港珠澳大桥江海直达船航道桥钢箱梁吊装工艺.docx

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港珠澳大桥江海直达船航道桥钢箱梁吊装工艺

港珠澳大桥江海直达船航道桥钢箱梁吊装工艺

        江海直达船航道桥主桥全长994m，桥型为110+129+258+258+129+110m独柱型三塔整幅钢箱梁斜拉桥，斜拉索采用空间扇形布置，单索面；主梁采用流线型扁平钢箱梁，钢箱梁全宽38.8m，中心线处高度4.58m，设2.5%的双向横坡。

江海直达船航道桥钢箱梁共划分为75个梁段，设15种类型，其中边跨整体吊装段总长143.36米，重约3315T；标准节段梁段长15米，重约322.2T；单节最重梁段为325.6T；合拢段长8.6米，重约179.2T。

    江海直达船航道桥（即通航孔主桥）钢箱梁原设计分为54段小节段钢箱梁，浮吊安装14段（边跨整体段2段，索塔处12段），桥面吊机安装40节段。

由于小节段钢箱梁吊装施工工期长，节段间接缝多，海上现场焊接工作量大，施工质量控制难度加大，斜拉索索力调整困难，成桥前整体抗风稳定性问题比较突出，为加快施工速度，降低施工安全风险，提高功效，保证钢箱梁制作、安装质量，积极响应港珠澳大桥“大型化、工厂化、标准化及装配化”的建设理念，江海直达船航道桥钢箱梁施工采用在加工厂内大块制作、大型驳船水运到施工现场、大型浮吊大节段吊装方案。

钢箱梁吊装施工工艺流程图

    1、临时支架施工

    1.1、临时支架的设计概况

    钢箱梁吊装临时支架分两种：

跨中钢管支架和近塔钢管支架。

其中水中钢管支架形式为支承护筒采用12条直径1.2m，厚度12mm的螺旋钢管，横桥向布置4排，每排间距为5m，纵桥向布置3排，每排间距为5m，横联及斜撑采用直径为0.426m，厚度为6mm的螺旋钢管，横联间间距为8.5m，最底层横联设计标高为+0.5m，每个框架间均设斜撑杆，支撑钢管上面采用3I56工字钢，再在其上铺设5I56工字钢作分配梁。

近塔支架横桥向4条直径0.82m，厚度10mm的螺旋钢管，间距布置为6m、7m、6m，远塔横桥向设置7条直径1.0m，厚度12mm的螺旋钢管，间距布置为3m、3m、3.5m、3.5m、3m、3m，顺桥向间距布置为6.5m、11m、6.5m，沿承台中心线对称布置，整个支架设置四层横联，横联间距为5m~5.5m，支撑钢管上面采用3I56工字钢。

支架布置形式如下图：

　　2、临时支架的搭设工艺

　　2.1、钢管桩施工

　　在承台施工时需要按照图纸预埋近塔柱处钢管桩预埋件，预埋钢筋采用不锈钢筋，再浇筑承台顶层混凝土。

预埋钢板开孔，平面要求水平、平整，钢板底部混凝土必须浇筑密实。

　　测量组按照施工图钢管桩坐标，经复核无误后测量放样出钢管桩平面坐标。

　　水中钢管桩使用振动锤施打入土至设计标高，承台上钢管桩则预先按标高定出钢管长度，并采用1cm厚钢板焊接封盖好钢管桩顶，然后与承台上的预埋钢板焊接，钢管桩周边需焊三角板。

　　采用Ф42.6cm钢管作为横联纵横向连接钢管桩，增强支架的稳定性。

　　施工前制作好横联钢管长度及哈佛接头，用浮吊吊装。

　　注意：

须检查钢管横联焊缝均匀、饱满。

　　2.2、I56工字钢及分配梁安装

　　I56工字钢预先在制作棚中按要求加工好，采用浮吊吊装到钢管桩顶，与钢管桩顶盖板焊接牢固后，再进行其他分配梁的吊装。

　　2.3、支架平台围闭

　　钢管桩及分配梁安装完成后，即进行临时平台搭设。

在支架平台四周围防护栏，在工字钢面和平台四周铺安装网，达到围闭施工要求。

　　2.2、吊装准备工作

　　○1确保施工区域有足够的航道深度，必要时进行疏浚以满足吊装过程大型浮吊的吃水深度，并对浮吊进行全面的性能检测，保证浮吊具备全天候的正常作业能力；○2对现场进行考察，绘制锚图坐标位置，确定合理的抛锚方案，且方案设计考虑风级下限不得低于8级；○3对桥墩里程、支座垫石高程、支座中心等相关参数系统进行复核检查，确保符合设计要求；○4安装支座、三维调控设备，搭设临时支架和完成支撑体系等安装，并完成三维调控设备的调试。

