主桥钢箱梁架设方案最终Word文档格式.docx
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三条港站
历年最高潮位（m）
4.66（1997年）
4.57（1997年）
历年最低潮位（m）
-2.15（1961年）
-2.38（1999年）
最大潮位变幅（m）
6.81
6.95
平均最高潮位（m）
3.37
3.58
平均最低潮位（m）
-1.54
-1.80
平均高潮位（m）
1.86
1.87
平均低潮位（m）
-0.82
-1.15
最大潮差（m）
4.81
5.59
多年平均潮差（m）
2.69
3.07
最小潮差（m）
0.05
0.06
平均涨潮历时
3：
06
4：
54
平均落潮历时
9：
19
7：
31
表1-2流速统计表（单位：
m/s）
时间
测点
涨潮
落潮
最大流速
流向
2003年6月
岸头港上游约1200m
B3-1
2.28
313°
2.20
103°
B3-2
1.93
1.84
128°
2005年2月
桥位处
5
2.04
281°
1.62
94°
6
2.56
309°
1.57
100°
7
1.82
292°
1.40
90°
随着北支径流量的逐年减小，北支上游来沙较少，泥沙主要来自外海。
从历年来实测资料看，一般涨潮含沙量大于落潮含沙量，尤其是大、中潮期。
同时由于风暴潮因潮波能量急剧聚集，掀沙和输沙能力均很大，从海外带入大量的泥沙，将会对河道地形产生剧烈变化。
北支河段悬沙主要由粉砂组成，悬移质最大中值粒径为0.023mm，最小中值粒径为0.005mm。
床沙组成以粉砂和极细沙为主，细沙所占比例较大，抗冲刷能力不强。
全潮测验时最大中值粒径为0.080mm，最小中值粒径为0.025mm。
北支分泄长江的径流甚少，其水体中的含氯度要比南支高得多。
枯季北支三条港处含氯度一般可以达到16000mg/l，青龙港处的含氯度也高达14000mg/l，有从下至上逐渐减小的特点。
北支青龙港、三条港等测点的含氯度高值出现时间与大潮相对应，低值出现时间与小潮出现时间基本一致。
1.2.3航运
北支是沟通上海和苏南地区与苏北南通、启东、海门等地的水上通道。
由于北支河槽淤浅，目前仅能通航500t级以下的货船，已成为候潮通航航道。
根据航道部门的长江干流航道发展规划，近期（2010年）航道治理目标是：
北支航道通航500～1000t船舶。
1.3施工总体规划
本方案编制是基于指挥部取消了钢箱梁大节段现场拼装后吊装的方案，并于2009年7月在南京召开“崇启大桥主桥钢箱梁架设和施工控制总体技术方案”评审会的基础上编制完成的。
1.3.1节段划分和重量统计
根据主桥跨度、钢箱梁结构设计（不改变小节段划分）、起重船起吊性能参数等因素，将全桥钢箱梁分为6×
2=12个大节段钢箱梁。
其分段情况见图1-4及表1-3。
由于南岸施工水域较浅，所以最小的VI段设定在崇明侧。
图1-4钢箱梁分段图
表1-3钢箱梁节段参数表
梁段编号
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
Ⅵ
梁段长度（m）
146.8
185
55.6
梁段数量（节）
2
单块梁段重量（t）
1668.9
2253.9
2123.3
2153.4
2206.4
451.6
注：
单块梁段重量含焊接重量。
1.3.2总体施工工艺流程
钢箱梁架设施工工艺流程见图1-5
起吊系统的加工
图1-5钢箱梁大节段架设施工工艺流程图
1.3.3大节段安装顺序
大节段钢箱梁在工厂制作并预拼装后，运梁船运至安装现场，选择风力较小（不超过6级）的白天，在高潮位平潮时，采用2艘起重船抬吊（Ⅵ节段只用一艘起重船），起重船与运梁船均停在上游，先吊装下游幅后吊装上游幅，由北岸向南岸逐段吊装。
其吊装顺序见图1-6。
由于最后一跨梁段吊装完成后，上游航道不能保证起重船顺利退场所以吊装最后一跨梁段时，起重船应在下游抛锚定位，其方式与上游抛锚定位相似。
图1-6钢箱梁大节段安装顺序
1.3.4施工期结构体系
1.3.4.1节段间支撑系统
