整垮(大節(jié)段)鋼箱梁吊裝施工工法

整垮(大節(jié)段)鋼箱梁吊裝施工工法目錄1.工法產(chǎn)生背景2.工法特點(diǎn)3.工藝原理4.關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新與操作要點(diǎn)5.工程應(yīng)用情況6.社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益1.工法產(chǎn)生背景1.工法產(chǎn)生背景1.1工程背景崇啟大橋，是江蘇與上海直接對(duì)接的首座特大型長(zhǎng)江大橋，主橋采用雙幅變截面的六跨連續(xù)鋼箱梁橋（102m＋4×185m＋102m=944m），跨徑和聯(lián)長(zhǎng)均居國(guó)內(nèi)同類(lèi)橋型首位。崇啟大橋主橋采用“整跨工廠無(wú)應(yīng)力制造、整孔整體無(wú)合龍段架設(shè)、全過(guò)程實(shí)時(shí)監(jiān)控”的建造理念，該橋185m大節(jié)段鋼箱梁吊裝重量達(dá)到2700噸（含吊索具等臨時(shí)結(jié)構(gòu)）。1.工法產(chǎn)生背景1.2技術(shù)背景（難點(diǎn)）根據(jù)國(guó)內(nèi)現(xiàn)有起重船的起重能力及鋼箱梁制造運(yùn)輸能力，185m大節(jié)段鋼箱梁由兩艘起重船抬吊至墩頂，此項(xiàng)施工工藝是國(guó)內(nèi)橋梁施工中首次采用。1.工法產(chǎn)生背景1.3技術(shù)水平根據(jù)崇啟大橋建設(shè)經(jīng)驗(yàn)與實(shí)踐，系統(tǒng)全面的編制該工法。該工法的關(guān)鍵技術(shù)“大跨變截面連續(xù)鋼箱梁整跨架設(shè)及控制技術(shù)研究”于2011年12月27日經(jīng)湖北省科學(xué)技術(shù)廳鑒定，鑒定委員會(huì)一致認(rèn)定該成果總體達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，部分成果達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平；同時(shí)在該工法研究與實(shí)踐過(guò)程中，考慮實(shí)施過(guò)程的可行、高效、經(jīng)濟(jì)等因素，將取得的科技成果有效轉(zhuǎn)化為具有實(shí)用性的專(zhuān)利產(chǎn)品，分別為“帶可組合式吊架1.工法產(chǎn)生背景1.3技術(shù)水平的自調(diào)整拉索裝置”（專(zhuān)利號(hào)ZL201020516207.1）、“多組重型掛鉤定位裝置”（專(zhuān)利號(hào)ZL201120162757.2）和“起重船剛性連接裝置”（申請(qǐng)?zhí)?01220129136.9）。整跨（大節(jié)段）鋼箱梁吊裝施工開(kāi)創(chuàng)了我國(guó)大跨度變截面鋼箱梁橋建設(shè)的先河，提升了我國(guó)連續(xù)鋼箱梁橋的建設(shè)水平，促進(jìn)了我國(guó)橋梁建設(shè)的“大型化、工廠化、裝配化、標(biāo)準(zhǔn)化”，代表了我國(guó)大跨變截面連續(xù)鋼箱梁橋建設(shè)的最新水平。1.工法產(chǎn)生背景1.3技術(shù)水平帶可組合式吊架的自調(diào)整拉索裝置”（專(zhuān)利號(hào)ZL201020516207.1）、1.工法產(chǎn)生背景1.3技術(shù)水平“多組重型掛鉤定位裝置”（專(zhuān)利號(hào)ZL201120162757.2）1.工法產(chǎn)生背景1.3技術(shù)水平2012年度中國(guó)公路學(xué)會(huì)科學(xué)技術(shù)特等獎(jiǎng)。中國(guó)交建2011年度科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)2.工法特點(diǎn)2.工法特點(diǎn)2.1兩艘起重船抬吊、整跨吊裝根據(jù)國(guó)內(nèi)現(xiàn)有起重船的起重能力及鋼箱梁制造運(yùn)輸能力，185m大節(jié)段鋼箱梁由兩艘起重船抬吊至墩頂，此項(xiàng)施工工藝是國(guó)內(nèi)橋梁施工中首次采用。2.工法特點(diǎn)2.2起重船同步前移為滿足運(yùn)梁船進(jìn)檔作業(yè)，故起重船在橋區(qū)上游200m處起吊，在將鋼箱梁起吊后，運(yùn)梁船再完成退檔，最后兩艘起重船需同步前移200m至墩頂。為保證起重船的同步性，在兩艘起重船間增設(shè)墊擋船，確保起重船前移一致。此項(xiàng)在國(guó)內(nèi)橋梁施工中首次采用。3.工藝原理3.