CN117328367A - 跨海大桥超大超重钢箱梁浮吊整体吊装施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明一种跨海大桥超大超重钢箱梁浮吊整体吊装施工方法，涉及桥梁施工技术领域。主要步骤为：钢箱梁整体吊装吊点选择；钢箱梁吊具的设计与施工；调整箱梁专用吊具，匹配钢箱梁的吊点；试吊装；安全、平稳吊至驳船；驳船运输箱梁至施工点；浮吊船的整体试吊；浮吊整体吊装箱梁至安装支架；顶推设备向边跨顶推箱梁完成边跨施工。本发明在通航水域施工作业时，采用浮吊整体吊装的方法架设超大超重钢箱梁，其施工安全风险小，与支架法、浮脱法施工相比，操作相对简单且精度更容易控制；同时大大提高整体架设效率，航道占用时长大大减少，缩短项目施工工期，大幅减小施工成本。
Description
技术领域
本发明涉及桥梁施工技术领域，尤其涉及一种跨海大桥超大超重钢箱梁浮吊整体吊装施工方法。
背景技术
随着当前社会的不断发展，目前钢箱梁的整体吊装施工方式时近年来新发展的桥梁施工方法，由于其施工速度快，对航道的正常通航影响很小，具有较高的技术和经济效益，在船舶通航量巨大的水域施工拥有极大的应用前景，在相关领域的创新突破能够进一步实现更大的经济价值和前景应用。
同时目前现有的支架法施工无法在低成本的前提下满足海事部门对其净跨高度不小于45m的要求，并且支架也存在和过往船只的碰撞潜在危险，而浮托法施工不仅工艺复杂而且成本投入巨大，安全风险高并会带给公司资金财务状况一定的压力；比较现有施工方式，整体吊装法不仅可以降低投入成本而且安全风险页较低，时十分理想的施工方式，但是整体吊装桥梁节段重量大，无法满足垂直吊装情况下，吊装过程中对其内力的改变很大，严重影响桥梁使用寿命，因此，如何简易进行垂直吊装，同时能够适应各种桥梁断面长度，可以快速、安全、有效的完成跨海大桥超大超重钢箱梁浮吊整体吊装施工，时施工中亟待解决的技术问题。
发明内容
为解决现有桥梁架设技术施工成本巨大，安全风险较大，部分航道施工占用时间长，超大超重钢梁整体吊装时斜向起吊或垂直起吊较为困难，桥梁断面长度多变造成吊具不断改变进而引发的施工成本等问题。因而本申请提出了一种跨海大桥超大超重钢箱梁浮吊整体吊装施工方法，目的在于提出一种跨海大桥超大超重钢箱梁浮吊整体吊装施工方法，旨在克服现有技术问题。
本发明采用的技术方案如下：
本发明一种跨海大桥超大超重钢箱梁浮吊整体吊装施工方法，所述施工方法，包括以下步骤：
步骤1：吊点选择：采取600吨浮吊台吊法进行吊装，选择钢箱梁吊点位置在钢箱梁箱室与翼缘相交处，通过计算钢箱梁吊装时吊点处的支点力，比对浮吊起重参数图表，通过比较计算的反力是否满足表内数值，从而确定具体的吊点位置；
步骤2：吊具的设计与施工：本钢箱梁吊装，通过利用内置带有制动装置滑轮组的吊具横梁，在横梁下设两根销轴连接的钢管斜向支杆与滑轮组连接提供部分竖向力增加吊升重量，通过调节滑轮组间距在竖向上和吊点重合，保证钢丝绳和钢箱梁方向垂直，在滑道轨上制动滑轮组后在两个滑轮中间设置Φ426*10mm的钢管横向支杆做横撑，以平衡吊装时的横向水平力；
步骤3：调整钢箱梁吊具匹配箱梁吊点：根据每个大节段箱梁不同吊点位置设置，调整吊具滑轮组间距以保证垂直起吊钢箱梁，适应钢箱梁偏心问题，并在卡槽放置横撑支杆平衡部分水平力；