大节段钢箱梁吊装时，除Ⅰ号节段支撑在两个主墩上外，其余节段均一端支撑在主墩上，另一端则支撑在已装梁段上（即节段间的支撑），即：
在待装梁段接口顶板上设置牛腿，在已装梁段接口顶板处设置临时支座，吊装时牛腿搭接在临时支座上，起到支撑及精确调位作用，节段间支撑系统（牛腿支撑系统）详见图1-7。
图1-7牛腿支撑系统布置图
牛腿支撑系统由牛腿结构（图1-8）、临时支座（图1-9）、千斤顶搁置点等组成。
图1-8牛腿结构图
图1-9牛腿支撑系统临时支座结构图
1.3.4.2墩顶支撑系统
利用墩顶的永久支座作为大节段的搁置点，为了满足调位及温度效应，永久支座上设四氟滑板及钢垫板，通过钢垫板调整钢箱梁的高程，为了保证钢箱梁表面不受损伤，在钢箱梁搁置底板设25mm厚的橡胶垫，其布置详见图1-10。
图1-10墩顶支撑系统布置图
1.4施工总体周期安排
梁段架设周期从2010年5月中旬开始准备阶段至2010年12月下旬架设完成阶段约半年多时间，施工总体周期安排详见《附录1：
梁段架设施工进度计划》。
安装计划的制定主要依据崇启桥A3标提供的供梁计划完成。
2钢箱梁吊装方案
2.1钢箱梁吊装总体方案
由于桥位处临近长江入海口，常年大风天气较多，台风影响较为严重，为降低施工风险，减少钢箱梁架设时间，钢箱梁采用大节段吊装。
根据国内现有起重船的起重能力及钢箱梁制造运输能力，钢箱梁采用满足本桥最大跨度（185m）要求进行大节段架设。
主跨钢箱梁小节段（设计节段）在工厂制作并焊接成长度为146.8m、185m、55.6m、的大节段后，运梁船运至安装现场，用大型起重船由北岸侧向南岸（即从Ⅰ~VI号梁段）、先下游后上游（VI梁段先上游后下游）逐段吊装。
Ⅰ～Ⅴ五块梁段采用32个吊点，2艘起重船抬吊安装；
Ⅵ梁段采用16个吊点，1艘起重船吊装。
为满足Ⅲ号梁段定位要求，Ⅰ、Ⅱ号梁段吊装时须向岸侧预偏一定距离。
架设时，Ⅰ～Ⅴ号梁段按设计纵坡吊装及就位，Ⅵ号梁段靠岸侧一端则预抬一定高度吊装及就位。
大节段梁段根据安装坡度（纵向倾斜度）装船运往施工现场，吊装时采用2艘起重船同坡度起吊（Ⅵ号梁段一艘起重船起吊），通过导向装置及牵引装置搁置位于墩顶的永久支座及已装梁段的临时支座上，在温差变化较小的时段内，通过三向调位千斤顶进行梁段平面位置及高程的精确调整和监测。
当全部梁段间接缝栓焊完成后，卸载临时支座以实行支撑体系转换到永久支座。
2.2钢箱梁吊装设备
钢箱梁大节段最大吊重约2600t（自重+施工荷载），最大吊高约44m（吊装时水位高程0m）。
根椐梁段的最大起吊重量、吊幅及吊高等要求，选用2200t+1600t2艘起重船抬吊。
2200t起重船（见图2-1）及1600t起重船（见图2-2）的主要性能分别见表2-1、表2-2。
图2-1振浮5号2200t起重船
表2-12200t起重船性能参数表
总长（m）
总宽（m）
型深（m）
设计吃水（满载）（m）
94
40
7.8
4.5
起重性能
吊臂倾斜角度（°
）
63
60
55
50
45
荷重（t）
2200
1750
1370
船首到吊钩中心距（m）
43.1
47.4
55.2
60.4
65.3
起升高度（水面以上）（m）
84.6
82.1
76.5
72.8
68.7
图2-2振浮6号1600t起重船
表2-21600t起重船性能参数表
98
38
7.2
4.0
1600
1280
1020
840
47
58
65
72
108
105
100
88
2.3钢箱梁吊索具及吊点设计
2.3.1钢箱梁吊索具
大节段钢箱梁抬吊时，吊钩存在不同步性，造成各吊点受力不均衡，影响吊装安全，为了消除安全隐患，在吊架与吊耳连接的吊索间设置滑车组，通过吊索的自动滑移，保证各吊点均衡受力，根据吊装要求的需要也可进行少量的纵倾角度的调整（调整值不得大于200mm）。
自平衡吊索具系统主要包括：
吊索、吊架、滑车及拉板等。
吊装布置见图2-3。
为了保证吊装作业的绝对安全，吊索自平衡系统中滑车组及拉板部分在吊装施工前需进行1.25倍载荷的试拉试验。
图2-4是日本临海大桥自平衡吊装案例，图2-5是日本门崎大桥2艘起重船自平衡抬吊案例。
图2-3自平衡吊装布置图（图中尺寸单位：
cm）
图2-4日本临海大桥自平衡吊装
