[浙江]特大型跨海懸索橋液壓纜載吊機(jī)自動(dòng)行走施工工法

1、懸索橋液壓纜載吊機(jī)自動(dòng)行走施工工法盧偉 龍勇 肖安斌 姜友榮 熊杰四川公路橋梁建設(shè)集團(tuán)有限公司、中國(guó)五冶集團(tuán)有限公司1 前言隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，高速公路不斷延伸，更多更大跨的橋梁，等待我們興建,橋梁建設(shè)的新技術(shù)、新材料、新工藝，需要我們?nèi)ラ_發(fā)。懸索橋是特大跨徑橋梁的主要形式之一，其以造型優(yōu)美，跨越能力大等特點(diǎn)而深受青睞。主梁吊裝是懸索橋施工最重要的環(huán)節(jié)之一，而主梁吊裝則普遍使用液壓纜載吊機(jī)。國(guó)內(nèi)已建成的懸索橋多采用英國(guó)進(jìn)口的纜載吊機(jī)進(jìn)行主梁吊裝，纜載吊機(jī)行走需要借助索股千斤頂牽引，夾纜裝置需人工進(jìn)行固定，施工效率不高、自動(dòng)化程度不強(qiáng)，且由于無(wú)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，施工成本較高。依托舟山西堠門大橋、四川

2、南溪長(zhǎng)江大橋項(xiàng)目，我們開發(fā)了一套全新的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的帶自動(dòng)夾纜裝置，依靠自身動(dòng)力自行走的液壓纜載吊機(jī)，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域的空白。本工法為懸索橋液壓纜載行走系統(tǒng)施工提供了一種自動(dòng)化、標(biāo)準(zhǔn)化的施工方法，大大提升了纜載吊機(jī)的行走效率和懸索橋鋼箱梁吊裝施工效率。2 工法特點(diǎn)2.1本工法創(chuàng)造性地設(shè)計(jì)出一套液壓驅(qū)動(dòng)、模塊的夾纜裝置與新型步履式自動(dòng)行走系統(tǒng)?？够芰?qiáng)、纜徑適應(yīng)范圍大，解決了纜載吊機(jī)自動(dòng)行走技術(shù)難題。2.2本工法有別于傳統(tǒng)行走工法，不需要提供額外牽引。實(shí)現(xiàn)了纜載吊機(jī)的自行走，達(dá)到10m/h的纜上行走速度，大大超過(guò)目前其他液壓纜載吊機(jī)行走速度，相關(guān)技術(shù)屬國(guó)內(nèi)首創(chuàng)。2.3纜載吊機(jī)在主纜水平夾

3、角小于20時(shí)吊裝鋼箱梁和纜載吊機(jī)在非吊重狀態(tài)自行走上坡角度小于26時(shí)，只需要使用自動(dòng)夾纜機(jī)構(gòu)就能滿足整機(jī)的抗滑要求。2.4本工法施工使用所有的設(shè)備、液壓系統(tǒng)具有模塊化、自動(dòng)化、適應(yīng)性強(qiáng)的特點(diǎn)。整機(jī)具有抗滑能力強(qiáng)、纜徑適應(yīng)范圍大的特點(diǎn)。3 適用范圍適用于懸索橋主梁吊裝施工，行走機(jī)構(gòu)跨越索夾能力：1700m長(zhǎng)400mm高，滿足跨越不同形式索夾需求。4 工藝原理行走系統(tǒng)主要由行走架、端梁、行桁連接軸、夾纜裝置、前后支腿、支腿支撐、行走架支撐、上下側(cè)滾輪、聚四氟乙烯滑塊、行走油缸、升降油缸等組成。在纜載吊機(jī)吊裝鋼箱梁時(shí)，行走系統(tǒng)通過(guò)液壓油缸驅(qū)動(dòng)的四套夾纜裝置夾緊主纜實(shí)現(xiàn)纜載吊機(jī)的定點(diǎn)提升，當(dāng)?shù)踔刂亓看?/p>

4、時(shí)或在整部纜載吊機(jī)液壓系統(tǒng)處于停止工作狀態(tài)時(shí)，由人工擰緊每對(duì)可拆卸的手動(dòng)抱夾和止動(dòng)塊抱緊主纜來(lái)增加整部吊機(jī)的抗滑力，防止吊機(jī)沿主纜方向下滑。纜載吊機(jī)在纜上的行走主要通過(guò)改變四套夾纜裝置的松緊狀態(tài)和安裝于前后支腿上的升降油缸和行走架上的行走油缸的交替伸縮來(lái)完成。整部纜載吊機(jī)在主纜上的行走距離由懸索橋索夾位置和纜載吊機(jī)的初始位置決定，在使用前要根據(jù)具體的工況制定正確安全的行走方案。5 施工工藝流程及操作要點(diǎn)液壓式纜載吊機(jī)行走系統(tǒng)自行走施工工法是解決纜載吊機(jī)行走的一種經(jīng)濟(jì)、高效的施工方法。纜載吊機(jī)總體構(gòu)造見圖5。圖5 纜載吊機(jī)總體構(gòu)造圖5.1施工工藝流程圖5.1 纜載吊機(jī)自行走施工工藝流程圖5.2操