步骤4：试吊装：按照正常起吊程序在钢丝绳对号挂好吊钩后，徐徐起吊，在起吊20-30cm时停止起吊，稳定并检查起吊状态及仪表工作情况，根据结构对称性，两个主吊钩仪表读数相等；
步骤5：安全、平稳吊至驳船：提前将运输船舶上的胎架布置完善，在试吊正常完成后，将箱梁放置于运输驳船上的专用胎架上并进行安全固定；
步骤6：驳船运输钢箱梁至施工点：每个钢箱梁在装船后，由手拉葫芦和钢丝绳将梁段与船体牢固的系接在一起，钢丝绳与钢箱梁的端口接触处加入木垫块以防损伤梁段边缘；
步骤7：浮吊船的整体试吊：浮吊船吊机根据钢箱梁的吊点位置调整并进行试吊装，在起吊20-30cm时停止起吊，稳定并检查起吊状态无误后，再继续起吊至安全高度；
步骤8：浮吊整体吊装钢箱梁至安装支架：采用600吨浮吊整体吊装，移至桥位安装支架处就位；
步骤9：顶推钢箱梁完成边跨施工：在安装支架处通过人工控制手动葫芦配合钢丝绳进行精度调整、落桥固定，将钢箱梁顶推至边跨，逐步安装完成边跨施工。
进一步地，吊点位置选在钢梁箱室与翼缘相交处，根据不同的节段钢箱梁，设置不同的吊点位置，确保在整体吊装过程中的钢箱梁整体受力状态和正常工作时的受力状态保持一致，减少偏心受力影响而减少的桥梁正常使用寿命；
进一步地，横梁下设两根销轴连接的钢管与滑轮组连接，销轴材质为40Cr、直径10cm的连接保证可随滑轮组移动而调节两者间距，调节滑轮组间距在竖向上和吊点重合并启用滑轮制动装置，确保钢箱梁垂直起吊；
进一步地，制动滑轮组后在两个滑轮组中间设置Φ426*10mm的钢管横向支杆做横撑，横撑放置于滑轮组侧面的卡槽内并进行固定，确保横撑和滑轮制动装置共同工作，提高吊具整体提升载荷；
进一步地，吊具采用的横梁为圆形半实心钢管可以承担较大荷载运行，在横梁下部设置滑轮专用滑道轨以便于滑轮平稳运行，滑轮组下接吊钩与钢丝绳连接进行钢箱梁吊装；
进一步地，根据每个大节段钢箱梁不同吊点位置设置，调整吊具两滑轮组间距后在卡槽放置横撑钢管，具体步骤如下：
(1)根据待吊梁段吊点位置滑动一侧滑轮在竖向上和其重合，启用滑轮组的制动装置使其固定；
(2)滑动另一侧滑轮与吊点竖向重合，启用制动装置固定；
(3)打开两滑轮侧面卡槽放置横撑钢管并进行固定。
进一步地，将钢箱梁放置于运输驳船上的专用胎架上并进行安全固定，为保证梁段运输途中的安全，每个梁段在装船后，由手拉葫芦和钢丝绳将梁段与船体牢固的系接在一起，钢丝绳与梁段的端口接触处加入木制垫块以防损伤梁段边缘；
进一步地，所述步骤8包括以下子步骤：
(1)桥梁主墩、边墩及辅助墩施工完成；
(2)利用浮吊安装滑移支架和顶推滑移支架；
(3)利用2000t驳船运输带有吊具的钢箱梁至水上施工点；
(4)通过浮吊整体吊装钢箱梁，移至桥位安装支架处。
进一步地，驳船运输钢箱梁至施工点，其在施工点的定位方法具体如下：
(1)采用船舶航行动力自定位方法，采用双车(双螺旋桨、双舵)应对各个方向水流变化，调整舵叶方向，加减主机推进速度，使其抵消各种外力，保持航向和船位不移动。
(2)动力自定位必须具备的几个条件：
①双主机的双桨双舵叶机驾合一、动力大于一般设计船舶；高转速比，采用5：1低转速齿轮箱，受风面积小；
②必须在流不小于2m/s的水域内；
③配备船舶专业操作人员协调配合船舶在水中航行以便在指定位置准确定位；
