大跨度鋼結(jié)構(gòu)景觀橋安裝技術(shù)

1、大跨度鋼結(jié)構(gòu)景觀橋安裝技術(shù) 【】 The landscape bridge with steel structure is attractive in shape， strong in spanning ability and has good landscape effect. Therefore， the construction of long-span steel truss arch bridge has a good prospect in the future. This paper takes the long span steel structure landscape br

2、idge in southern bund as an example， the construction steps， details and key technologies in the installation of long span steel structure bridge are introduced. The construction and completion of the steel structure are guaranteed， which provides experience for the construction of similar projects.

3、 【 Keywords】large span ；support ；lifting；positioning 1 工程概述 南外灘大跨度鋼結(jié)構(gòu)景觀橋位于徐匯區(qū)龍華港匯入黃浦江 呈喇叭型的入口處，河口寬度 50m- 110m。鋼橋主梁采用雙孔全 鋼全焊接桁梁組合結(jié)構(gòu)，橋總長 82.5 m +82.5m=165m 。鋼桁梁 橋為兩層結(jié)構(gòu)，上層為寬度25m的機動車道，下層為寬度13.7m 10.1m的非機動人行通道，層高為 10.5m5.88m,總重量約 3220t。鋼橋南北兩側(cè)均采用一聯(lián) 90m預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)箱梁。由于 該鋼橋造型獨特、 氣勢恢弘， 與黃浦江對岸的上海世博園區(qū)建筑 交相輝映，因此徐匯區(qū)政

4、府將濱江大道的鋼結(jié)構(gòu)橋工程確定為與 世博會配套的特殊景觀工程。 2 鋼橋安裝的總體設(shè)想 本鋼橋由工廠制作， 施工單位現(xiàn)場進行安裝。 為使鋼橋安裝 后線型光順，質(zhì)量符合要求，安裝總體思路如下：現(xiàn)場各分段定 位時，其相對標(biāo)高、起拱尺寸、分段之間的間隙，必須嚴(yán)格與制 造廠總裝胎架上的相應(yīng)參數(shù)相同。 即現(xiàn)場安裝后的鋼橋， 理論上 應(yīng)還原鋼橋在制造廠總裝胎架上的線型。 1 3 鋼橋安裝工程的特點和難點 鋼橋分段尺寸和重量大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、對接難度大。本鋼橋 主受力構(gòu)件為雙榀鋼桁架結(jié)構(gòu)， 分段對接時，除上下弦桿 4 組外， 尚有 2 組斜桿和 2 組上下橋面結(jié)構(gòu)系統(tǒng)， 對接分段稍有歪斜， 便 會引起桿件中心偏

5、離和對接縫超寬現(xiàn)象 2?，F(xiàn)場水、陸域情 況復(fù)雜。現(xiàn)場安裝區(qū)域陸上有龍華港和船塢 2 個水域，地下有 M7號軌道交通線2條穿越，龍華港和船塢還有防汛墻包圍，龍 華港水域嚴(yán)重淤積需要挖泥， 這些都給臨時支撐的設(shè)置和起重船 定位和錨泊帶來嚴(yán)重困難和風(fēng)險?，F(xiàn)場為黃浦江主航道水域， 江面狹窄。安裝現(xiàn)場的黃浦江寬度僅為 350m左右，而起重船工 作時，需橫向錨泊， 為盡量減小吊裝作業(yè)對黃浦江水域交通帶來 的影響，海事部門提出了每天全封航時間不能超過 2h 的苛刻要 求。由于地形限制，有超過半數(shù)分段不能實施雙鉤吊裝。單鉤 吊裝對重心位置正確性有很高要求，否則水平姿態(tài)的控制不好， 構(gòu)件就位變得十分困難，特別是

6、對長度達(dá)到40m以上構(gòu)件。 4 吊裝前現(xiàn)場必須實施的幾項特殊工藝措施 根據(jù)以上特點和難點分析， 吊裝前必須做好以下幾項特殊工 藝措施。 4.1 現(xiàn)場水域的清淤和防汛墻加固 吊裝現(xiàn)場龍華港河口因常年回淤， 退潮時基本露出灘涂。 經(jīng) 測量實際河床泥面高程為土 0.001.5m,根本無法滿足起重作業(yè) 船吃水要求，必須進行大范圍清淤工作。另外，由于清淤深度和 位置均達(dá)到了防汛墻根基的臨界位置以及涉及到地鐵M7號線復(fù) 蓋層厚度， 從而危及防汛墻和軌道線安全， 在安裝前采取清淤和 防汛墻加固，做法為：距南端防汛墻7m處打12m長4#鋼板樁105 根，入土深度9m,防汛墻與鋼板樁之間回填土高度 +3M鋼板樁

