跨海大桥33.8m宽钢箱梁吊装施工技术

航道桥上部结构钢箱梁采用带风嘴的扁平流线型截面，梁顶宽33.8m(不计风嘴)，底板宽21.2m，梁高4.5m，风嘴长度为2.6m。箱梁内设置2道实腹式中腹板，间距18m。斜底板同时兼底板、腹板的功能，拉索锚固于边腹板之间。
根据其构造，同时考虑施工性能，全桥钢箱梁划分为A～S共18种类型、85个梁段。其中A、B为索塔附近无索区梁段，为整体吊装节段，起吊重量893t；C、D为标准梁段，长度15m，采用桥面吊机吊装，最大起吊重量371t；E为边跨合龙段，与D的区别在于其顶板加劲在边跨一侧为焊接；F～M为直线段的边跨整体吊装梁段，起吊长度134.45m，钢梁节段重量约3581t。M为中跨合龙段，N～S为曲线段的边跨整体吊装梁段。
施工方案：

航道桥钢箱梁安装共分五个部分：主塔墩顶无索区节段安装, 标准梁段安装、边跨大节段整体安装、边跨合拢段安装、中跨合拢段安装。
航道桥主桥钢箱梁共分A～S共18种类型，85个梁段。吊装方案见表5.7-1。

航道桥主桥主梁架设分别以两个主塔为独立单元进行架设，最后进行跨中合龙。先用2600t浮吊整体吊装主塔墩无索区B+A+B梁段，再在主塔区梁段上对称拼装两台桥面架梁吊机；利用架梁吊机对称安装标准梁段；边跨钢梁采用整孔组拼，采用3500t浮吊+2600t浮吊抬吊整孔架设；最后利用桥面架梁吊机按照先辅助跨后中跨的合拢顺序起吊安装合拢段钢梁，实现全桥合龙。钢梁架设流程见图5.7-3。


主塔墩顶无索区节段架设
主墩墩顶无索区共有3个节段，整体安装，利用2600t浮吊将3个组拼好的节段钢箱梁整体吊放至主塔墩旁托架上，通过滑移轨道将钢箱梁滑移到位，起顶调整标高，按设计要求锁定墩顶无索区钢箱梁。
①墩旁托架设计
托架的设计要满足主梁自身的自重荷载、桥面架梁吊机自重及临时施工荷载要求，同时要有足够的强度和刚度以满足主梁节段的安装。
主塔墩旁托架由钢管柱立柱、平联、钢箱梁等组成。临时钢立柱采用Φ1200×10mm钢管，钢立柱底部支承于主墩承台上。靠辅助墩侧钢管立柱采用打入桩，钢管桩进入中砂层深度25m。桩顶采用2I588分配梁，纵梁采用箱形梁布置，平联及斜撑采用Φ600×8mm的钢管。具体如“图5.7-4 主塔墩旁托架布置图”。
A、荷载组成
钢箱梁计算荷载：Q1=893/2×30.4=146.8KN/m
人工荷载取Q2=2.5KN/m。
合计取150KN/m。
B、受力工况









则入土深度根据上述公式得：
Li=2×1561.6-1×3.768×450×1/1×70
=20.39m。
则入土深度取25m。
②墩旁托架安装
承台施工时，在顶部按设计图纸预埋托架所需构件，并确保预埋件位置准确。
钢管立柱、平联分节加工，并在工厂整组预拼，检验合格后编号堆存，驳船至施工现场，用200t起重船由下至上进行吊装。钢管立柱采用法兰连接，平联与立柱采用焊接。钢管立柱插打参考平台定位桩插打工艺。
③墩顶无索区节段安装
A、吊点布置
吊点均采用栓接式，通过高强度螺栓将吊耳与桥面板连接。索塔处整体吊装段设置8个吊点。
B、梁段起吊
浮吊抛锚定位后，运梁船也进行抛锚定位，吊船吊起吊架慢慢对准梁段，将吊架吊耳与钢梁吊耳销接，然后利用吊船上的电动缆风与钢梁梁段两侧相连，并在梁段靠吊船吊臂侧绑挂橡胶护舷(防止梁段在吊装过程中因晃动而碰撞吊臂)后，即可正式进行吊装。起吊应缓慢进行(第一吊要求试吊半小时)，当梁段调离运梁船250px后，停止起吊，静止15分钟，进行设备、吊物、环境检查，无异常情况后，缓缓起钩，当梁段底超过托架顶高度1250px后，停止起吊，移走运梁船，根据水平距离进行绞锚和落钩，当梁段落至离托架顶支座500px左右时，用葫芦一端带在梁段上，另一端带在托架上，浮吊缓慢落钩并调整手拉葫芦，使梁段依托架顶的限位装置平稳地落于托架上，其轴线偏差控制在125px以内。卸下吊架即完成主塔无索区钢箱梁的吊装。
C、梁段精确调整
该主塔无索区整体节段初步吊装就位后，通过布置在墩旁托架上面的拖拉装置施力钢箱梁纵移，采用穿心顶配合钢绞线拖拉，梁初步就位后，需进行精确调整定位。
梁段调整采用8个200t的三向顶进行，三向顶可在顶起时双向移动，可使主梁的空间位置任意调整。其技术参数为：顶升重量100t，纵向位移量150mm，横向位移量50mm，顶升高度100mm，这种千斤顶使用起来十分方便。
梁段调整直接在托架顶分配梁上进行，将千斤顶放在分配梁上，千斤顶顶位应设置在钢
箱梁腹板处，并加垫两块20mm厚钢板及橡胶皮(防止底板变形或划伤涂装层)。8只千斤顶应同时顶升，直至钢梁被顶起，然后按照先调整轴线，再调整里程，最后调整标高的顺序调整梁段，直至梁段标高、四角相对高差、轴线符合设计及监控要求后，将该梁段与墩顶横梁及临时支墩锚固。
(4)主梁悬臂架设
xx航道桥主桥上部结构ES2-ES13、EM2-EM13节段钢箱梁，在主塔墩顶处无索区节段梁安装完成后，在桥面拼装架梁吊机，用桥面架梁吊机对称悬臂拼装。标准段钢箱梁架设见“图5.7-5 钢箱梁双悬臂架设实例图”。