工藝原理3.1工藝原理大節(jié)段鋼箱梁工廠制作且完成預(yù)拼裝工序后，運(yùn)梁船運(yùn)至安裝現(xiàn)場(chǎng)，選擇風(fēng)力較?。ú怀^(guò)6級(jí)）的白天，在高潮位平潮時(shí)，采用兩艘起重船抬吊（小節(jié)段只用一艘起重船），采用自平衡吊索具系統(tǒng)確保各吊點(diǎn)受力均衡，通過(guò)導(dǎo)向裝置及牽引裝置擱置位于墩頂?shù)挠谰弥ё耙蜒b梁段的臨時(shí)支座上，在溫差變化較小的時(shí)段內(nèi)，通過(guò)三向調(diào)位千斤頂進(jìn)行梁段平面位置及高程的精確調(diào)整和監(jiān)測(cè)。當(dāng)全部梁段間接縫栓焊完成后，卸載臨時(shí)支座以實(shí)行支撐體系轉(zhuǎn)換到永久支座。4.關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)與操作要點(diǎn)4.關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)與操作要點(diǎn)自平衡吊索具系統(tǒng)大節(jié)段鋼箱梁抬吊時(shí)，吊鉤存在不同步性，容易導(dǎo)致吊點(diǎn)受力不均衡，影響吊裝安全。為了消除安全隱患，在吊架與吊耳連接的吊索間設(shè)置滑車(chē)組，通過(guò)吊索的自動(dòng)滑移，保證各吊點(diǎn)均衡受力，根據(jù)吊裝要求的需要也可進(jìn)行少量的縱傾角度的調(diào)整（調(diào)整值不得大于200mm）。自平衡吊索具系統(tǒng)主要包括：吊索、吊架、滑車(chē)及拉板等，自平衡吊裝布置見(jiàn)圖。4.關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)與操作要點(diǎn)吊架結(jié)構(gòu)為了限制吊裝時(shí)吊耳橫向水平受力，設(shè)壓桿式吊架，1600t起重船配備吊架1，2200t起重船配備吊架2，吊架結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖4.關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)與操作要點(diǎn)鋼箱梁吊裝施工要點(diǎn)（1）起重船拋錨定位a、起重船拋錨起重船到達(dá)橋區(qū)后，在下游完成編隊(duì)，由2艘拋錨艇配合完成起重船拋錨作業(yè)，拋錨時(shí)，采用GPS定位。b、起重船與墊檔船綁扎起重船與墊擋船綁扎應(yīng)牢固，前后四個(gè)角綁扎完成后，應(yīng)嚴(yán)格檢查。c、起重船調(diào)位通過(guò)GPS測(cè)量起重船四個(gè)角點(diǎn)坐標(biāo)，通過(guò)錨纜，調(diào)整起重船船位。4.關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)與操作要點(diǎn)鋼箱梁吊裝施工要點(diǎn)（2）運(yùn)梁船進(jìn)檔、就位a、運(yùn)梁船進(jìn)檔運(yùn)梁船在高平潮前完成編隊(duì)，待潮水平穩(wěn)后，起錨前往起重船處（Ⅰ~Ⅴ梁段在高平潮進(jìn)檔，Ⅵ號(hào)梁段在低平潮進(jìn)檔）。b、運(yùn)梁船接纜運(yùn)梁船先接上游側(cè)2號(hào)纜繩，然后通過(guò)拖輪幫助運(yùn)梁船打橫，通過(guò)拖輪穩(wěn)住運(yùn)梁船，接上游側(cè)4號(hào)纜繩，最后接下游1、3號(hào)錨纜。c、運(yùn)梁船就位待所有錨纜連接完成，微調(diào)船身，使船身平行于起重船，同時(shí)收緊四邊纜繩，見(jiàn)圖4.關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)與操作要點(diǎn)鋼箱梁調(diào)位施工工藝A類(lèi)調(diào)位系統(tǒng)布置圖4.關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)與操作要點(diǎn)鋼箱梁調(diào)位施工工藝B類(lèi)調(diào)位系統(tǒng)布置圖4.關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)與操作要點(diǎn)鋼箱梁調(diào)位施工工藝C類(lèi)調(diào)位系統(tǒng)布置圖4.關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)與操作要點(diǎn)鋼箱梁調(diào)位施工工藝接縫處調(diào)位系統(tǒng)布置圖4.