④定位船舶必须配备卫星导航和雷达相匹配的定位设备。
进一步地，通过人工控制手动葫芦配合钢丝绳(11)进行精度调整、落桥固定，需要利用精密设置的测量监控点，全面控制落桥固定位置点，在钢箱梁顶底板及吊点刻划好纵、横基线，并将其相交的点作为梁段高程、里程及桥轴线偏差的检测点，采用全站仪等测量工具来确定各点的位置，从而控制钢箱梁的最终成桥线形。
本发明的有益效果：
(1)本发明提供一种跨海大桥超大超重钢箱梁浮吊整体吊装施工方法，与支架吊装、浮托法相比，此法操作简单，精度更高。
(2)本发明提高了整体吊装效率，缩短了项目施工的工期。
(3)本发明大大降低了水上作业的施工安全风险，保证施工项目与过往通航船只的安全。
(4)本发明极大降低了施工人员与机械资源的使用，且几乎没有任何辅助材料的投入使用，减少了施工成本；
附图说明
图1：本发明施工方法整体流程图；
图2：本发明吊点设置平面布置图；
图3：本发明吊具平面示意图；
图4：本发明吊具横梁侧面示意图；
图5：本发明整体吊装示意图；
图6：本发明浮吊整体吊装平面布置示意图；
图7：本发明驳船平面示意图；
图8：本发明浮吊吊装边跨钢箱梁示意图
图中：1为吊点、2为钢箱梁、3为吊具横梁、4为滑轮组及制动装置、5为吊钩、6为横向支杆、7为销轴、8为斜向支杆、9为滑道轨，10为浮吊船、11为钢丝绳、12为卡槽、13为边墩、14为顶推滑移支架、15为辅助墩、16为主墩、17为施工栈桥、18驳船、19胎架、20安装支架、21全站仪；
具体实施方式
为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合具体实施例并参照附图，对本发明进一步进行详细说明：
步骤1：吊点1选择：采取600吨浮吊10台吊法进行吊装，选择钢箱梁2吊点1位置在钢箱梁2箱室与翼缘相交处，通过计算钢箱梁2吊装时吊点1处的支点力，比对浮吊起重参数图表，通过比较计算的反力是否满足表内数值，从而确定具体的吊点1位置；
步骤2：吊具的设计与施工：本钢箱梁2吊装，通过利用内置带有制动装置滑轮组4的吊具横梁3，在横梁3下设两根销轴7连接的钢管斜向支杆8与滑轮组4连接提供部分竖向力增加吊升重量，通过调节滑轮组4间距在竖向上和吊点1重合，保证钢丝绳11和钢箱梁2方向垂直，在滑道轨9上制动滑轮组4后在两个滑轮中间设置Φ426*10mm的钢管横向支杆3做横撑，以平衡吊装时的横向水平力；
步骤3：调整钢箱梁2吊具匹配箱梁吊点1：根据每个大节段箱梁不同吊点1位置设置，调整吊具滑轮组4间距以保证垂直起吊钢箱梁2，适应钢箱梁2偏心问题，并在卡槽12放置横撑支杆6平衡部分水平力；
步骤4：试吊装：按照正常起吊程序在钢丝绳11对号挂好吊钩5后，徐徐起吊，在起吊20-30cm时停止起吊，稳定并检查起吊状态及仪表工作情况，根据结构对称性，两个主吊钩仪表读数相等；
步骤5：安全、平稳吊至驳船18：提前将运输船舶上的胎架19布置完善，在试吊正常完成后，将箱梁放置于运输驳船18上的专用胎架19上并进行安全固定；
步骤6：驳船18运输钢箱梁2至施工点：每个钢箱梁2在装船后，由手拉葫芦和钢丝绳11将梁段与船体牢固的系接在一起，钢丝绳11与钢箱梁2的端口接触处加入木垫块以防损伤梁段边缘；
