浙江特大型跨海悬索桥卷扬机式吊装系统钢箱梁安装施工工法

PAGE1悬索桥卷扬机式吊装系统钢箱梁安装施工工法SRBGGF02-20081、四川公路桥梁建设集团有限公司2、四川路桥华东建设有限责任公司邓亨长2卢伟1杨如刚2虞业强2鲁翼21.前言在多种桥梁结构形式中，悬索桥是目前跨越能力最强的桥型。目前，悬索桥主梁分为钢箱梁与桁架式两种，主梁安装是悬索桥施工的关键工序之一。地锚式悬索桥钢箱梁安装最常用方法为缆载吊机安装，其次为浮吊或缆索吊安装。我国已建的大跨度悬索桥中，塔区钢箱梁一般采用缆载吊机起吊、一次或多次荡移到位安装，索塔位置距钢箱梁水上起吊位置较远时，通常布置支架和纵移系统配合进行安装。舟山大陆连岛工程西堠门大桥是我国已建成最大跨桥梁，也是世界第一大跨钢箱梁悬索桥与第二大跨悬索桥。大桥地处台风区，同时桥址处海流情况复杂、波急浪高、海床无覆盖层，这些因素存在，使得大桥钢箱梁安装难度极大。为减少缆载吊机移动次数，减少台风对钢箱梁安装顺序和缆载吊机跨中吊梁进度影响，北塔区钢箱梁采用了新开发的“卷扬机式吊装系统”进行安装，，该工法解决了西堠门大桥北塔区钢箱梁安装难题，所用施工设备较少，工序简单，社会效益与经济效益明显，在国内大跨度悬索桥施工中尚属首次。2.工法特点2.1卷扬机式起吊系统卷扬机式起吊系统，依托主缆，直接悬挂在主缆上，省略了类似缆载吊机横梁结构与行走机构，结构简便，工序简单、快速、有效。2.2起吊系统与牵引系统的组合在桥塔桥面高程处布置荡移牵引系统配合起吊系统来进行梁段长距离的水平荡移，塔区所有梁段均采用一次性荡移就位。整套系统具有起吊与荡移牵引协同作业要求高的特点。工艺高效，构造简洁、工作效率高2.3无索区线形调整工艺以千斤顶群作为无索区线形调整手段，结合线形精细调整监控技术，简单、快速、实用。3.适用范围悬索桥塔、锚区和主缆上固定位置梁段的起吊和大角度长距离荡移。4.工艺原理则卷扬机式起吊有系统、荡移牵躬引系统和支架启系统组成塔区鼻钢箱梁长距离杜、大角度水平古荡移安装系统满。卷扬机式起策吊系统提升钢饲箱梁，水平牵书引系统提供水纳平力牵引钢箱设梁梁荡移至支默架位置进行钢少箱梁安装。饮结合塔区箱梁毙安装无需行走秒的特点，卷扬盐机式吊装系统扯采用骑跨式临祖时索夹将吊装邮重量均匀分布程在主缆上。荡寿移牵引系统采览用在塔柱中门衰洞（其高程与返钢箱梁桥面接泉近）处设置锚桂固钢梁为锚固尼着力点，布置圣滑车组及动力巷系统，以保证注提供足够的水巷平牵引力。导5鸭.类施工工艺流程足及操作要点贯塔区梁段分为宾有吊索梁段和摊无吊索梁段，肾均采用卷扬机素式吊装系统和档荡移牵引系统塘一次性起吊、富荡移到位。无绒吊索梁段，通累过在塔区布设测临时支架进行补放置，梁段荡微移、卸落到施杆工支架之上，减在全桥钢箱梁弟吊装完成后，僵采用千斤顶精历确调位后整体鞭进行焊接。有买吊索梁段，采像用卷扬机式吊膛装系统起吊并津荡移到位，安芦装吊索，梁段殿吊装到位后，顶先进行临时连扰接，全桥合龙详后焊接。塞5.友1扯施工工艺流程瑞（见拿图鼠5.轰1聋）剥图猎5.1狂绣塔区钢箱梁安雄装施工流程图惩5.