關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)與操作要點(diǎn)鋼箱梁調(diào)位施工工藝調(diào)位支座布置圖4.關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)與操作要點(diǎn)鋼箱梁吊裝施工要點(diǎn)—4.關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)與操作要點(diǎn)鋼箱梁吊裝施工要點(diǎn)——調(diào)位順序a、高程調(diào)位a-1、實(shí)測(cè)墩頂標(biāo)高，根據(jù)實(shí)際值與理論值的差值進(jìn)行調(diào)整。a-2、先將兩端匹配口調(diào)平，再進(jìn)行實(shí)測(cè)，根據(jù)實(shí)際值與理論值的差值進(jìn)行調(diào)整。b、橫向調(diào)位b-1、實(shí)測(cè)墩頂橫向偏位，通過(guò)墩頂橫向調(diào)位千斤對(duì)梁體進(jìn)行調(diào)位。b-2、通過(guò)墩頂橫向千斤頂將待安梁段調(diào)至與已安梁段齊平。c、縱向調(diào)位通過(guò)墩頂縱向調(diào)位千斤頂，將待安梁段向已安梁段頂推，直至匹配口縱向吻合。4.關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)與操作要點(diǎn)鋼箱梁吊裝施工要點(diǎn)——調(diào)位要求a、如鋼箱梁調(diào)位未能調(diào)到位，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，再次進(jìn)行調(diào)位，直至匹配口完全吻合。b、調(diào)位時(shí)，千斤頂及油泵車(chē)的操作應(yīng)排專(zhuān)人進(jìn)行，操作時(shí)，應(yīng)滿足操作規(guī)范要求。c、調(diào)位時(shí)，如發(fā)生異常響動(dòng)，應(yīng)立即停止調(diào)位，認(rèn)真檢查，無(wú)誤后，再繼續(xù)進(jìn)行。d、箱梁調(diào)位4臺(tái)千斤頂由同一泵站并聯(lián)，同步控制，確保各頂受力頂升同步5.工程應(yīng)用情況工程應(yīng)用實(shí)例標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段施工5.工程應(yīng)用情況“整跨（大節(jié)段）鋼箱梁吊裝施工工法”在國(guó)內(nèi)最大跨徑的連續(xù)鋼梁橋——崇明至啟東長(zhǎng)江公路通道工程（江蘇段）中應(yīng)用，該橋主橋?yàn)殡p幅102m+4×185m+102m的六跨連續(xù)鋼箱梁橋，主跨跨徑為185m，無(wú)論聯(lián)長(zhǎng)還是單跨跨徑均為國(guó)內(nèi)第一，橋梁結(jié)構(gòu)示意見(jiàn)圖12.1所示。主梁采用雙幅變截面直腹板鋼連續(xù)箱梁，全橋梁寬33.2m。鋼箱梁邊跨端部梁高3.5m，中跨跨中梁高4.8m，主墩處根部梁高9.0m，根部梁高與中跨跨徑比值為1/20.6。鋼箱梁?jiǎn)畏簩?6.1m，箱體寬度7.5m，工程應(yīng)用實(shí)例標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段施工5.工程應(yīng)用情況梁底曲線采用二次拋物線。兩幅主梁間設(shè)置1m的間隙。根據(jù)主橋跨度、鋼箱梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（不改變小節(jié)段劃分）、起重船起吊性能參數(shù)等因素，全橋鋼箱梁分為6×2=12個(gè)大節(jié)段鋼箱梁，146.8m有2個(gè)節(jié)段，185m有8個(gè)節(jié)段，55.6m有兩個(gè)節(jié)段。分別在廠內(nèi)組裝，然后整體運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)采用浮吊整跨安裝。本工程于于2010年10月開(kāi)始吊裝，2011年3月順利吊裝完成。31應(yīng)用效果及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段施工5.工程應(yīng)用情況整跨（大節(jié)段）鋼箱梁吊裝施工工法”為崇啟大橋主橋優(yōu)質(zhì)、安全、高效、精準(zhǔn)地實(shí)施鋼箱梁的架設(shè)提供完備的整套技術(shù)，其中兩艘起重船聯(lián)合吊裝185m大節(jié)段鋼箱梁、自平衡吊裝系統(tǒng)、三向調(diào)位系統(tǒng)及與之配套的調(diào)位與匹配技術(shù)等的研發(fā)和應(yīng)用為國(guó)內(nèi)首創(chuàng)。