5、作要點(diǎn)5.2.1 行走前的準(zhǔn)備（圖5.2.1）1、外側(cè)支腿支撐和內(nèi)側(cè)的行走架支撐都?jí)壕o在主纜上。2、四套夾纜裝置抱緊主纜，液壓油缸處于保壓狀態(tài)。3、行走油缸根據(jù)跨越索夾的需要設(shè)定好行程后處于伸出狀態(tài)，行走油缸最大行程為4000mm。 圖5.2.1 纜載吊機(jī)自行走步驟一5.2.2 行走架及纜機(jī)主體前移（圖5.2.2）1、行走系統(tǒng)外側(cè)兩套夾纜裝置繼續(xù)處于保壓狀態(tài)夾緊主纜。內(nèi)側(cè)夾纜裝置松開主纜。2、升降油缸的活塞桿端不動(dòng)以外側(cè)的支腿支撐為承載體。頂升升降油缸的缸筒部分行程為395mm,從而帶動(dòng)行走架、內(nèi)側(cè)行走架支撐及夾纜裝置、端梁、支腿外套筒、主桁架等上升395mm。3、待升降油缸頂升到位后，行走油

6、缸活塞桿端不動(dòng)，以端梁為承載體根據(jù)設(shè)定好的行程收縮缸筒部分，從而使行走架及纜機(jī)主體沿主纜軸線方向上前進(jìn)到合適位置。圖5.2.2 纜載吊機(jī)自行走步驟二5.2.3 行走架及纜機(jī)主體就位下放（圖5.2.3）1、待行走油缸缸筒部分收縮到位后，升降油缸活塞桿端不動(dòng)，以外側(cè)支腿支撐作為承載體收縮缸筒部分下降395mm；使內(nèi)側(cè)行走架支撐座壓緊在主纜上。2、待升降油缸缸筒部分下降到位后，內(nèi)側(cè)夾纜裝置夾緊主纜后處于保壓狀態(tài)。 圖5.2.3 纜載吊機(jī)自行走步驟三 端梁及外側(cè)支腿前移（圖5.2.4）1、行走系統(tǒng)內(nèi)側(cè)夾纜裝置夾緊主纜，外側(cè)夾纜裝置松開主纜。升降油缸缸筒部分不動(dòng)提升活塞桿部分，行程為395mm,從而帶動(dòng)

7、兩側(cè)支腿及夾纜裝置等上升395mm。2、待升降油缸頂收縮到位后，行走油缸缸筒部分不動(dòng)，以端梁為承載體根據(jù)設(shè)定好的行程伸長(zhǎng)活塞桿，從而使端梁、外側(cè)支腿、支腿支撐及其夾纜裝置等沿主纜軸線方向上前進(jìn)到合適位置。圖5.2.4纜載吊機(jī)自行走步驟四5.2.5 端梁及外側(cè)支腿就位下放1、待行走油缸到達(dá)設(shè)定好行程后，升降油缸缸筒部分不動(dòng)以支腿外套筒為承載體頂出活塞桿部分，直到支腿支撐完全壓緊主纜。2、外側(cè)兩套夾纜裝置抱緊主纜處于保壓狀態(tài)。此時(shí)吊機(jī)每側(cè)都有四套夾纜裝置共同抗滑，纜載吊機(jī)進(jìn)入下一個(gè)行走循環(huán)或進(jìn)行吊裝作業(yè)。 6 勞動(dòng)力、材料與設(shè)備 行走系統(tǒng)主要人員配置表 表6-1編號(hào)工種名稱數(shù) 量備 注1指揮22纜

8、載吊機(jī)操作手153起重工384普工45 行走系統(tǒng)主要材料與設(shè)備表 表6-2編號(hào)名稱規(guī)格、型號(hào)數(shù)量單位1升降油缸GGK1-220/140-1585-8004臺(tái)2夾緊油缸GGK1-100/63-1060-6308臺(tái)3行走油缸GGK1-200/110-4725-40002臺(tái)4行走架支承座Q345B1112kg5支腿支承座 Q345B1060kg6行走架部分Q345B6475kg7滑動(dòng)端梁Q345B4059kg8支腿支撐Q345B2315kg9夾纜裝置Q345B600kg7 質(zhì)量控制7.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)纜載吊機(jī)行走系統(tǒng)設(shè)計(jì)對(duì)夾纜裝置、行走架和端梁等細(xì)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析計(jì)算，同時(shí)對(duì)油缸夾緊力、推力和穩(wěn)定性進(jìn)行

