九经过点和第十经过点，第六经过点位于第一侧墙上方，第七经过点位于第一侧墙和第一中墙之间，第八经过点位于第一中墙和第二中墙之间，第九经过点位于第二中墙和第二侧墙之间，第十经过点位于第二侧墙上方，第二预应力钢束在竖向上呈波浪状设置，第六经过点、第八经过点和第十经过点位于波峰，第七经过点和第九经过点位于波谷。
7、在预应力沉管管节的底板内设置横向的第一预应力钢束，并沿预应力沉管管节纵向间隔分布，能够满足纵向的支撑条件，且横向的第一预应力钢束具有对应第一侧墙的第一经过、对应第一侧墙和第一中墙之间的第二经过点、对应第一中墙和第二中墙之间的第三经过点、对应第二中墙和第二侧墙之间的第四经过点以及对应第二侧墙的第五经过点，且第一预应力钢束在竖向上呈波浪状设置，第一经过点、第三经过点和第五经过点为波谷，第二经过点和第四经过点为波峰，使得底板所有部位均能够满足spmt车的支撑条件，进而能够在底板下方满布spmt车，使得利用spmt车运输预应力沉管管节能够提供足够的支撑力，且能够减少预应力沉管管节开裂的程度，进而能够采用spmt车对沉管管节进行上驳运输。
8、但第一预应力钢束的设置会导致顶板对应的中墙位置上拱，即导致顶板受力受到影响，通过在顶板内设置横向的第二预应力钢束，第二预应力钢束能够克服第一预应力钢束对顶板的受力影响，且第一预应力钢束和第二预应力钢束的设置形式符合运营期沉管管节底板和顶板的所受荷载形式，满足运营期沉管管节受力状态，还能够减少底板和顶板的配筋量，节约成本。
9、优选的，第一经过点和第五经过点均布置在底板的竖向中心位置，第六经过点和第十经过点均布置在顶板的竖向中心位置，便于张拉；
10、和/或，第二经过点和第四经过点与底板顶面的距离均大于或等于底板顶面的钢筋保护层厚度，第三经过点距离底板底面的距离大于或等于底板底面钢筋保护层厚度，第七经过点和第九经过点与顶板底面的距离大于或等于顶板底面的钢筋保护层厚度，第八经过点与顶板顶面的距离大于或等于顶板顶面的钢筋保护层厚度，保证结构受力安全；
11、和/或，第一预应力钢束和第二预应力钢束均为平滑的曲线，提高预应力张拉质量；
12、和/或，第一预应力钢束和第二预应力钢束在沉管管节横向对称设置，能够更好的适应沉管关节的横向均衡布置。
13、在第二方面，本专利技术提供一种预应力沉管管节的设计方法，用于预应力沉管管节，包括以下步骤：
14、s01：确定半潜驳上的用于支撑预应力沉管管节的船上支撑以及预应力沉管管节预制时的固定支墩的预设位置范围，根据船上支撑以及固定支墩的预设位置范围排除spmt车运输预应力沉管管节时对应预应力沉管管节的横向位置；然后根据预应力沉管管节的重量确定所需spmt车的数量；再根据所需spmt车的数量、排除spmt车运输预应力沉管管节时的横向位置以及布设要求获取所需spmt车对应预应力沉管管节的所有布设位置点位；在步骤s01中，布设要求为：使得spmt车在预应力沉管管节下方呈列布置，且使得spmt车在预应力沉管管节横向对称布置；
15、s02：根据spmt车的布设位置点位确定第一预应力钢束和第二预应力钢束的截面设计以及在预应力沉管管节的纵向的设置位置，预应力沉管管节的设计完成。
16、能够满足spmt车运输预应力沉管管节在底板下方满布的需求以及沉管管节的结构安全需求。
17、优选的，步骤s02包括以下步骤：
18、s02.1：获取纵向为单元长度的等效沉管单元，等效沉管单元的底板、顶板、中墙、侧墙均等效为梁单元，梁单元之间采用刚性连接；
19、s02.2：根据spmt车的布设位置点位确定在等效沉管单元底部施加支撑力的位置，模拟spmt车对等效沉管单元的支撑，建立等效沉管单元的简化计算模型；
20、s02.3：分析支撑力和等效沉管单元重力共同作用下简化计算模型的受力形式，获得第一弯矩图；
21、s02.4：在等效沉管单元的底板和顶板内对应增设一根如权利要求1-2任一所述预应力沉管管节的第一预应力钢束和第二预应力钢束；