7、 上端圍檁處設(shè)置間距1.52.0m規(guī)格為 巾32X 10M拉桿，與陸上 基礎(chǔ)進行錨固。 4.2 水位的監(jiān)測 由于清淤深度勉強達(dá)到了起重船最低要求水深, 為了保證起 重船作業(yè)安全, 在現(xiàn)場水域設(shè)立了水位標(biāo)尺。 水位標(biāo)尺可以指示 起重作業(yè)時的水深, 提醒起重船船長在退潮時水深達(dá)到臨界船舶 吃水時提前停止作業(yè)撤離現(xiàn)場。 5 安裝方案的實施 5.1 分段劃分和起重船選擇 根據(jù)現(xiàn)場施工條件和現(xiàn)有船機設(shè)備, 作了多個分段吊裝的方 案。我們主要根據(jù)以下幾個因素，對方案進行了篩選：分段的 劃分應(yīng)滿足鋼橋的結(jié)構(gòu)特點和節(jié)點要求。 分段的長度應(yīng)滿足現(xiàn) 場軌道交通和防汛墻對臨時支撐設(shè)置位置限制的要求。 分段重 量應(yīng)滿

8、足現(xiàn)有起重船的起重特性要求。 起重船主尺度應(yīng)滿足現(xiàn) 場水域的特殊要求，并對黃浦江航道影響為最小。 根據(jù)以上要求， 最終選擇了將主橋分為 5 個階梯型分段的安 裝方案， 每個分段重量控制在 1000t 以內(nèi)， 采用一艘 1000t 起重 船進行單鉤或雙鉤吊裝。起重船選用秦航工 68#，該船 的技術(shù)參數(shù)如下：主尺度 Lx bx dx d （長x寬x型深x最大 吃水）=78mK 30mx 5.6mx4.2m;主鉤吊重 550t x2,副鉤吊 重130t x 2；本工程起重船最大工作吃水 4m。 5.2 分段安裝的順序和起重船現(xiàn)場布置 一般情況下， 分段吊裝的順序均為先中間后兩側(cè)， 這有利于 減小分段

9、的偏位和構(gòu)件就位， 但是本工程中， 由于起重船在吊裝 最南側(cè)分段時， 由于偏角太大， 導(dǎo)致起重船吊臂將要與先安裝完 的南側(cè)第二分段鋼橋翼緣相碰， 所以只能采用分段依次從南側(cè)到 北側(cè)的吊裝方案， 除了中間分段和北 2段因起重船與分段正交可 以采用雙鉤吊裝外， 其余分段與起重船偏角過大， 只能采用單鉤 吊裝方案。分段重量 570t 和 590t 均已超過起重船單鉤 550t 額 定起重量，所以我們另外配置了一只起重量大于 590t 的回轉(zhuǎn)吊 鉤。 5.3 分段臨時支撐的設(shè)置 考慮到鋼橋分段重量較大， 有大部分支撐設(shè)于水域部分， 同 時為了減少支撐對軌道交通線和防汛墻影響， 所以臨時支撐全部 采用了

10、樁基方案。 3 臨時支撐共有三種形式： 第一種位于陸域部分， 采用的是鉆 孔灌注樁上設(shè)置砼承臺支承方式。 第二種位于龍華港內(nèi)， 采用的 是鋼管樁上設(shè)置鋼平臺的支承方式。鋼管樁由于上部懸臂較大， 安裝過程中頂部有可能發(fā)生水平位移， 所以每根鋼管樁頂部之間 設(shè)置了桁架型支撐。 第三種是鋼砼混合式、 位于跨騎在防汛墻上 的臨時支撐，其中陸域為鉆孔灌注樁，水域為鋼管樁，頂部再澆 筑砼承臺。承臺頂標(biāo)高根據(jù)該位置鋼橋下弦桿底標(biāo)值和吊裝時所 用鋼墊墩高度綜合考慮后確定。 臨時支撐的鉆孔灌注樁和鋼管樁經(jīng)過了詳細(xì)設(shè)計和計算。 其 中鉆孔灌注樁直徑為 巾1000，樁長有36m 41m 46m和56m多 種規(guī)格，鋼