[size=15.7894735336304px]①桥面吊机计算
[size=15.7894735336304px]A、桥面吊机主要性能
[size=15.7894735336304px]采用2台滑轨拖拉式钢箱梁桥面吊机设于梁面， OVM公司液压连续提升系统。以悬臂施工法吊装架设钢箱梁梁段。
[size=15.7894735336304px]钢箱梁最大梁段重量为371t。每个LSD千斤顶配19束φ15.24mm钢绞线。提升速度为0～15m/h，最大提升高度48m，吊装时最大允许阵风风速13.8m/s。
[size=15.7894735336304px]B、桥面吊机结构
[size=15.7894735336304px]桥面吊机为平行式菱形主桁架轻型吊机，每台吊机由菱形主桁系统、提升系统、走行系统三部分组成。桥面吊机总体布置及结构尺寸见图5.7-6。

菱形主桁系统：主桁系统包括菱形桁架，平联、横联及后锚梁三个部分；菱形桁架为焊接箱型梁，平联、横联及后锚梁为型钢。主桁架杆件间采用销接，平联、横联采用螺栓连接。后锚采用吊带与钢箱梁后锚点销接。
提升系统：提升系统包括提升顶梁、提升吊具和柳州OVM公司提供全套的SLD液压提升设备。钢箱梁上下游各有4个临时吊点，通过钢丝绳转换到起吊主梁上，提升钢绞线锚固座与起吊主梁上的可滑动构件连接，两点起吊钢箱梁。起吊前调整吊点在起吊主梁上的位置与钢箱梁重心几乎重合，保证起吊阶段梁体处于水平。
走行系统：走行系统包括走行滑道梁，前后走行支腿，临时起顶千斤顶。走行时拖拉主桁架通过支腿在滑道梁上滑移前行。
C、荷载组成
a.荷载
钢箱梁最大节段自重：371t
吊具、提升顶梁及液压提升系统：2×20＝40t
吊机顶工作平台：0.25t/m
风荷载：工作状态时：13.8m/s(6级)
非工作状态时：35.4m/s(台风)
b.荷载系数
荷载动力系数：1.2
偏载系数：1.05
c.倾覆稳定系数
吊装时：K=2.0
空载走行时：K=1.5
D、工况分析
计算分三种工况，即桥面吊机在非工作状态遇风压下计算各杆件的强度、刚度及稳定性；桥面吊机在不超过6级风正常工作状态下，各杆件的强度、刚度及稳定性；桥面吊机空载走行时，验算滑道梁等结构的强度和刚度，以及吊机的稳定性验算。此处仅计算桥面吊机在正常工作状态下各杆件的状态，其余两种工况为不控制工况。
E、计算过程
计算出提升千斤顶的支点反力，作为主桁架的荷载。通过主桁计算得出前支点反力和后锚固反拉力。桥面吊机主桁架立面装配图如下图5.7-7。

a.主桁计算
由以上相关分析说明，计算分配到每台桥面吊机的荷载：
钢箱梁重量：P1=(371+40)×1.2=493.2t；
考虑1.05的偏载：493.2×1.05＝517.8t；
分配到每片主桁架的荷载为：517.8/4=129.4t；
吊机顶工作平台按10m计算，得出分配到每片主桁的施工荷载：
P2=(10×0.25)/2＝1.25t
总荷载：P＝P1+ P2=129.4+1.25=130.6t，取1.3倍系数计算，1.3×130.6=169.7t，故按169.7t计算。
利用MIDAS有限元分析程序，建立三维有限元模型计算，自重程序自行计入，计算模型如图 5.7-8所示：