22、s02.5：然后改变第一预应力钢束和第二预应力钢束的截面积，再分析支撑力、第一预应力钢束提供预应力、第二预应力钢束提供预应力以及等效沉管单元重力共同作用下简化计算模型的受力形式，获得第二弯矩图；
23、s02.6：对等效沉管单元的底板和顶板的弯矩进行判断，若第二弯矩图内的底板除了底板与侧墙之间的连接处以外的其它部位的弯矩不大于预设弯矩、且第二弯本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种预应力沉管管节，包括顶板、底板、第一侧墙、第一中墙、第二中墙和第二侧墙，第一侧墙、第一中墙、第二中墙和第二侧墙沿沉管关节横向顺序设置，其特征在于，包括第一预应力钢束和第二预应力钢束；
2.根据权利要求1所述的一种预应力沉管管节，其特征在于，第一经过点和第五经过点均布置在底板的竖向中心位置，第六经过点和第十经过点均布置在顶板的竖向中心位置；
3.一种预应力沉管管节的设计方法，其特征在于，用于设计权利要求1-2任一所述的预应力沉管管节，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的预应力沉管管节的设计方法，其特征在于，步骤S02包括以下步骤：
5.一种SPMT车上驳方法，其特征在于，用于权利要求1-2任一所述的预应力沉管管节上驳，包括以下步骤：
6.根据权利要求4所述的一种SPMT车上驳方法，其特征在于，在步骤S2之前，还包括预应力沉管管节的预制步骤：
7.根据权利要求4所述的一种SPMT车上驳方法，其特征在于，在步骤S2和S3之间，将车组沿预应力沉管管节的横向中心轴和纵向中心轴分成4个区，将每个区的所有SPM
8.根据权利要求4所述的一种SPMT车上驳方法，其特征在于，在步骤S4之前，将半潜驳艉靠、并通过缆索系泊在码头边；然后在码头与半潜驳搭接处铺设40mm-50mm厚的钢板；再在半潜驳的甲板面上布设船上支撑；其中，根据SPMT车的布设位置点位确定船上支撑在半潜驳上的横向布设位置。
9.根据权利要求8所述的一种SPMT车上驳方法，其特征在于，在半潜驳上的横向间隔布置8列船上支撑，其中4列船上支撑对应预应力沉管管节的两个侧墙和两个中墙，另外4列船上支撑位于相邻两列SPMT车的之间，沿半潜驳横向分布的船上支撑关于预应力沉管管节的纵向中轴线对称设置。
10.根据权利要求4-9任一所述的一种SPMT车上驳方法，其特征在于，在步骤S4中，在预选的作业窗口，通过SPMT车带动预应力沉管管节从码头上驳至半潜驳内；
...【技术特征摘要】
1.一种预应力沉管管节，包括顶板、底板、第一侧墙、第一中墙、第二中墙和第二侧墙，第一侧墙、第一中墙、第二中墙和第二侧墙沿沉管关节横向顺序设置，其特征在于，包括第一预应力钢束和第二预应力钢束；
2.根据权利要求1所述的一种预应力沉管管节，其特征在于，第一经过点和第五经过点均布置在底板的竖向中心位置，第六经过点和第十经过点均布置在顶板的竖向中心位置；
3.一种预应力沉管管节的设计方法，其特征在于，用于设计权利要求1-2任一所述的预应力沉管管节，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的预应力沉管管节的设计方法，其特征在于，步骤s02包括以下步骤：
5.一种spmt车上驳方法，其特征在于，用于权利要求1-2任一所述的预应力沉管管节上驳，包括以下步骤：
6.根据权利要求4所述的一种spmt车上驳方法，其特征在于，在步骤s2之前，还包括预应力沉管管节的预制步骤：
7.根据权利要求4所述的一种spmt车上驳方法，其特征在于，在...
【专利技术属性】
技术研发人员：梁邦炎，孙文火，梁杰忠，王冲，陈猛，杨武，朱成，甘世行，唐苏，陶金，
申请(专利权)人：中交四航局第二工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
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