海上钢箱梁大节段吊装技术

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　　摘要：本文立足于青岛海湾大桥沧口航道桥钢箱梁吊装施工，主要介绍了利用水中临时支架的海上钢箱梁大节段吊装施工技术。
　　关键词：海上、钢箱梁、大节段吊装、施工技术
　　
　　一、工程概况
　　沧口航道桥为青岛海湾大桥的主航道桥之一，为双塔斜拉桥，主跨为“H”型双塔四柱空间双索面稀索五跨连续钢箱梁斜拉桥。沧口航道桥设计跨径为80+90+260+90+80=600m，索塔总高度为105m。采用5跨连续半漂浮体系，两幅桥分离的结构形式，两幅桥中心距30.5m。
　　
　　
　　图1 沧口航道桥桥型布置图
　　二、施工方案
　　1.方案比选
　　钢箱梁安装的方法很多，有多点顶推法、满堂支架法、临时墩＋大节段吊装、临时墩+小节段吊装等，根据青岛海湾大桥的现有设备，施工安全和施工工期要求，通过对比分析，临时墩+大节段吊装的施工方法为较优方案，采用此方法施工。
　　表1 钢箱梁安装方案比较表
　　施工方法 优点 缺点 备注
　　临时墩+大节段吊装 支架最少，效率最高，施工时间短，造价低 需要大型起吊设备，钢箱梁附加应力和变形大 采用
　　满堂支架 施工方便，钢箱梁附加应力和变形小 支架安装速度慢，效率低，时间长，支架数量多
　　临时支架+小节段吊装 支架较少，效率高，钢箱梁附加应力和变形较小 施工时间较长，造价较高
　　
　　2、施工方法
　　钢箱梁安装采用临时墩+大节段吊装方法施工。即先在水中对应于主梁位置搭设钢管支架、刚性平联和桁架梁等组成拼装支架平台，并在其上布置临时支座，再在索塔旁搭设支架，通过浮吊吊装钢箱梁节段在拼装平台上并逐段调整，使钢箱梁到达设计位置然后焊接成整体。
　　3、钢箱梁拼装平台设计
　　临时支架分墩旁支架和水中支架为2种。
　　⑴、索塔墩旁支架立柱由φ1200mm，δ=12mm钢管桩拼接而成，设置φ273mm钢管做水平连接和[22a为斜向连接杆以增加稳定性。为了抵抗竖向力的水平分力，在横梁与钢管支架采用对拉形式，并在横梁上采用斜杆将支架横桥向限位。桩顶设置1.5m×1.5m×1.0m的混凝土桩帽，桩帽上留有调节系统预埋件。
　　⑵、水中临时墩由φ820mm，δ=10mm钢管桩做桩基础，用钢十字梁做承台，将竖向力传递给桩基，承台上搭设φ1200mm钢管桩，设置φ273mm钢管做水平和[22a为斜向连接杆以增加稳定性。桩顶设置1.5m×1.5m×1.0m的混凝土桩帽，桩帽上留有调节系统预埋件。
　　左右幅之间采用桁架联系，形成整体。
　　
　　图2 水中临时支架图
　　4、安装设备选择
　　⑴、浮吊：最大吊重2600t。
　　⑵、临时支座：承受主梁的重力，梁段最大重量为832t，各支点反力为208t，选择300t竖向千斤顶，卸载和拆除操作较容易。
　　⑶、定位系统：梁段的移动和精确定位采用设置在墩顶上的双向千斤顶系统，该系统由竖向千斤顶、水平千斤顶、滑动钢板等组成。
　　5、临时吊点布设
　　临时吊点布设根据浮吊的起重钩的间距来布设临时吊点的位置和钢丝绳的长度。浮吊的主钩横向间距为19m，纵向间距为6m，且吊钩的横向间距变化距离较小，与铅直方向夹角不得大于5°。
　　根据浮吊的技术参数和钢箱梁的节段长度划分，使各个吊耳的力基本一致，且悬臂长度不易过大，采用扁担梁8点吊的方案吊装。
　　6、钢箱梁安装
　　1）、钢箱梁梁段的运输：钢箱梁由制梁单位运输到出梁龙门档，由梁场的2个1200t龙门吊吊装落驳，然后运输到海上架梁现场由我部指定的吊装位置抛锚驻位。
　　2）、安装船舶的定位：浮吊驻位时应考虑单次驻位能满足2节钢箱梁的安装需要。运梁船驻位是应注意大节段钢箱梁的朝向，其朝向应与安装完毕后的朝向一致。
　　3）、梁段吊装：
　　（1）起吊安装前的准备：根据设计院提供的控制线形，分解到各个安装梁段，安装前调好标高，比设计值高出30mm，并再次复核，准确无误。在临时支架操作平台上准备好钢箱梁吊装和精确调整所需要的机具和物料。
　　（2）梁段安装：浮吊通过调整锚缆移船至运梁船的下游侧，使其船体与运梁船的船体成垂直状态，然后下放吊钩，挂设吊索、吊具，调整船体、吊钩、吊索，使钢箱梁节段能平衡起吊。满足要求后将钢箱梁吊起约30cm，稳载5分钟。
　　浮吊通过调整锚缆移船到钢箱梁安装位置，使其船体与桥轴线垂直，然后启动浮吊的前进锚使船体缓慢的向上游移动，待钢箱梁的中轴线基本与桥轴线重合时，再次启动锚缆顺桥向移动，直至钢箱梁的临时支点位置与临时支座位置重合为止。
　　7、钢箱梁的节段调整
　　钢箱梁安装就位后，调整平面位置和标高。
　　⑴平面位置调整：平面位置调整采用100t水平千斤顶调节，在桩帽上设置反力架，临时支座下垫GME滑板，减小摩擦系数，摩擦系数控制在不超过竖向力的5%，千斤顶推动临时支座滑动，调节水平位置。
　　⑵钢箱梁标高调整采用300t竖向千斤顶调节，每个临时墩设置2个竖向千斤顶，使用一台油泵，保证每个千斤顶受力相同，千斤顶顶动垫梁，调节临时支座高度来调节钢箱梁高程。
　　8、钢箱梁施工要点
　　⑴、钢箱梁梁段空间位置按设计坐标及标高，设左、中、右三点控制，其平面位置用全站仪和GPS法双控；箱梁标高控制采用在塔点上设固定四等水准点，箱梁标高可直接用水准仪测量。
　　⑵、梁段吊装避开大风期进行，确保架设钢箱梁的安全。
　　⑶、钢箱梁安装采用几何控制控法控制。在起吊本段箱梁前，应复测已完成的前段箱梁标高。在完成本段箱梁安装后，测量前段箱梁顶面标高、本段箱梁顶面标高及塔顶偏位。
　　⑷、钢箱梁施工安装过程中，对每阶段施工荷载的重量及其位置，均详细登记，以便每梁段安装时加以核对，进行分析与调整。
　　作者简介：杨旭（1984-），男，现工作于山东高速路桥集团有限公司，从事路桥施工工作。

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