步骤7：浮吊船10的整体试吊：浮吊船10吊机根据钢箱梁2的吊点1位置调整并进行试吊装，在起吊20-30cm时停止起吊，稳定并检查起吊状态无误后，再继续起吊至安全高度；
步骤8：浮吊10整体吊装钢箱梁2至安装支架20：采用600吨浮吊10整体吊装，移至桥位安装支架20处就位；
步骤9：顶推钢箱梁2完成边跨施工：在安装支架20处通过人工控制手动葫芦配合钢丝绳11进行精度调整、落桥固定，将钢箱梁2顶推至边跨，逐步安装完成边跨施工。
参照附图1，作为本发明的进一步改进，步骤8包括以下子步骤：
(1)桥梁主墩16、边墩13及辅助墩15施工完成；
(2)利用浮吊10安装滑移支架20和顶推滑移支架14；
(3)利用2000t驳船18运输带有吊具的钢箱梁2至水上施工点；
(4)通过浮吊10整体吊装钢箱梁2，移至桥位安装支架20处。
参照附图2，作为本发明的进一步改进，吊点1位置选在钢梁箱室与翼缘相交处，根据不同的节段钢箱梁2，设置不同的吊点1位置，确保在整体吊装过程中的钢箱梁2整体受力状态和正常工作时的受力状态保持一致，减少偏心受力影响而减少的桥梁正常使用寿命。
参照附图3，作为本发明的进一步改进，横梁3下设两根销轴7连接的钢管与滑轮组4连接，销轴7材质为40Cr、直径10cm的连接保证可随滑轮组4移动而调节两者间距，调节滑轮组4间距在竖向上和吊点1重合并启用滑轮制动装置，确保钢箱梁2垂直起吊；制动滑轮组后在两个滑轮组4中间设置Φ426*10mm的钢管横向支杆6做横撑，横撑放置于滑轮组4侧面的卡槽12内并进行固定，确保横撑和滑轮制动装置共同工作，提高吊具整体提升载荷。
参照附图3、图4，作为本发明的进一步改进，吊具采用的横梁3为圆形半实心钢管可以承担较大荷载运行，在横梁3下部设置滑轮专用滑道轨9以便于滑轮平稳运行，滑轮组4下接吊钩5与钢丝绳11连接进行箱梁吊装，根据每个大节段钢箱梁2不同吊点1位置设置，调整吊具两滑轮组4间距后在卡槽12放置横撑3钢管，具体步骤如下：
(1)根据待吊梁段吊点1位置滑动一侧滑轮在竖向上和其重合，启用滑轮组的制动装置使其固定；
(2)滑动另一侧滑轮与吊点1竖向重合，启用制动装置固定；
(3)打开两滑轮侧面卡槽12放置横撑3钢管并进行固定。
参照附图5-7，作为本发明的进一步改进，将钢箱梁2放置于运输驳船18上的专用胎架19上并进行安全固定，为保证梁段运输途中的安全，每个梁段在装船后，由手拉葫芦和钢丝绳11将梁段与船体牢固的系接在一起，钢丝绳11与梁段的端口接触处加入木制垫块以防损伤梁段边缘，从而保证梁段运输途中的安全及钢箱梁2的整体性不受到损伤；在驳船18运输箱梁至施工点，其在施工点的定位方法具体如下：
(1)采用船舶航行动力自定位方法，采用双车(双螺旋桨、双舵)应对各个方向水流变化，调整舵叶方向，加减主机推进速度，使其抵消各种外力，保持航向和船位不移动。
(2)动力自定位必须具备的几个条件：
①双主机的双桨双舵叶机驾合一、动力大于一般设计船舶；高转速比，采用5：1低转速齿轮箱，受风面积小；
②必须在流不小于2m/s的水域内；
③配备船舶专业操作人员协调配合船舶在水中航行以便在指定位置准确定位；
④定位船舶必须配备卫星导航和雷达相匹配的定位设备。