寸2框施工操作要点犁5.2.1澡卷扬机吊装系跃统和荡移牵引低系统设计（见寒图膊5.2.1-桐1孝）院图屠5.2.1脏-珠1国塔区钢箱梁吊仆装系统总体布傍置图洁1路卷扬机式吊装侄系统汉1摊）参考设计参宇数禽卷扬机式吊装貌系统设计起吊喜重量顷为琴480填t兵（包括钢丝绳愈和吊具重量）辩。吊装系统由佣临时索夹、起倾吊滑车组、起鸟吊钢丝绳和起拨吊绳转向系统堂、吊具以及起丙吊卷扬机等部辽分组成。其主炒要参数：吊提升能力饲：迈480塌t滤；扫瓦条耍蓝鹅毯提升速度：危2m钓/mi蹦n旨；网最大水平荡移慨距离：荡63m岭铃端列勤最大荡移偏转尝角牌：笼24.5°碰荡移牵引能力银：外200t为2挤）起吊系统悬棍挂临时索夹设注计您卷扬机式吊装土系统采用骑跨念式索夹悬挂于来主索上。作为掠骑跨式索夹（本见图君5.2.1洒.月1野），其功能必酬须满足垂直起悼吊和钢箱梁荡共移时悬挂钢绳帖在绳槽内自由秋滑动的施工要正求，同时要避为免悬挂钢绳在医钢箱梁荡移过扯程中，与索夹陆之间产生的静轿摩擦转变成动遮摩擦而产生突怎然滑动，影响阳吊装施工安全明。宪临时索夹采用锡铸钢铸造并经溜机加工而成，旅临时索夹分两合块制作，通过护张拉对拉螺杆椒，紧固在主缆涌上。索夹采用孙《公路悬索桥椒设计规范条文蛙》进行验算，荣在自重和吊装事施工荷载作用舱下抗滑安全系油数大窑于绩3.烫0薯。贴临时索夹的索蜂槽从索夹顶部傍往下从在一个山垂面内布置逐李渐向弧线过渡炎，适应荡移时铲悬挂钢绳大角们度偏转的要求龄。炭图胡5.2.1兼-3徐拒临时索夹设计钩图（单位策：幼m秆m佩）赵2兼荡移牵引系统姑荡移牵引系统臣需满足中跨和纳边跨侧梁段的返纵桥向梁段荡仓移要求，荡移冤最大牵引毅力披158璃t网。国一套钢箱梁荡捕移牵引系统采孩用稻2素台型10贫t闭卷扬机作动力袋，分别通务过极100宜t守滑车组施、晒Φ起2企8贪钢绳扇走线1帅2搞线牵引两个纵梁向吊具牵引定辱滑车组，提液供类200帐t体荡移顺桥向牵胸引力。荡移牵在引系统边跨侧谢、中忠跨侧布置一套棕。婶5.2.2桃钢箱梁提升施聪工1施工准备1）支架搭设崇无索区钢箱梁桶，按钢箱梁的罩安装平面位置灶与钢箱梁安装改高程布置存梁煌的固定支架，焰一般考虑型钢词桁架式，同时检支架上还包含心钢箱梁纵移系着统与钢箱梁线膊形调节系统，京前者一般为带购水平牵引力的桥轨道，后者为昆钢支垫与千斤薯顶群的组合。淹钢箱梁支架设耳计高度需考虑乖支垫与千斤顶否作用空间，可铅低不可高。歇2挖）水平荡移牵宝引系统布设芝在将钢箱梁从极起吊位置向安蹈装位置方向荡筒移过程中，水怕平牵拉力由水嫌平牵引系统提疏供，水平牵引臣系统由牵引卷俘扬机、钢绳、刘连接吊耳、锚手固件、转向滑厨车等部分组成稼，均在吊装前傅布设好。壮3继）起吊系统布伶设详①浅临时索夹安装渗临时索夹安装鹊方法与悬索桥搞骑跨式索夹安目装方法相同，辛通过张拉临时夺索夹上的高强钥螺栓提供对主些缆的握裹力。潮②耽依次安装起吊选滑车组、起吊列钢丝绳和起吊察绳转向、吊具芬以及起吊卷扬饿机等各组成部攻分，形成起吊唯系统。亭4习）吊具与吊机震就位睡吊装前，加工庙布置特制吊具凤，并提前下放辆吊具至安全高践度。崖2巧吊机垂直提升描待钢箱梁船运肿到位后，连接印吊具与钢箱梁瓣临时吊耳，解杰除钢箱梁与运槽输船的临时约菌束，启动卷扬雕机提升钢箱梁咽至设计荡移高虾度。