杭州湾跨海大桥急流区70m箱梁架设施工

1、杭州湾跨海大桥急流区70m箱梁架设施工宋小三 （中铁大桥局集团一公司杭州湾大桥工程标项目部） 摘要： 重点介绍杭州湾跨海大桥70m箱梁急流区架设施工过程中所采取的施工方法及关键的施工技术。 关键词： 70m箱梁急流区架设施工技术一、工程概况杭州湾跨海大桥是国道主干线同三线跨越杭州湾的便捷通道。大桥北起嘉兴市海盐郑家埭，跨越宽阔的杭州湾海域后止于宁波市慈溪水路湾，全长36。大桥36公里的长度，使之超过了美国切萨皮克海湾桥和巴林道堤桥等世界名桥，而成为目前世界上已建成或在建中的最长的跨海大桥。杭州湾跨海大桥设南、北两个航道，其中北航道桥为主跨的钻石型双塔双索面钢箱梁斜拉桥；南航道桥为主跨318的A

2、型单塔双索面钢箱梁斜拉桥。除南、北航道桥外其余引桥采用3080不等的预应力混凝土连续箱梁结构，其中水中区引桥70米16米箱梁采用整孔制、运、架一体化方案，单片梁重达2200吨，为国内第一。水中区引桥70m预应力混凝土连续梁总长18.27km，其平面线型有直线、半径10000m曲线两种。其基本联长布置为670m，另有570m、470m、370m联长布置。两联梁端留40cm间隙，过渡墩顶设DS320伸缩缝。桥面总宽32.8m，中间设1.2m宽的中央分隔带。70m预应力混凝土箱梁标准段采用单箱单室截面，单幅桥主梁顶宽15.8m，底宽6.25m，梁高4.0m，主梁各悬臂3.9m，悬臂端厚度20cm，根

3、部厚50cm，顶板厚27cm，桥面磺坡2%，底板厚度0.250.75m，腹板为斜腹板，斜坡1：4.09，腹板跨中厚度为50cm，支点8.8m范围内腹板增加至70cm。在墩顶处预制箱梁进行局部加厚处理，腹板加厚至115cm，顶板厚105cm，底板厚105cm，墩顶加厚段长3.2m，两侧各通过0.75m过渡段过渡至加厚截面。其预应力束采用按ASTM、A416-92标准生产低松弛270级钢绞线，公称直径15.24mm。桥位处施工环境：海上作业水文、气象条件、作业环境复杂，海区流向受地形影响比较大，潮流紊乱，流速比较大，杭州湾跨海大桥桥位处水域大潮平均流速为2.003.32m/s，南航道桥南侧3km急

4、流区最大流速为5.16m/s，年可作业时间短。二、杭州湾跨海大桥架梁方式的选择近年来世界上采用了不同架梁方式在沿海及海峡上修建了多座大桥。结合我国沿海修建东海大桥及杭州湾跨海大桥的具体条件，比照国外的实践经验，最经济合理的施工方案应是在岸上设置大型预制场地，并设置专用的码头，以运输及架梁一体的浮吊进行起吊，运输及安装工作。这样可以达到技术上最合理，经济上最节约并且安全可靠的效果。1990年完工的日本大阪湾关西国际空港连络桥是一座约4公里长的公铁两用特大桥，由18孔150米钢桁梁组成，采用大型浮吊整体安装。此桥为钢桁梁桥，采用了以运输驳船舶运梁，再以大型臂杆式浮吊起吊就位的方式进行安装的。这种运

5、输和架梁两个系统分开的架梁方式对加速架梁周期可能是有利的，但增加了喂梁、移动吊船等工续。船只数量增多后，复杂的抛锚及起锚工作将有不少困难，也将耗费大量时间。在国外的实践中，运架一体的方式更为优越，沙特阿拉伯在1986年修建巴林水道桥（Bahrain Causeway）采用了船体中心起吊的浮吊架设绝大多数的50米预应力混凝土箱梁。在1998年葡萄牙的第二塔格斯桥（Second Tagus）的引桥上采用了自制的双体浮吊进行安装。共计安装了150孔平面尺寸为80m16m的预应力混凝土箱梁，每孔自重2，400t（吊重为2，750t）。吊船有两付82米的臂杆，并有抗扭箱以承受海浪的外力。此浮吊在涨潮时达

6、到墩位，在高潮位的3小时内将箱梁安装完毕。我国即将竣工的东海大桥正是采用了运架一体的架梁方式，取得了较好的效果，在杭州湾跨海大桥，结合本桥的施工条件及国内外实践，并且考虑到利用现有设备，采取了最合适的架梁方式，即利用东海正在施工用的“小天鹅”号专用运架船经过改造后在杭州湾跨海大桥运架一体化施工。“小天鹅”号专用运架船的技术参数如下： 总长：86.80m , 船宽：46.0m， 片体宽：16.0m型深：5.9m， 设计吃水：3.5m基本性能：运梁时：风力8级，流速2m/s，航速7节吊梁作业：风力6级，浪高3，流速2m/s空船航行：航速8节由于“小天鹅”号专用运架船起吊高度不能满足部分高墩区70箱