9、了驗(yàn)算，符合結(jié)構(gòu)起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB/T3811-2008）、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50017-2003）的要求。7.2 質(zhì)量控制7.2.1 纜載吊機(jī)行走系統(tǒng)的加工及安裝質(zhì)量，參照機(jī)械設(shè)備安裝工程施工及驗(yàn)收通用規(guī)范（GB50231-2009）中有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。7.2.2 主桁架行走到抱夾位置附近時(shí)：測(cè)量報(bào)夾端部與索夾的距離，報(bào)告操作人員，操作人員根據(jù)兩邊距離情況糾偏調(diào)整。7.2.3 夾纜力的大小嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行控制，防止夾纜裝置過(guò)松與主纜發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，防止夾纜裝置過(guò)緊損傷主纜。7.2.4 行走過(guò)程中對(duì)上下游支腿支撐在主纜上的相對(duì)位置進(jìn)行嚴(yán)密觀測(cè)，確保行走系統(tǒng)同步。8 施工安全措施8.1施工現(xiàn)場(chǎng)

10、技術(shù)負(fù)責(zé)人，應(yīng)當(dāng)向參加施工的工程船舶、水上工作人員、潛水員進(jìn)行水上或水下施工安全技術(shù)措施（書面）交底，進(jìn)行“三級(jí)”安全教育。8.2纜載吊機(jī)行走施工的作業(yè)人員，必須嚴(yán)格執(zhí)行安全操作技術(shù)規(guī)程，杜絕違章指揮、違章作業(yè)、違反勞動(dòng)紀(jì)律的“三違”現(xiàn)象。8.3遇風(fēng)力超過(guò)6級(jí)以上大風(fēng)時(shí)應(yīng)停止高處作業(yè)，超過(guò)10級(jí)以上大風(fēng)時(shí)安裝抗風(fēng)拉桿，使主桁架中心面與水平面垂直，防止主桁架整體繞鉸接點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，使主桁架與兩側(cè)的行走系統(tǒng)一起抗風(fēng)。8.4行走過(guò)程中專人觀察該位置油管及控制電線與其他機(jī)構(gòu)件是否有干涉并及時(shí)處理，發(fā)生異常情況時(shí)立即報(bào)告，停機(jī)處理。8.5行走過(guò)程中觀察纜載吊機(jī)是否與索夾及固定貓道鋼絲繩發(fā)生碰擦，并向操作人員報(bào)

11、告，如果是貓道固定鋼絲繩干涉，則指揮作業(yè)人員拆除鋼絲繩。8.6泵站觀察人員負(fù)責(zé)觀察該邊泵站和油缸及油管是否有漏油情況，若發(fā)現(xiàn)任何情況，立即報(bào)告并停機(jī)。8.7纜載吊機(jī)應(yīng)配備必要的救生設(shè)施和消防器材。8.8纜載吊機(jī)施工平臺(tái)安全可靠。嚴(yán)格纜載吊機(jī)執(zhí)行程序，定期做好維修、維護(hù)。險(xiǎn)要位置鋪掛安全網(wǎng)。9 環(huán)保措施9.1施工應(yīng)依據(jù)中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)法防治因施工對(duì)環(huán)境的污染，施工組織設(shè)計(jì)中應(yīng)有防治噪聲、固體廢物和廢水等污染環(huán)境的有效措施。9.2施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)建立環(huán)境保護(hù)管理體系，責(zé)任落實(shí)到人，并保證有效運(yùn)行。9.3定期對(duì)職工進(jìn)行環(huán)保法規(guī)知識(shí)培訓(xùn)考核。9.4施工期間產(chǎn)生的生活垃圾，必須統(tǒng)一回收進(jìn)行處理。9.5纜

12、載吊機(jī)現(xiàn)場(chǎng)存放油料，必須對(duì)油桶進(jìn)行防滲漏處理，儲(chǔ)存和使用都要采取措施，防止油料泄漏，污染土壤水體。10 綜合經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益10.1本工法在施工過(guò)程中能減少施工人員，提高工作效率，節(jié)約工期。10.2本工法在宜瀘高速公路南溪長(zhǎng)江大橋建設(shè)過(guò)程中安全、穩(wěn)定可靠，施工優(yōu)質(zhì)高效，降低能耗，節(jié)省建設(shè)資金81萬(wàn)元，經(jīng)濟(jì)效益顯著。10.3南溪長(zhǎng)江大橋是國(guó)家高速公路網(wǎng)成渝環(huán)線宜瀘高速公路上的一座特大型橋梁，本工法應(yīng)用在該橋鋼箱梁吊裝施工中，為其如期建成通車，提供了堅(jiān)實(shí)的保證。通車后為成渝經(jīng)濟(jì)圈，特別是川南與重慶地區(qū)間的經(jīng)濟(jì)與人員交流，提供了便捷通道，取得了很好的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益。11 工程實(shí)例南溪長(zhǎng)江大橋從2011年10月中旬開始進(jìn)行纜載吊機(jī)拼裝，于2011年11月中旬完成纜載吊機(jī)拼裝以及纜載吊機(jī)纜上行走試驗(yàn)和荷載試驗(yàn)。該橋從2011年12月3日進(jìn)行首段鋼箱梁吊裝存梁施工，2011年1月6日正式開始鋼箱梁吊裝，于2012年2月21日完成所有鋼箱梁吊裝施工。大橋采用纜載吊機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)如下：11.1提升