啄5.2.3捧荡移落梁施工徒钢箱梁提升至微一定高度后，乒连接水平牵引领系统吊耳。启灾动水平牵引卷昼扬机，荡移钢清箱梁至安装位编置，挂索或利盟用起吊系统将污钢箱梁放置至条钢支垫上。对脏于支架上无吊详索梁段，利用窑牵引系统对钢拍箱梁轴线偏位闯进行微调。推起吊安装节段送起吊高度经计麻算获得，保证希钢箱梁绕索夹径作钟摆运动恰吓好荡移到安装义设计位置，计泥算时需考虑主粒缆在钢箱梁重帮力作用下高程浙的变化。化5.2.4趟钢箱梁线形调腰整酒对于支架上梁脊段，应制定专锐门的调整和连膜接对策，把握诉好连接时机。夏在大跨度悬索头桥钢箱梁安装基施工中，主缆骨线形会随加载嫩过程发生较大牛的变化，支架萍上梁段与相邻邻有吊索梁段高赛差也处在一个橡动态的变化过挣程中，连接时使机不利，可能荐导致钢箱梁节晴段连接部位产熟生局部变形并掏对施工支架产敲生不利影响。竟采用塔区支架楚上无吊索梁段讽与有吊索梁段掠在全桥合龙后老进行临时连接隶和焊接的策略这，支架上梁段介与有吊索梁段导之间采用垫设愤木板和设置橡呀胶等措施以防沉止梁段之间相源互碰撞引起擦穴伤。拍1品无索区线形调大整前准备工作仓1析）施工、监控畜单位对加劲梁判合龙线形进行释测量，观察钢彩箱梁的线形是倒否与监控计算门标高相吻合，季为下步线形调耽整工作提供基营础数据。逐2结）设计与监控告单位通过计算遗分析，提供合姥龙时加劲梁线乡形，对无索区镇梁段，还需结舌合合龙线形测桌量数据确定其都预拱度及调节挎坡度作为线形腰调整施工的目给标值。2线形调整贱无索区钢箱梁域线形调整工作应主要在支架上务进行，同时相为邻有索与无索佛梁段间线形调服整，需通过设浊置相应工装完拣成。图5.2.4-1钢箱梁支垫及标高调节装置劳1怠）无索区钢箱松梁线形调整系另统按设计要求梯，无索区钢箱葡梁存放按八支叉点支垫搁置，项钢箱梁线形调闻节是通过支架僚支点位置下方藏设置厚钢板支营垫，并安响放坛3果2勤～辆50冠t唐螺旋千斤顶，岁钢箱梁平面位译置调整完成后谎依靠千斤顶顶睛升并结合支垫冠楔块调节梁段拆线形漂（轧见图暑5.2.4随-1哄）。图5.2.4-1钢箱梁支垫及标高调节装置物2户）有索区梁段语线形调整注无索区钢箱梁踪与有吊索钢箱反梁之间的线形推调整，即塔胃区脊4扮5帝～辜46推#诚梁还需借助一轧套工装完成。梯工装为通过焊索接在钢箱梁顶倾板临时连接件谣位置的型钢提嘉升支架以及连浇接耳板的，可焰独立操作的四斯部提升链滑车震。拣5.2.5樱监测技术与分绒析舱无索区钢箱梁童安装与线形调夹整过程需对大被桥几何参数进卷行监测以确保懒线形调整结果押的准确，监测哄内容包括：自（溉1哄）无索区箱梁责梁面高程测量兴；洪（旺2先）塔偏位及竖柜向变形测量；易（说3努）主缆线形测域量。责（欢1姿）项采用精密和水准岔仪闹—膨—扭索万佳购B鸦1亮测量，每次线弱形调整前后均览需测量；僚（肿2烤）锁（我3蜻）采用全站馋仪造—哈—虹TCA200里3胞与户TCA180皂0萌测量，仅在线逝形调整前进行各一次测量。以判上测量过程中战，梁温为关键犹参数之一，需乎全程测量，采谋用专用温度传姜感器进行测量玩。与支座连接麦的钢箱梁安装丽时应在过程中旱监测梁轴线与译高程变化并及期时调整。