7、梁架设（改造后起吊高度30，梁顶面距承台顶48），故又打造一艘“天一”号专用运架船用于高墩区箱梁架设，“天一”号专用运架船为单体船，其技术参数如下：总长：93.40m , 船宽：40.0m， 型深：7.0m， 设计吃水：3.5m基本性能：运梁时：风力8级，流速3.5m/s，航速8.2节吊梁作业：风力6级，浪高2，流速3.5m/s三、杭州湾跨海大桥70箱梁架设施工杭州湾跨海大桥70箱梁采用专用运架船3000吨“天一”号和经改造的2500吨“小天鹅”号进行海上运输及架设。箱梁海上运输及架设包括：专用运架船自出海码头取梁、载梁海上航行、抛锚定位、墩顶布置及落梁、专用运架船退出返回、箱梁精确就位。1、

8、运梁船码头取梁预制箱梁在达到强度要求张拉完成通过横移、纵移再横移过程到达栈桥存梁柱存放，在海盐预制场栈桥水深满足运架梁船吃水要求后，运架梁船就可进入栈桥取梁，在运架梁船在进入栈桥取梁时，为克服由于栈桥方向和涨落潮时的水流方向基本垂直对运架梁船产生水平推力，将船头方向调整为逆流方向。同时将运架梁船两艏锚借助卷扬机将艏锚同栈桥地锚连接起来，并将运架船侧锚套入栈桥两侧的系缆柱，将运架船缓慢平稳绞进栈桥同时调整两侧侧锚，使船体起梁扁担中线和待取梁中线重合，完成船体取梁对位。船体对位完成后，吊梁扁担缓慢落至梁体正上方80cm将吊索从吊带预留孔内缓慢下放,同时将下扁担送至梁体预留孔正下方，然后将吊索喂进下

9、扁担锚固位置并固定，提升下扁担，让下扁担上橡胶板与梁体密贴，继续提升待架梁，直到梁体超出栈桥1m左右。船体绞锚退出栈桥。2、海上航行运输专用运架船取梁退出出海码头后，将箱梁缓慢下落至船体甲板相应支点上，并将箱梁水平固定，以防梁体摇摆扭曲。专用运架船载梁正常航行至待架桥墩孔位。3、专用运架船抛锚定位因箱梁桥面设2%横坡，预制时，在预制场将梁体方向调整好，专用运架船仅从一个方向架设，即先架设钱塘江水流的下游侧，再架设上游侧，最后两片梁架设时为方便运架船退出应从另一方向架设，梁体预制时应考虑横坡方向。小天鹅专用运架杭州湾跨海大桥架梁见图1：根据施工区域水流情况的不同，运架船抛锚定位如下：（1）一般流

10、速区域施工专用运架船航行至桥中线上游，距待架桥墩孔约250m左右时，利用3艘抛锚艇抛三个艉锚(当无法保证在一个潮水架完梁时要求抛上四个锚)及三个艏锚（当潮位过大时也要求抛四个艏锚），为便于调位靠船体的艏锚必须成交叉状态抛出，靠船体中线的艏锚和艉锚应顺待架梁孔横桥中线方向抛出。艏锚或尾锚的两锚间夹角约6570，锚绳长300400m。前后左右六（八）个锚完全抛好后，起自救锚，将箱梁提升至架设需要的高度，利用绞锚机将专用运架船绞进桥孔位置。详见图2箱梁海上架设锚位示意图图2箱梁海上架设锚位示意图（2）急流区施工专用运架船在急流区航行时根据流速情况及运架船性能用三艘3000匹马力的拖轮帮托。运架船在帮

11、托行至桥中线上游，距待架桥墩孔约250m左右时，利用四艘抛锚艇抛四个艉锚及四个艏锚，为便于调位靠船体的艏锚必须成交叉状态抛出，靠船体中线的艏锚和艉锚应顺待架梁孔横桥中线方向抛出。艏锚或尾锚的两锚间夹角约6570，锚绳长300400m。前后左右八个锚完全抛好后，起自救锚，将箱梁提升至架设需要的高度，利用绞锚机将专用运架船绞进桥孔位置。四、杭州湾跨海大桥70箱梁急流区架设精确定位控制施工技术为保证箱梁下落平稳，专用运架船到达待架桥孔位时，充分利用平潮期间潮水平稳的特点，采用34艘大马力的抛锚艇快速进行抛锚，专用运架船在锚绳收紧后才开始落梁，尽管采取以上措施，箱梁下落就位后的纵横向偏差仍难满足规范要

12、求，鉴于此，设计了落梁就位后的调位装置，使落梁时定位控制难度大大降低，落梁偏差只要不大于15cm即可，具体为：每片箱梁设墩顶调位装置（临时支座）四套，每套调位装置由一台700t砂顶、两台水平位移千斤顶、滑动副、机座、减震板及配套油泵组成。调位装置横向水平调位采用RC506型千斤顶（P80型手动泵站），纵向水平调位采用RC5013型千斤顶（P462型手动泵站），水平移动千斤顶通过油顶前端丝口与机座连接；滑动副主要由四氟板及竖向砂顶底下的不锈钢衬板组成，四氟板能有效的减小水平摩擦力；为了减少箱梁架设时的冲击震动，在砂顶的活塞顶部设有减震板，减震板采用橡胶支座（600x600x100mm）。五、结束语在杭州湾跨海大桥70箱梁的预制和架设施工中，结合本桥的施工条件及国内外实践，采