悬索桥卷扬机式吊装系统钢箱梁安装施工工法.docVIP

PAGE 1 悬索桥卷扬机式吊装系统钢箱梁安装施工工法 1、四川公路桥梁建设集团有限公司 2、四川路桥华东建设有限责任公司 邓亨长2 卢伟1 杨如刚2 虞业强2 鲁翼2 1.前言 在多种桥梁结构形式中，悬索桥是目前跨越能力最强的桥型。目前，悬索桥主梁分为钢箱梁与桁架式两种，主梁安装是悬索桥施工的关键工序之一。 地锚式悬索桥钢箱梁安装最常用方法为缆载吊机安装，其次为浮吊或缆索吊安装。我国已建的大跨度悬索桥中，塔区钢箱梁一般采用缆载吊机起吊、一次或多次荡移到位安装，索塔位置距钢箱梁水上起吊位置较远时，通常布置支架和纵移系统配合进行安装。 舟山大陆连岛工程西堠门大桥是我国已建成最大跨桥梁，也是世界第一大跨钢箱梁悬索桥与第二大跨悬索桥。大桥地处台风区，同时桥址处海流情况复杂、波急浪高、海床无覆盖层，这些因素存在，使得大桥钢箱梁安装难度极大。为减少缆载吊机移动次数，减少台风对钢箱梁安装顺序和缆载吊机跨中吊梁进度影响，北塔区钢箱梁采用了新开发的“卷扬机式吊装系统”进行安装，，该工法解决了西堠门大桥北塔区钢箱梁安装难题，所用施工设备较少，工序简单，社会效益与经济效益明显，在国内大跨度悬索桥施工中尚属首次。 2.工法特点 2.1卷扬机式起吊系统 卷扬机式起吊系统，依托主缆，直接悬挂在主缆上，省略了类似缆载吊机横梁结构与行走机构，结构简便，工序简单、快速、有效。 2.2起吊系统与牵引系统的组合 在桥塔桥面高程处布置荡移牵引系统配合起吊系统来进行梁段长距离的水平荡移，塔区所有梁段均采用一次性荡移就位。整套系统具有起吊与荡移牵引协同作业要求高的特点。工艺高效，构造简洁、工作效率高 2.3 无索区线形调整工艺 以千斤顶群作为无索区线形调整手段，结合线形精细调整监控技术，简单、快速、实用。 3.适用范围 悬索桥塔、锚区和主缆上固定位置梁段的起吊和大角度长距离荡移。 4.工艺原理 卷扬机式起吊系统、荡移牵引系统和支架系统组成塔区钢箱梁长距离、大角度水平荡移安装系统。卷扬机式起吊系统提升钢箱梁，水平牵引系统提供水平力牵引钢箱梁梁荡移至支架位置进行钢箱梁安装。 结合塔区箱梁安装无需行走的特点，卷扬机式吊装系统采用骑跨式临时索夹将吊装重量均匀分布在主缆上。荡移牵引系统采用在塔柱中门洞（其高程与钢箱梁桥面接近）处设置锚固钢梁为锚固着力点，布置滑车组及动力系统，以保证提供足够的水平牵引力。 5.施工工艺流程及操作要点 塔区梁段分为有吊索梁段和无吊索梁段，均采用卷扬机式吊装系统和荡移牵引系统一次性起吊、荡移到位。无吊索梁段，通过在塔区布设临时支架进行放置，梁段荡移、卸落到施工支架之上，在全桥钢箱梁吊装完成后，采用千斤顶精确调位后整体进行焊接。有吊索梁段，采用卷扬机式吊装系统起吊并荡移到位，安装吊索，梁段吊装到位后，先进行临时连接，全桥合龙后焊接。 5.1施工工艺流程（见图5.1） 图5.1 塔区钢箱梁安装施工流程图 5.2施工操作要点 5.2.1卷扬机吊装系统和荡移牵引系统设计（见图5.2.1-1） 图5.2.1-1塔区钢箱梁吊装系统总体布置图 1卷扬机式吊装系统 1）参考设计参数 卷扬机式吊装系统设计起吊重量为480t（包括钢丝绳和吊具重量）。吊装系统由临时索夹、起吊滑车组、起吊钢丝绳和起吊绳转向系统、吊具以及起吊卷扬机等部分组成。其主要参数： 提升能力：480t； 提升速度：2m/min； 最大水平荡移距离：63m 最大荡移偏转角：24.5° 荡移牵引能力：200t 2）起吊系统悬挂临时索夹设计 卷扬机式吊装系统采用骑跨式索夹悬挂于主索上。作为骑跨式索夹（见图5.2.1.1），其功能必须满足垂直起吊和钢箱梁荡移时悬挂钢绳在绳槽内自由滑动的施工要求，同时要避免悬挂钢绳在钢箱梁荡移过程中，与索夹之间产生的静摩擦转变成动摩擦而产生突然滑动，影响吊装施工安全。 临时索夹采用铸钢铸造并经机加工而成，临时索夹分两块制作，通过张拉对拉螺杆，紧固在主缆上。索夹采用《公路悬索桥设计规范条文》进行验算，在自重和吊装施工荷载作用下抗滑安全系数大于3.0。 临时索夹的索槽从索夹顶部往下从在一个垂面内布置逐渐向弧线过渡，适应荡移时悬挂钢绳大角度偏转的要求。 图5.2.1-3 临时索夹设计图（单位：mm） 2荡移牵引系统 荡移牵引系统需满足中跨和边跨侧梁段的纵桥向梁段荡移要求，荡移最大牵引力158t。 一套钢箱梁荡移牵引系统采用2台10t卷扬机作动力，分别通过100t滑车组、Φ28钢绳走12线牵引两个纵向吊具牵引定滑车组，提供200t荡移顺桥向牵引力。荡移牵引系统边跨侧、中跨侧布置一套。 5.2.2钢箱梁提升施工 1施工准备 1）支架搭设 无索区钢箱梁，按钢箱梁的安装平面位置与钢箱梁安装高程布置存梁的固定