图2-5日本门崎大桥2艘起重船自平衡吊装
为了保证吊耳的孔径满足吊装要求及吊索弯曲折减要求，在吊耳与吊索间设拉板构件，拉板结构见图2-6，其数量为32套。
为了限制吊装时吊耳横向水平受力，设压杆式吊架，1600t起重船配备吊架1，2200t起重船配备吊架2，吊架结构见图2-7。
图2-6拉板结构图（图中尺寸单位：
mm）
a）吊架1（应用于1600t起重船）
b）吊架2（应用于2200t起重船）
图2-7吊架结构图（图中尺寸单位：
吊装用吊索拟选用型号为型号为8×
61（ab纤维芯）-1870的钢丝绳，吊索1、吊索5的构造为：
一端为开式接头，另一端为闭式接头，挂好索后，开式与闭式接头用销轴连接（即双索），其构造图如图2-8所示；
其余吊索构造为：
两端为冷挤压接头，直接挂在吊钩或者销轴上，其构造图如图2-9所示。
吊索编号如图2-3，吊索参数如表2-3。
表2-3吊索参数表
吊索类型
直径
（mm）
型号
长度（m）
额定荷载（t）
最大荷载（t）
数量（根）
吊架1
吊索1
φ112
8×
61（ab纤维芯）
33
93.8
89.7
4
吊索2
φ80
29
47.9
45.4
8
吊索3
30
吊索4
134
吊架2
吊索5
φ120
107.7
103.9
吊索6
φ86
52.4
吊索7
吊索8
1．吊架1应用于1600t起重船，吊架2应用于2200t起重船；
2．吊索1、吊索5——连接吊钩与吊架；
吊索2、吊索6——连接吊架与两侧滑轮组；
吊索3、吊索7——连接吊架与中间滑轮组；
吊索4、吊索8——连接吊架与钢箱梁。
3．额定荷载按P·
f/n取值。
式中：
P——钢丝绳最小破断拉力；
f——根据钢丝绳直径与连接销轴直径之比取值，均取0.7；
n——安全系数，取6。
4．最大载荷按W·
a·
b·
c取值。
W——单个吊点起吊重量；
a——动载系数，取1.05；
b——不均匀系数系数，取1.05；
c——富裕率，取1.05。
5．吊索1和吊索5的构造为浇铸接头方式；
吊索2、吊索3、吊索4、吊索6、吊索7和吊索8的构造为冷挤压接头。
图2-8浇铸接头构造图（图中尺寸单位：
图2-9冷挤压接头吊索构造图（图中尺寸单位：
每一组吊索的缠绕方式见图2-10。
图2-10吊索缠绕方式示意图
自平衡滑车结构见图2-11，其数量为24套。
图2-11自平衡滑车结构图
2.3.2吊点设计
根据大节段梁段的重量、长度参数起重船的性能，Ⅰ～Ⅴ号梁段布置32个吊点供2艘起重船抬吊，Ⅵ号梁段布置16个吊点供一艘起重船（1600t）吊装，梁段吊装示意图见图2-12，各梁段吊点布置见图2-13。
每个吊点布置1个吊耳，吊耳构造设计为耳板穿过箱梁顶板及腹板并与之焊接，吊耳结构形式见图2-14。
吊耳的加工及焊接在钢箱梁制造厂完成。
图2-12185m大节段吊装示意图
图2-13大节段吊耳布置图
图2-14吊耳结构图
1．设计载荷
吊耳以185米箱梁段作为设计荷载。
采用有限元程序，模拟吊装过程进行分析计算，可得1600t起重船吊索力为90.83t，2200t起重船吊索力为105.3t。
为了安全起见，以105.3t作为吊耳设计的标准值，吊装时取2.0的不平衡系数，则每个吊点最大力为2106kN，取2150kN计算。
2．吊耳结构验算
吊耳起吊重量按2150kN考虑，采用单耳板结构。
吊耳结构按《水利水电工程钢闸门设计规范》（DL/T5039—95）附录K计算。
销轴采用调质处理的40Cr合金结构钢，
，
销轴跨度按300mm考虑，需要销轴截面积
，取直径
销轴弯矩
销轴
;
吊耳板采用
钢，局部紧接承压条件
，孔壁抗拉
耳板厚度
，取
吊耳孔壁拉应力
式中
，满足要求。
2.4吊装设备起吊能力检核
2.4.1吊重核算
2.4.1.1吊重计算
1．梁段重量
根据表1-1中梁段的重量统计，取最重的梁段II进行吊重复核计算，即G1=2254t（含焊接重量）。
2．临时加固重量（吊耳、接缝处荷载及支座处加强等荷载）
吊耳重量：
2.131t×
32=68.192t；
接缝处荷载重量：
41.990t；
牛腿重量：
46.334t
支座处加强重量：
4.772t
则G2=68.192+41.990+46.334+4.772=161.3t。