11、管樁的規(guī)格為 巾800X 12X 37m 5.4 測量和放線 測量和放線對于鋼橋安裝位置的正確、 線型的光順有特別重 要作用， 并做了如下工作： 多次去鋼橋制作廠家對分段中心線 做出標(biāo)記，對分段長度、橋梁全長進行復(fù)測，同時對臨時支撐處 橋面標(biāo)高進行測量、記錄數(shù)據(jù)，為現(xiàn)場安裝提供監(jiān)控資料。對 現(xiàn)場 3 個永久支墩間距， 中心線位置和標(biāo)高反復(fù)核實， 并根據(jù)制 造廠鋼橋誤差修正了盆式支座安裝位置， 使之達(dá)到規(guī)范允許的偏 差值。在施工現(xiàn)場兩端引？蟶希？放出了鋼橋上、下層的安裝中 心線和確定了測量儀器擺放位置。在現(xiàn)場臨時支撐的承臺上， 放出了不同位置鋼橋下弦桿橫向中心線和縱向支承中心線， 為安 裝用鋼墊

12、墩正確設(shè)置提供依據(jù)。 5.5 主要分段吊裝和合龍用附屬件的配置 吊耳設(shè)置。 根據(jù)吊耳受力大小和主桁架上弦桿的結(jié)構(gòu)， 每 個分段在鋼橋上弦桿位置設(shè)有 4組吊點，每組吊點設(shè) 2 個吊耳， 位置正對上弦桿橫截面處兩塊主腹板上方。 吊耳縱向位置確定的 原則是：對于雙鉤吊的分段，要求吊索受力分配不要差異太大； 對于單鉤吊的分段， 吊耳離重心位置盡量一致， 以確保起吊后分 段處于水平狀態(tài)，有利于分段就位。為此，吊裝前應(yīng)精確計算重 心的實際位置?；剞D(zhuǎn)單鉤的配置。由 5.2節(jié)所述，由于部分分 段要進行斜吊， 且重量已經(jīng)超過起重船單鉤額定負(fù)載， 所以本安 裝工程應(yīng)配置一個負(fù)載大于 590t 的回轉(zhuǎn)單鉤，經(jīng)綜合考

13、慮后， 決定此回轉(zhuǎn)單鉤額定負(fù)載為 750t 。該單鉤上部設(shè)置 2組吊點， 通過尼龍吊帶分別與起重船的 2 只主鉤相連后，由主鉤進行升 降。添置的回轉(zhuǎn)單鉤由專業(yè)廠設(shè)計制造， 并在正式分段吊裝前成 功地進行了負(fù)載試驗，最大試驗載荷達(dá)到了 950t。U型鋼墊墩 的配置。鋼梁分段安裝時，桁架下弦桿要通過 U型鋼墊墩擱置在 臨時支撐的承臺上，然后進行鋼梁分段三維方向的位置調(diào)整。 4U 型鋼墊墩應(yīng)與承臺上表面預(yù)埋鋼板焊接固定，防止吊裝過 程中鋼墩傾覆發(fā)生事故。 與分段吊耳設(shè)置相似， 每個分段在下弦 桿兩端位置設(shè)有 4 組鋼支撐， 每組有 2 個鋼墊墩， 位置正對下弦 桿橫截面處兩塊主腹板下方。 另外， 在

14、每組外側(cè)的鋼墊墩側(cè)面還 設(shè)有千斤頂支架一個， 以利分段就位時橫向位置的調(diào)整。 分段 合龍用定位附件的設(shè)置。 為了確保合龍后分段之間相對位置和大 接縫寬度嚴(yán)格與制造廠在總裝胎架上的數(shù)據(jù)一致， 我們設(shè)計和制 作了分段合龍用定位附件。 每組附件的組成有： 30t 千斤頂 1 個， 千斤頂支架 1 個，合龍用擋塊 1 對，定位板 2 副。合龍用定位附 件設(shè)置在相鄰兩個分段的上、下弦桿之上表面上，共 4 組。定位 板分成兩部分， 分別位于進行合龍的兩個分段上。 每副定位板之 間，夾有4cm厚鋼板，目的是留出焊縫以利焊接（焊接前抽出厚 鋼板）。定位板相緊貼鋼板上還開有巾38孔2個，作為現(xiàn)場定 位時打入定位