纹监测的关键在挪于线形调整过略程的笋（吐1初）梁面高程测应量，而蝴（暗2歼）涨（泛3殃）项内容为监载控复核所用，鹅测量数据与监集控分析计算值醋比较，及时反晃馈指导施工。炭主要的监测内慢容参见表捐5.2.5杏。趁表退5.2.5馅味叶监菜货测爸晨项雷诞目悄惯汇裕炮总蹲戏表抖序号迷监熄粉油测协坦程项特滑写目升监嘴弃测户声仪妨椅器桥村搜监链枪测盈蚕频稀认率掀监锋未测根盯目略蝇的阻1拼主梁温度刻LM3姐5歼温度传感器袍梁温闪：云证1勿～竟2爹次率/联梁每次调整，个塔温耳：免1眨～涂2乒次，均在气温艳稳定时（夜间伞或阴天）观测寒掌握塔温与梁友温，为监控计喜算提供数据耽2盗塔温远3雪主梁梁顶高程息索赞佳歪B非1炉精密水准仪邮鼠1唐～神2币次牺/裳梁每次调整活掌握梁面高程碍，为监控计算塞与线形调整提泻供数据瓶4志桥轴线偏位煮TCA200津3剑、申TCA180关0智全站仪恶1椒次番掌握大桥钢箱配梁轴线偏差与运主缆实际线形绣，为大桥精确疲计算提供数据春5昆主缆线形输5.盈3奖劳动力组织（政见蔬表照5.正3掘）。肌表供5.3辰胳劳笛象动冷脾力惕台组培告织辟果情题卵况睁拨表相序号员单项工程老所需人数稍备注回1朋管理人员摇4朽2桥技术人员讲9泻3董钢箱梁转运与油吊具安装营25绸4便钢箱梁提升施福工那8味5扎钢箱梁荡移施鼻工俱14滤6萝钢箱梁轨道纵策移施工讽26化7瘦钢箱梁线形调冶整温60震与触3茧～奥6蝶不同时作业浮8淋杂工鸽5计合瞒愤重计微8万6岭（芝7责8修）人犁括号中数字为搅线形调整所用路人员罢6谨.换材料与设备食本工法采用的神材料与机具设祖备见滔表膨6.伶1末。圆表膝6.1上扣机贵轮慕具吓暴屈设餐餐思备骑染未表享序号轻设备名称胖设备型号茂单位慨数量叔用途驳1动卷扬机墨20t欧台损8导起吊卷扬机惨2李卷扬机破10t踪台舅4剪牵引卷扬机议3份滑车组搁250t辅个疯8额起吊系统滑车蹄组考4桥滑车组培100t坡个汤8泄牵引系统滑车朱组延5动临时索夹绞套虎4骡起吊系统悬挂络6边偏拉锚固梁陈套终2罢7洲固定支架牲钢管桁架所个献1叮存梁，钢箱梁婆线形调整浑8油千斤顶动50t吃台提16嫩钢箱梁线形调秤整梦9聪千斤顶染32t岩台敏9般钢箱梁线形调趁整，卸架掌10煮千斤顶农25t杀台贝8屑钢箱梁线形调狼整来11亡精密水准仪链索爱佳拉B1猎台合2犬钢箱梁安装，血线形调整顾12必全站仪吗TCA180俊0,TCA2侨003需台功3疼钢箱梁安装，上线形调整7.质量控制醒7.气1含工程质量控制缠标准劲钢箱梁施工质奇量执行《公路燥桥涵施工技术真规倦范惜JTJ04呼1-200剩0为》与《舟山大诊陆连岛工程西括堠门大桥专项伴质量检验评定近标准》。钢箱海梁安装允许偏察差按肚表耻7.病1型执行。略表拐7.1恰怎钢蝴姑箱世都梁食狼安古涨装饥晒允椒冬许腊柏偏仔能差牢逮表退序号沿项炉雾亦目筐允许偏差短（恒m废m奸）堪检查频率灵检验方法拒1孕相邻节段匹配然高差泳±2诊每片梁京用钢尺量2僻箱梁段轴线偏音差矮±10握全站仪烂3弊吊点偏位谱±30钉用全站仪雨4趴同一梁段两侧身对称吊点处盟梁顶高差晨±40江用水准仪缓7.狱2件质量保证措施绵7.2.1域起吊节段起吊判高度经计算获箭得，保证钢箱耕梁绕索夹作钟债摆运动恰好荡采移到安装设计肤位置，计算时侄需考虑主缆在纠钢箱梁重力作恨用下高程的变蒙化。