参照附图8，作为本发明的进一步改进，通过人工控制手动葫芦配合钢丝绳11进行精度调整、落桥固定，需要利用精密设置的测量监控点，全面控制落桥固定位置点，在钢箱梁2顶底板及吊点1上刻划好纵、横基线，并将其相交的点作为梁段高程、里程及桥轴线偏差的检测点，采用全站仪21等测量工具来确定各点的位置，从而控制钢箱梁2的最终成桥线形。
Claims (10)
1.一种跨海大桥超大超重钢箱梁浮吊整体吊装施工方法，其特征是：所述施工方法包括以下步骤：
步骤1：吊点(1)选择：采取600吨浮吊(10)台吊法进行吊装，选择钢箱梁(2)吊点(1)位置在钢箱梁(2)箱室与翼缘相交处，通过计算钢箱梁(2)吊装时吊点(1)处的支点力，比对浮吊起重参数图表，通过比较计算的反力是否满足表内数值，从而确定具体的吊点(1)位置；
步骤2：吊具的设计与施工：本钢箱梁(2)吊装，通过利用内置带有制动装置滑轮组(4)的吊具横梁(3)，在横梁(3)下设两根销轴(7)连接的钢管斜向支杆(8)与滑轮组(4)连接提供部分竖向力增加吊升重量，通过调节滑轮组(4)间距在竖向上和吊点(1)重合，保证钢丝绳(11)和钢箱梁(2)方向垂直，在滑道轨(9)上制动滑轮组(4)后在两个滑轮中间设置Φ426*10mm的钢管横向支杆(3)做横撑，以平衡吊装时的横向水平力；
步骤3：调整钢箱梁(2)吊具匹配箱梁吊点(1)：根据每个大节段箱梁不同吊点(1)位置设置，调整吊具滑轮组(4)间距以保证垂直起吊钢箱梁(2)，适应钢箱梁(2)偏心问题，并在卡槽(12)放置横撑支杆(6)平衡部分水平力；
步骤4：试吊装：按照正常起吊程序在钢丝绳(11)对号挂好吊钩(5)后，徐徐起吊，在起吊20-30cm时停止起吊，稳定并检查起吊状态及仪表工作情况，根据结构对称性，两个主吊钩仪表读数相等；
步骤5：安全、平稳吊至驳船(18)：提前将运输船舶上的胎架(19)布置完善，在试吊正常完成后，将箱梁放置于运输驳船(18)上的专用胎架(19)上并进行安全固定；
步骤6：驳船(18)运输钢箱梁(2)至施工点：每个钢箱梁(2)在装船后，由手拉葫芦和钢丝绳(11)将梁段与船体牢固的系接在一起，钢丝绳(11)与钢箱梁(2)的端口接触处加入木垫块以防损伤梁段边缘；
步骤7：浮吊船(10)的整体试吊：浮吊船(10)吊机根据钢箱梁(2)的吊点(1)位置调整并进行试吊装，在起吊20-30cm时停止起吊，稳定并检查起吊状态无误后，再继续起吊至安全高度；
步骤8：浮吊(10)整体吊装钢箱梁(2)至安装支架(20)：采用600吨浮吊(10)整体吊装，移至桥位安装支架(20)处就位；
步骤9：顶推钢箱梁(2)完成边跨施工：在安装支架(20)处通过人工控制手动葫芦配合钢丝绳(11)进行精度调整、落桥固定，将钢箱梁(2)顶推至边跨，逐步安装完成边跨施工。
2.如权利要求1所述一种跨海大桥超大超重钢箱梁浮吊整体吊装施工方法，其特征在于：吊点(1)位置选在钢梁箱室与翼缘相交处，根据不同的节段钢箱梁(2)，设置不同的吊点(1)位置，确保在整体吊装过程中的钢箱梁(2)整体受力状态和正常工作时的受力状态保持一致，减少偏心受力影响而减少的桥梁正常使用寿命。
3.如权利要求1所述一种跨海大桥超大超重钢箱梁浮吊整体吊装施工方法，其特征在于：横梁(3)下设两根销轴(7)连接的钢管与滑轮组(4)连接，销轴(7)材质为40Cr、直径10cm的连接保证可随滑轮组(4)移动而调节两者间距，调节滑轮组(4)间距在竖向上和吊点(1)重合并启用滑轮制动装置，确保钢箱梁(2)垂直起吊。