15、銷和上緊螺栓之用。 合龍用擋塊則作為頂升千斤頂 的著力點。 定位板和擋塊必須成對制作， 并在分段出廠前在總裝胎架上 焊妥。由于定位板對于保證分段接縫間隙和防止大接頭錯位起到 重要作用， 所以分段出廠前應(yīng)專人詳細(xì)檢查， 確保其安裝位置的 正確。 5.6 黃浦江臨時封航 由于現(xiàn)場安裝地處黃浦江水域，江面狹窄，來往船只很多， 這對吊裝作業(yè)帶來很大影響， 與海事部門多次協(xié)商結(jié)果， 只同意 全圭寸航時間不超過2h。為此，我們米取了以下措施來滿足海事 部門的苛刻要求：在基本滿足起重船移前和定位要求前提下， 盡量縮短錨纜伸入黃浦江長度。 起重船在正對碼頭從駁船吊取 分段時對航道影響最大， 應(yīng)以這個時間段用為

16、突破口， 縮短時間。 為此起重鋼絲繩的更換、 索具和卸扣搬運等準(zhǔn)備工作不在此時間 段內(nèi)進行， 生扣時增配較多人力加快速度。 起重船大部時間回 避在龍華港出口水域，盡量不使用江心纜繩。 5.7 鋼橋分段的吊裝和定位 5.7.1 分裝吊裝時間的選擇 本工程分段吊裝時間為 11 月中旬，由于種種原因造成現(xiàn)場 水深條件不理想， 所以吊裝時間選擇在高平潮時間段進行， 要求 在高潮前 2h 起重船做好各項準(zhǔn)備工作。如吊索生扣、鋼梁調(diào)平 等，然后迅速等待擇機進點。 5.7.2 鋼橋分段的吊裝和定位技術(shù) 5.7.2.1 分段吊裝 分段吊裝由專職起重指揮負(fù)責(zé)， 本安裝工程現(xiàn)場共設(shè)置 2 名起重指揮，其中 1 人

17、為構(gòu)件安裝指揮， 另 1 人為起重船指揮。 當(dāng)執(zhí)行某動作時， 由構(gòu)件安裝指揮通過起 重船指揮向起重船操作工發(fā)出指令。分段吊裝時應(yīng)注意以下問 題：主鉤生扣時應(yīng)用索具鉤進行，并應(yīng)檢查鋼絲繩、工屬具完 好性，有缺陷的嚴(yán)禁使用。起駁時大鉤動作應(yīng)緩慢，使鋼絲繩逐 步拉緊受力。分段吊離駁船甲板 1020cm后，應(yīng)對吊耳索具再 次檢查，確認(rèn)安全后方可正式起吊。起重船移船時，船上人員 要加強水域 ?t 望，注意錨纜松緊和附近水域其他船舶動向。此 時海事部門巡邏船應(yīng)全力配合做好黃浦江臨時封航工作。 移船 動作必須緩慢，錨機操作人員應(yīng)加強配合，防止船舶急移急停， 造成吊裝構(gòu)件搖晃。 5.7.2.2 分段定位 分段

18、定位分為初步定位和精確定位。初步定位由起重船進 行，應(yīng)在分段兩端的兩組臨時支撐上預(yù)設(shè)兩對限位板， 然后將分 段大致移動到位，限位板和構(gòu)件的間隙控制在 510cm左右。精 確定位采用三維調(diào)節(jié)方法， 即在起重船不松鉤情況下， 利用分段 合龍附件對吊裝分段用千斤頂在垂向、 橫向、 縱向三個方向?qū)嵤?頂升微調(diào)，使分段精確合龍。 為縮短合龍時間和保證安全，精確定位順序為：垂向調(diào) 整橫向調(diào)整縱向調(diào)整。 垂向調(diào)整。 垂向調(diào)整利用設(shè)在臨時支撐承臺上方的 U 型鋼 墊墩進行， 每個分段共設(shè) 8 個鋼墊墩。 每個 U 型墩中部凹陷處設(shè) 置液在 300t 液壓千斤頂一臺，利用液壓動力使千斤頂升高，將 該處分段標(biāo)高頂升到規(guī)定值。 之后，在每個U型墩兩端凸出頂面 和鋼橋分段下弦桿底面的空隙處， 用鋼墊片塞緊 （鋼墊片由不同 厚度鋼板組成，應(yīng)事先準(zhǔn)備妥。鋼墊片作用，是使鋼橋分段在整 個合龍和焊接施工期，不致由