　　2.3、浮吊抛锚定位及检查

　　①浮吊进场定位应按设计的锚位进行准确抛锚定位，测量人员应根据锚位图计算出坐标后带上GPS跟随锚艇为每一个锚抛锚。

在浮吊到达现场离桥大约1公里时，观测天气是否适合抛锚。

如果适合，则根据当时的涨落潮情况确定抛锚方式。

②浮吊在指定位置抛锚就位后现场设置警戒线。

③检查浮吊的扒杆角度、作业半径等参数，以及荷载显示系统的完好性，并通过空载运行进行使用状态的确认。

④检查钢丝绳完好性，如发现损坏，且判断无法满足安全起重的要求，则应立即更换备用钢丝绳。

　　2.4、运输及检查梁段

　　○1结合施工进度，钢箱梁在加工厂按照箱梁分段组合长度进行分批加工○2驳船运输钢箱梁到施工现场后，在指定区域进行抛锚定位。

③钢箱梁运输到位后必须核对梁的编号和朝向，同时对梁体进行外观质量检查，确保编号和朝向正确，梁体质量符合要求后方可进行下一步施工。

　　2.5、连接吊具

　　○1根据待吊装梁段选择相适应的扁担梁。

通过索具、销钉完成吊具的组拼及吊具与浮吊的连接；○2通过销钉和索具，完成吊具与钢箱梁的连接。

　　2.6、试吊检查

　　起吊之前需完成加载和试吊。

采用分级加载方式保证起重船各吊钩同步加载。

缓慢提升吊钩，使钢丝绳逐步收紧，当梁吊起5cm左右后，静止，按操作规程进行全面检查。

　　2.7、实时监控

　　①现场选派责任心强、安全知识全面、现场经验丰富的管理人员，事先组织吊装作业全面监控的培训，同时强调监控人员在遇到安全措施不到位、违章严重等紧急情况下，有权也必须立即下令停止吊装作业。

在施工中，浮吊和临时支架处各设一名监控人员，实施全过程跟踪监控，始终坚持有一名负责生产的项目领导到场全面参与安全监控和总体协调；②通过自动采集系统，实时监测吊装过程中各绳索的受力，确保吊装过程结构应力在设计的安全范围内；③支座对应箱梁位置底板处设置GPS，确保两点相对高程与理论差值不超过20mm。

　　2.8、起吊下落

　　○1在试吊确认无误后，由指挥员发出起吊指令，缓慢起吊保持梁身的稳定。

箱梁在起落过程中应保持水平，纵向、横向倾斜不宜过大；○2箱梁和吊船不得与桥墩发生碰撞；○3起落过程需分级加载，确保结构均匀受力和平稳起吊；○4吊装作业时，风力小于6级，且是高、低平潮期。

　　2.9、初步定位

　　○1根据测量控制线及临时支座位置，缓慢下落箱梁，距离临时支撑1～1.5m位置进行初步定位，偏差控制在10cm以内，然后进行下一步下落；○2下落至支撑体系，进行位置复核，保证位置偏差在5cm以内，然后完全下落；○3完成与临时支架的初连接，然后缓慢松钩，解除吊具的连接销钉，移走浮吊。

此过程中必须加强观测人员与指挥人员的信息沟通，切忌盲目松钩，发生意外。

④定位的同时必须由专人在梁底观察平台对临时支座进行观察。

　　2.10、精确定位

　　○1通过三维调控设备，顶起落在临时支撑结构上的梁段，对梁体段进行调整；○2梁段的精确调位按照先调整高程，再调整轴线（横向），最后调整里程（纵向）的顺序逐步调整；○3梁段精确调位的过程是一个渐近的过程，需专人负责统一指挥，需要反复调整，直至达到设计要求后，由专业焊工立即对箱梁进行焊接施工。

　　2.11、安装拉索及张拉

　　钢箱梁吊装焊接完成后，最后进行中跨合拢段箱梁的吊装焊接施工。

待全桥合拢后，即可进行斜拉索安装和张拉，同时进行索力调整。

　　2.12、临时支架拆除

　　待斜拉索张拉、调索完成后，即可进行支架拆除。

首先对称卸载砂筒，然后进行分配梁和承重梁的吊装拆除，再用浮吊逐个拆除横联。

拆除钢管桩采取振动锤施振拔除的方式：

首先将钢管桩割除至水面上1米左右位置，然后用振动锤逐个拔除，完成水中临时支架拆除。

近塔处支架拆除与水中支架流程一致，近塔处支架钢管拆除采用浮吊吊住钢管桩，沿钢管桩底切割后吊离装船，完成拆除。

　　支架拆除完成后，对承台顶面预埋件进行处理。

先将楔形块混凝土凿除，然后切割露头预埋钢筋，浇筑混凝土并进行表面防腐处理，恢复承台原貌。

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