4.如权利要求1或3所述一种跨海大桥超大超重钢箱梁浮吊整体吊装施工方法，其特征在于：制动滑轮组后在两个滑轮组(4)中间设置Φ426*10mm的钢管横向支杆(6)做横撑，横撑放置于滑轮组(4)侧面的卡槽(12)内并进行固定，确保横撑和滑轮制动装置共同工作，提高吊具整体提升载荷。
5.如权利要求1或3所述一种跨海大桥超大超重钢箱梁浮吊整体吊装施工方法，其特征在于：吊具采用的横梁(3)为圆形半实心钢管可以承担较大荷载运行，在横梁(3)下部设置滑轮专用滑道轨(9)以便于滑轮平稳运行，滑轮组(4)下接吊钩(5)与钢丝绳(11)连接进行钢箱梁(2)吊装。
6.如权利要求1所述一种跨海大桥超大超重钢箱梁浮吊整体吊装施工方法，其特征在于：根据每个大节段钢箱梁(2)不同吊点(1)位置设置，调整吊具两滑轮组(4)间距后在卡槽(12)放置横撑(3)钢管，具体步骤如下：
(1)根据待吊梁段吊点(1)位置滑动一侧滑轮在竖向上和其重合，启用滑轮组的制动装置使其固定；
(2)滑动另一侧滑轮与吊点(1)竖向重合，启用制动装置固定；
(3)打开两滑轮侧面卡槽(12)放置横撑(3)钢管并进行固定。
7.如权利要求1所述一种跨海大桥超大超重钢箱梁浮吊整体吊装施工方法，其特征在于：将钢箱梁(2)放置于运输驳船(18)上的专用胎架(19)上并进行安全固定，为保证梁段运输途中的安全，每个梁段在装船后，由手拉葫芦和钢丝绳(11)将梁段与船体牢固的系接在一起，钢丝绳(11)与梁段的端口接触处加入木制垫块以防损伤梁段边缘。
8.如权利要求1所述一种跨海大桥超大超重钢箱梁浮吊整体吊装施工方法，其特征在于：所述步骤8包括以下子步骤：
(1)桥梁主墩(16)、边墩(13)及辅助墩(15)施工完成；
(2)利用浮吊(10)安装滑移支架(20)和顶推滑移支架(14)；
(3)利用2000t驳船(18)运输带有吊具的钢箱梁(2)至水上施工点；
(4)通过浮吊(10)整体吊装钢箱梁(2)，移至桥位安装支架(20)处。
9.如权利要求1所述一种跨海大桥超大超重钢箱梁浮吊整体吊装施工方法，其特征在于：驳船(18)运输钢箱梁(2)至施工点，其在施工点的定位方法具体如下：
(1)采用船舶航行动力自定位方法，采用双车(双螺旋桨、双舵)应对各个方向水流变化，调整舵叶方向，加减主机推进速度，使其抵消各种外力，保持航向和船位不移动。
(2)动力自定位必须具备的几个条件：
①双主机的双桨双舵叶机驾合一、动力大于一般设计船舶；高转速比，采用5：1低转速齿轮箱，受风面积小；
②必须在流不小于2m/s的水域内；
③配备船舶专业操作人员协调配合船舶在水中航行以便在指定位置准确定位；
④定位船舶必须配备卫星导航和雷达相匹配的定位设备。
10.如权利要求1所述一种跨海大桥超大超重钢箱梁浮吊整体吊装施工方法，其特征在于：通过人工控制手动葫芦配合钢丝绳(11)进行精度调整、落桥固定，需要利用精密设置的测量监控点，全面控制落桥固定位置点，在钢箱梁(2)顶底板及吊点(1)上刻划好纵、横基线，并将其相交的点作为梁段高程、里程及桥轴线偏差的检测点，采用全站仪(21)等测量工具来确定各点的位置，从而控制钢箱梁(2)的最终成桥线形。
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