該工法取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)和社會(huì)效應(yīng)，對(duì)我國(guó)橋梁建設(shè)向“大型化、工廠化、裝配化”邁進(jìn)起到重要的示范作用，具有很強(qiáng)的推廣和應(yīng)用價(jià)值。其應(yīng)用效果與先進(jìn)性如下：32應(yīng)用效果及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段施工5.工程應(yīng)用情況1）基于結(jié)構(gòu)受力要求和國(guó)內(nèi)現(xiàn)有制造安裝水平，首次系統(tǒng)提出了變截面連續(xù)鋼箱梁橋制造及架設(shè)精度標(biāo)準(zhǔn)；基于幾何控制法理論，建立了適于整跨架設(shè)的設(shè)計(jì)-制造-運(yùn)輸-架設(shè)全過(guò)程控制方法和控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了主梁標(biāo)高誤差≤L/9250高精度的控制效果。33應(yīng)用效果及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段施工5.工程應(yīng)用情況2）首創(chuàng)了大跨變截面連續(xù)鋼箱梁無(wú)合龍段的整孔逐跨架設(shè)技術(shù)，避免了復(fù)雜的合龍段施工工序，提高了架設(shè)精度；在國(guó)內(nèi)首次研發(fā)了兩艘起重船聯(lián)合吊裝整跨鋼箱梁技術(shù)，解決了超長(zhǎng)、超重梁段的吊裝難題，并獲得了兩項(xiàng)國(guó)家級(jí)實(shí)用新型專(zhuān)利。3）針對(duì)整跨鋼箱梁的高空、高精度調(diào)位與拼接難題，研發(fā)了集鋼箱梁臨時(shí)連接與調(diào)位于一體的牛腿構(gòu)造及接縫口連接技術(shù)，保證了高強(qiáng)螺栓100%通過(guò)率，精度在2mm以?xún)?nèi)，并獲得了一項(xiàng)國(guó)家級(jí)實(shí)用新型專(zhuān)利。346.社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益35大跨度鋼箱梁橋架設(shè)采用大型起重船舶，整跨架設(shè)，作業(yè)效率高、設(shè)備數(shù)量需求相對(duì)較少，施工組織容易，安裝順序可根據(jù)下部結(jié)構(gòu)施工進(jìn)展自由安排，架梁作業(yè)周期短，應(yīng)變能力強(qiáng)，可靠性高。采用整架設(shè)的施工方法可避免海上大風(fēng)、大霧引起的工期延誤,施工速度快。該工法在國(guó)內(nèi)尚未見(jiàn)報(bào)道和應(yīng)用，處于技術(shù)領(lǐng)先水平。同時(shí)研發(fā)了自平衡吊索具系統(tǒng)，成功的解決了各吊點(diǎn)力不均衡問(wèn)題。6.社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益社會(huì)效益整跨（大節(jié)段）鋼箱梁吊裝施工工法可以廣范應(yīng)用跨江、跨海特大型橋梁施工中，大大減少水上或海上的施工作業(yè)內(nèi)容，將部分現(xiàn)場(chǎng)施工轉(zhuǎn)為廠內(nèi)加工，大大提高施工質(zhì)量和施工速度、降低了施工風(fēng)險(xiǎn)；同時(shí)，下部結(jié)構(gòu)與上部結(jié)構(gòu)可同步平行作業(yè)，縮短了工期；整跨鋼箱梁預(yù)制吊裝無(wú)論在施工質(zhì)量還是在施工速度方面都有很大的優(yōu)勢(shì)，這給橋梁工程大節(jié)段建造技術(shù)帶來(lái)了廣闊的前景，推動(dòng)了我國(guó)橋梁建設(shè)事業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。6.社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益社會(huì)效益“整跨（大節(jié)段）鋼箱梁吊裝施工工法”為崇啟大橋主橋優(yōu)質(zhì)、安全、高效、精準(zhǔn)地實(shí)施鋼箱梁架設(shè)提供完備的成套技術(shù)，鋼箱梁整跨吊裝可大大減少水上或海上的施工作業(yè)內(nèi)容，將部分現(xiàn)場(chǎng)施工轉(zhuǎn)為廠內(nèi)加工，大大提高施工質(zhì)量和施工速度、降低了施