浙江跨海大桥中心起吊专用运架吊船架设70米预应力混凝土箱梁工法.docx
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1、中心起吊专用运架吊船架设70米预应力混凝土箱梁工法(XX大桥局股份有限公司)一、前言随着国民经济的发展,一些跨越大江、大海等特大型桥梁工程项目相继出现,为了减少深水基础的施工,降低工程造价,就对大跨度桥梁提出要求;水上大型专用架梁机械的研制成功,为大跨度、大重量桥梁的预制架设提供了可能。本工法是在原有箱梁预制基础上,结合东海大桥、杭州湾跨海大桥70箱梁起吊、运输及架设的工程实践,经不断研究、探索、总结而形成的。这两座跨海大桥上部结构一般为4、5、6跨一联的70m先简支后连续箱梁,最重达2200吨。该70m箱梁的预制及架设在我国的桥梁建设史上是史无前例的。二、工法特点1、重2200多吨的箱梁采用
2、“小天鹅”号或“天一”号两艘中心起吊的专用运架一体船进行架设,其运输及架设是合理而且经济的,并且具有很高效率;2、 、运输、架设都由专用船完成,可以省去其他船只及机械的投入;3、在运输过程中对箱梁进行临时固定,避免了在运输过程中因船身的不稳造成对箱梁的损坏;4、 具备足够的起吊高度使得在30多米高的桥墩上架设箱梁也是很容易实现的;5、梁架设中采用GPS(全球卫星定位系统)进行测量控制,使得箱梁的架设精度能够达到要求;6、 梁下落到临时支座上后用水平千斤顶进行调整使其精确就位;三、使用范围本工法适用于在满足通航要求的大江、大海上对大型箱梁的起吊、运输及架设。四、施工工艺 工艺流程工艺流程图纵移台
3、车与分栈桥对位、固定(如果有分栈桥)横移台车松顶、临时支座支承,压浆、封锚纵移至出海栈桥端部,再横移到栈桥前端横移台车再次就位、起顶、横移至纵移台车上纵移台车对位、固定横移台车就位、起顶,横移至存梁台座箱梁预制、完成纵横向张拉锁定纵、横移台车,纵移起重船进港、泊锚横移台车从纵移台车上移下,在分栈桥上横移、存梁起重船提升箱梁,绞锚对位墩顶测量放线起重船抛锚定位起锚,离开码头运输箱梁至待架墩跨附近台车返回起吊箱梁,并临时固定拆除临时支座,进行体系转换穿束、张拉负弯矩钢铰线、压浆、封锚湿接头钢筋绑扎、孔道及模板安装、砼浇注、养护安装正式支座(边跨端正式支座架梁前安装)通过微调千斤顶调整平面位置及高程
4、初步对位、松落箱梁墩顶临时支座及微调千斤顶布置(二)起重船简介: 目前可用于大型箱梁水上架设的有扒杆吊和中心起吊船两种。由于中心起吊船具有独特的优势,故下面介绍几种特型吊船的主要性能和指数。1.“小天鹅”号运架梁起重船:它是由XX大桥局集团公司专门研制的,船型为双体自航船型,艉机型船,每个片体设双机双舵桨装置,船艏各设侧推力器一具。船舯向船艉由连接桥相连,起重架设于连接桥上部。如图A、本船主要技术参数:型长: 84m型宽: 46m片体型宽: 16m型深: 5.9m设计吃水: 3.5m满载排水量: 8700t起重能力: 2500t起吊高度: 41m图“小天鹅”起重船结构本船设计成双体船的目的是为