仿7.2.2祥支架顶面高程鉴应低于主梁合裕龙线形减去梁挥高，保证千斤扛顶有足够操作祖空间。副7.2.4仅钢箱梁起吊安愧装过程应基本锯保持水平，这鸡就要求提升系新统两吊点基本壳同步。采用以恳下措施食：什1悠）起吊卷扬机批选用线速度恒泻定的摩擦式卷懒扬机闷；党2里）一个起吊点自采用两台卷扬压机同步提升，公保证钢箱梁吊繁装过程的平稳锄安全侮；舰3访）通过精确测理定钢丝绳出入逼绳长度以反应陆吊点提升高度届，间接来控制芹两吊点的同步硬性。婶7.2.5论用千斤顶进行梅线形调整时，苹应遵循同步、两小量的原则，型在夜间稳定时健段测量（包括鸽温度与梁顶高嚷程）、白天统片一进行线形调巷整。8.安全措施威8.1蒙卷扬机式吊装伪系统、临时索闻夹、支架系统改等主要承载构紧造均需进行详退细的计算分析丽、完成荷载试赠验，保证钢箱隆梁吊装、存放纠的安全。议8.2标无索区钢箱梁厦线形调整时，纹利用千斤顶群侍进行顶升或下痰降时，需进行甲全程监测，保窑证顶升的同步偏、小量，避免梁千斤顶不同步垫导致偏载引起故安全事故。涝8.3公建立完善的施任工安全保证体息系，加强施工城作业中的安全而检查，确保作口业标准化、规津范化。梯8.4悼针对起吊绳布赚线跨度较大的稻特点，全线派井专人看护，防笼止意外发生。拘8.5封沿海风环境对迁钢箱梁安装影掏响极大，在吊滚装前应根据天膨气预报保证在院吊机设计规定速风速下进行吊糠装，同时若钢愧箱梁安装会穿错越台风期，存现梁固定支架设晋计需考虑台风唯荷载并制订相奋应的防台预案螺。9.环保措施容9.醒1锡环境保护措施理采取措施控制休施工现场的各学种粉尘、废水劳、废气、废渣毒等对环境的污烛染和危害。违9.2对水土及生态环岸境的保护措施盘工程完工后，厚及时彻底进行框现场清理询。垦对有害物免质挽(尝如燃料、废料馆、垃圾容等垦)令，按规定处理认后，运至监理颠工程师指定的鲁地点进行掩埋贴，防止对动、织植物造成损害深。拒9.3酱水环境保护措胃施朱施工船只严禁扒向海域抛设和迁倾倒废弃用品助，必须排除施脂工船上所有设斑备的滴、冒、暴跑、漏，并配滩有应急的油污险染收集设施和裹粪便收集装置随。机动船只必但须设有油水分饥离设备，燃油佣供应船配备应繁急的围栏、消此油剂等应急用狗具。予9.4脆大气环境保护鲜及粉尘的防治愈对施工道路和欣施工场地进行叨硬化，泉对施工现场和屿运输道路经常容进行洒水湿润腥，减少扬尘。梅10湿.程效益分析妖10.1旅本工法通过卷筑扬机式吊装系度统与荡移牵引普系统安装塔区永钢箱梁，是在倒悬索桥特殊梁杰段安装和在特跌殊环境下梁段睡安装方面，采统用缆载吊机以促外的施工手段宋，进行梁段架果设的一次有益躁尝试，丰富了块悬索桥梁段架毁设的施工方法蝶。肤10.2拣由于塔区梁段误施工周期一般桐较长，在塔区庸设置卷扬机式岛吊装系统取代鞠缆载吊机完成拐塔区梁段的吊除装，节省了缆犹载吊机来回运盒行时间，减少道了缆载吊机吊引梁数量，总体础上缩短大桥的振架梁工期酬约微1.逢5觉个月，节约工甘程成趣本鹊45犯0播万元以上。同委时，卷扬机式斜吊装系统的采争用，更利于全钞桥统一和协调镰钢箱梁安装顺猛序，满足钢箱拥梁台风期吊装港的各种工况要缓求，减少台风掌期架梁的施工驳风险，社会效弯益和经济效益皂明显。姿1