3．吊索具重量
吊索具包括吊架（2个）、滑轮组、拉板系统，重量分别为98.6t（49.3t×
2）、48t（2t×
24）、57.6t（1.8t×
32）。
总重量为204.2t，即G3=204.2t。
4．吊索重量
吊索重量按照巨力集团产品目录中提供的8×
61类纤维芯绳的重量进行计算，直径为φ80、φ86、φ112和φ120钢丝绳的参考重量分别为22.8kg/m、26.3kg/m、44.7kg/m和51.3kg/m。
直径为φ80的钢丝绳记做I类钢丝绳，其长度用L1表示；
直径为φ86的钢丝绳记做II类钢丝绳，其长度用L2表示；
直径为φ112的钢丝绳记做III类钢丝绳，其长度用L3表示；
直径为φ120的钢丝绳记做IV类钢丝绳，其长度用L4表示；
L1=L2=906.8m；
L3=L4=134m；
则，吊索重量如表2-4所示
表2-4吊索重量表
钢丝绳线密度（kg/m）
绳长（m）
重量（kg）
I型
22.8
906.8
20675.04
II型
26.3
23848.84
III型
44.7
5989.8
IV型
51.3
6874.2
总重量（kg）
/
57387.88
吊索接头重量按7t考虑，则
吊索总重量G4=57.4t+7t=64.4t
5．风载荷
梁段顶板面积
A=16.1×
185=2978.5m2
梁段倾角按5º
来考虑。
按照6级风考虑，其最大风速为13.8m/s，风压为0.23KN/m2。
风载荷标准值
其中
——高度z处的风振系数，取2.03；
——风荷载体型系数，取0.6；
——风压高度变化系数，按照起吊高度为50m考虑，取2.04；
——基本风压（kN/m2），即0.23KN/m2。
（以上公式来源于《建筑结构荷载规范GB50009-2001》）
计算得
=0.57KN。
则
风载荷
G5=
A=0.57×
2978.5×
sin5º
×
cos5º
/10=14.7t
6．其他未知载荷
其他未知载荷（油漆、平台、除湿机等）G6按100t考虑。
综上，185m大节段总吊重为：
G=G1+G2+G3+G4+G5+G6
=2254t+127t+204.2t+64.4t+14.7t+100t
=2764t
146.8m大节段总吊重为：
=1659t+127t+204.2t+64.4t+11.7t+100t
=2166t
2.4.1.2起吊能力复核
采用1600t+2200t起重船组合抬吊，梁段重心至起重船距离、起吊载荷和起重船额定载荷如表2-5所示。
表2-5起重船载荷表
梁段
起重船类型
梁段重心至吊钩（m）
分配荷载（t）
折减后荷载（t）
185m
振浮6号（1600t）
52.8
1276
1280.0
振浮5号（2200t）
45.3
1488
1760.0
146.8m
45.43
687.6
21.87
1428.4
折减后载荷按Wn取值
W——起重船的最大起重量；
n——折减系数（2艘起重船抬吊），取0.8。
如表所示，起吊185m大节段时两台起重船的起吊载荷均小于其折减后载荷；
起吊146.8m大节段时两台起重船的起吊载荷均小于其折减后载荷。
表明1600t+2200t组合起重船单机起吊能力均能够满足梁段吊装要求。
按照长大公司提供的日本标准进行起吊能力复核见表2-6。
表2-6起重船载荷表（按日本规范）
146.8m梁段
185m梁段
备注
大节段长度（m）
W0架设节段重量
1659
2254
W1附属、添加物重量
W2焊缝涂装重量
W3临时设施器材重量
127
加固
Σ
W0～W3
1786
2381
W4吊索具重量
269
2055
2650
W5不均等荷载（重心移动）
51
重心误差按照1m考虑
2106
2704
α
5%
按照5%考虑
W6富裕荷载
105.3
135.2
合计（t）
2211
2839
185m
1311
1360
1528
1870
146.8m
718.5
1492.5
起吊146.8m大节段时两台起重船的起吊载荷均小于其折减后载荷，表明1600t+2200t组合起重船单机起
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