5、了适应简支架设和双悬臂架设,并具备安装预制墩身的功能。架设简支梁时,船体位于桥跨两墩柱之间;架设双悬臂梁或预制墩身时,承台基础包容在起重船两片体开档之间。本船在设计时预留了可改变双体船两片体间间距的功能,间距可根据不同跨度梁的架设在518m间重新设定。本船还可以改装成起重能力为500t的臂杆式起重船。目前,本船两片体间的间距位置设置为14m。B、航行、作业区域本船适应在沿海海域、长江A、B级航区进行起重作业和自航调遣,船舶稳性和船体结构强度满足近海和无限海域拖带调遣要求。C、锚泊系统本船以锚泊定位方式作为船舶施工时移船及定位的主要手段。左右片体艏部设置50t液压锚机各两台,距艏部约21m处设置
6、10t液压横移绞车各一台,艉部设置50t液压锚绞车各两台。锚机和绞车固定在甲板上,用于船舶定位、移位和锚泊。本船还在甲板上设置了4台10t稳索绞车,用于稳定混凝土梁起升过程中由于受外力作用而产生的位移。D、推进系统本船设置4套主推进装置,每个片体两套,采用柴油机-滑差离合器-全回转舵桨推进方案。两片体内侧的柴油机,其自由端通过离合器带动锚泊系统及起重卷扬机的液压泵组。为改善操纵性,在两片体艏部各设置1台电动侧推力器,使起重船在进出墩区时易于操控、定位。E、电站系统本船电站由3台柴油发电机组组成,二大一小,供轮机设备及全船照明用电。大机组为300千瓦,小机组为90千瓦。正常施工作业及航行状态下启
7、动大发电机组,停泊状态启动小发电机组。(2)起重机概况:本起重机安装在双体船的连接桥上部,起重机的起重架顶部距水面高约54m,可将60m或70m混凝土梁体提升至梁顶面距水面41m的高度。起重机作业过程中,起重机的起升和降落,船舶载荷都会相应发生变化,船体浮态随之而变。由于架梁施工需要起重机能准确对位,起落平稳,这就要求船体始终能保持基本正浮状态,因此,起重架布置应按起吊梁中心与起重船浮心一致的原则进行设计,即“船舶中心起吊”方案。船舶中心起吊方案,还有利于有效利用船体排水量,最大限度发挥船体结构能力,使船体规模相对减小,节省投资。本起重机由以下几个主要部分组成:A、起重架B、吊梁扁担C、卷扬系
8、统D、液压系统(三)箱梁的起吊、运输70m箱梁自预制台座经横移、纵移到达分栈桥起吊位置后,采用大桥局集团公司自制的“小天鹅”起重船起吊、运输、架设于桥孔上。逐孔架设。箱梁出海码头位于沈家湾岛的南侧,涨潮时,水流自东向西,退潮时,水流自西向东,且流速较大,尤其栈桥东侧。“小天鹅”吊船位于栈桥西侧取梁。1、“小天鹅”吊船进港取梁“小天鹅”吊船由桥孔位或船厂进入沈家湾箱梁出海栈桥西南侧后,根据码头附近水的流速、风向确定吊船进港方案。图“小天鹅”起重船码头取梁示意图(1)涨潮驶入沈家湾箱梁出海栈桥附近水域,涨潮时,水流自东向西,吊船驶入码头属逆水行船,可利用动力直接缓慢驶入。吊船驶入的过程中,同时将吊
9、船的四个锚分别系于两分栈桥和系缆墩的系缆柱上,通过铰锚绳,使船准确对位,将分栈桥上箱梁吊起。(2)退潮驶入若海水退潮,或受流向、风力影响时,“小天鹅”驶入栈桥停靠于分栈桥靠岸侧分支,将缆绳系于栈桥和系缆墩的系缆柱上,铰锚绳,采用缆绳调整船位,对位,起吊箱梁。吊船在箱梁出海码头准确对位后,吊机松钩,使扁担梁吊杆对准箱梁上预留吊点孔,使吊杆穿过箱梁吊点预留孔,每侧吊点设四根吊杆(吊杆为成品吊索)。落下吊梁扁担距梁顶约10cm,同时将放置在吊船两侧伸缩滑道上的吊梁下扁担推出,使吊梁下扁担推至箱梁吊点正下方。然后由上扁担梁上的卷扬系统将下扁担提升至箱梁底面,将8根吊杆安装于下扁担所设吊杆槽内(吊杆下设
10、镦口),由上扁担梁上的卷扬机收紧下扁担,将吊杆上口螺帽拧紧后松开卷扬机,并将吊船两侧滑道收回,检查吊点后慢慢提升吊梁扁担起梁。吊船起梁后,提升一定高度(吊梁下扁担最低点距分栈桥顶约50cm),即可退船。该吊船装有动力较大的推动器,能克服一定的流速而平稳行驶。退船时根据水流方向的不同,采取不同的方式。()涨潮驶出:保留两分栈桥缆绳不解,其余缆绳解开,吊船利用本船力退出栈桥码头,待吊船退出分栈桥时,将分栈桥上缆绳解开,吊船继续退出逆水退船最好是在退潮或平潮时退船,避免流速过大,造成船舶侧面受水流压力过大,船舶较难平稳行驶。该吊船装有动力较大的推动器,能克服一定的流速而平稳行驶。所以,涨潮在流速不大
11、时,吊船可直接利用动力退出栈桥码头。()退潮驶出:保留两分栈桥缆绳不解,其余缆绳解开,吊船利用本船力、左侧艉部锚的助力及尾部锚绳退出栈桥码头,待吊船退出分栈桥时,将分栈桥上缆绳解开,吊船继续退出并起锚。起锚方案:吊船退至离码头约100m时,由起锚船起锚,并送锚至吊船上。此方案需在锚上设副锚绳,起锚船通过副锚绳顺锚方向起锚,此方案主要有两个好处:a、顺锚方向起锚,克服了锚的抓力,易于起锚;b、通过副锚绳起锚,避免主锚绳在起锚过程中损坏。 “小天鹅”吊船取梁退出栈桥后,船头朝东,将箱梁下落,当箱梁底面距支点约10cm 时停止下落,向设置在船体甲板上的顶升油缸供油,使顶升油缸向上顶起活动承托,顶紧箱
12、梁底面,活动承托顶面设缓冲装置。船上两端支点处反力,每端支点均不超过60t(当每端支点反力超过60t时,油缸自动卸油;反力过小时,油缸自动充油),然后向绑扎托架夹紧油缸内供油,单个油缸夹紧力不大于15t,将箱梁水平固定。2、海上航行“小天鹅”吊船沿南航线航行至待架桥孔位,即从沈家湾码头经大洋山到达桥轴线的西侧,架设西侧A梁,若要架设东侧的B梁,则需通过临时通航孔到达桥轴线的东侧。南航线航行距离较短,但航线船舶较多,航行受到一定程度的影响,航行中需控制航速,航速不超过7节,且注意了望,以确保航行安全。3、吊船海上抛锚定位吊船沿南航线航行至桥中线西侧,距待架桥孔约300350m左右时,先抛下两个艉
13、锚,再利用抛锚船抛下两个艏锚、四个侧锚,锚绳长300450m,以便船体准确定位。吊船前后左右八个锚完全抛好后,将箱梁提升至架设需要的高度,利用铰锚机将吊船铰进桥孔位置,调整锚绳长度,微调定位、对位,将箱梁安放于墩顶临时支座上。利用吊船上的锚机配合,收放锚绳,将吊船退出桥孔位置,然后按照与抛锚顺序相反的顺序,利用抛锚船起锚。逆水停船时船艏抛自救锚。吊船架设桥中线东侧B梁时,吊船在距待架桥孔中心线约300350m左右时,先抛下两个艉锚,余下操作同西侧架梁方法。箱梁架设完成后吊船沿南航线返回箱梁出海码头。图“小天鹅”起重船架梁步骤图(四)箱梁对位 1、控制测量方案(1)平面控制:A、平面首级控制:由
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