钢箱梁吊装方案

武汉军山长江公路大桥钢箱梁吊装及挂索施工方案交通部第二公路工程局二OOO年六月2施工负责人：杨应科技术负责人：任回兴编制：潘中明复核：杨应科审核：任回兴3钢箱梁吊装方案一、工程概况：武汉军山长江公路大桥主桥为（48+204+460+204+48）m五跨连续半漂浮体系钢箱梁斜拉桥。桥面双向横坡2%，纵坡为3%，位于半径R=20000m、切线长T=600m、外矢距E=9m的圆弧竖曲线上。主梁为全焊流线形扁平钢箱梁，梁高3.0m顶板宽33.8m，底板宽30.28m，总宽度38.8m，横隔板间距3m，纵隔板间距18m。钢箱梁分节段在工厂制造，驳船运输到位，现场吊装、焊接成桥。全桥共分87个梁段，总共分为十三类。其中A标段由二公局架设安装的梁段43块（不计中跨合拢段）。其中A梁段22块，梁长12m，重195.8t；B梁段8块，梁长12m，重199.9t；C梁段2块，梁长10.2m，重176.1t；D梁段1块，梁长6.8m，重127.1t；E梁段2块，梁长9m，重158.1t；G梁段1块，梁长8.46m，重155.1t；H梁段2块，梁长8m，重125.8t；I梁段1块，梁长6.2m，重154.3t；J梁段1块，梁长9.3m，重189.6t；K梁段1块，梁长10.3m，重207.6t；L梁段1块，梁长10.2m，重207.1t；M梁段1块，梁长12m，重211.8t；F梁段为中跨合拢段，梁长7.1m，重105.4t。其中最重梁段为M梁段，重211.8t。每块钢箱梁临时吊点横向间距为18m，纵向间距为6m、4m、5.3m、5.6m四种。二、施工方案：（1）、主5#墩0#块钢箱梁安装及悬拼：41.1概述。主5#墩0#块钢箱梁共3块。按安装顺序和梁段编号，分别为1#（D梁段）一块、2#（E梁段）二块。其中1#块长6.8m，断面宽34.8m，高3.0m，重127.1t；2#块长9m，断面宽38.8m，高3.0m，重158.1t，0#块钢箱梁沿桥轴线双向横坡为2%，纵坡为3%。钢箱梁各节段间采取全断面焊接。1.2施工工艺流程支座砼浇注，支座安装临时塔吊拆除进场0#块钢箱梁吊装采用长航打捞局250t浮吊，浮吊须在6月底，7月初进场，并做检修，做好吊装准备，确保万无一失。浮吊抛锚就位1#块钢箱梁起吊就位0#块钢箱梁出厂验收到位测量定位、调整并临时锁定2#块钢箱梁整体起吊就位2#块钢箱梁调整、定位中横梁塔吊安装250t浮吊进场0#块钢箱梁支座施工51.3施工准备1.3.1支架结构与施工主5#墩0#块钢箱梁安装方法采用搭设支架平台，高水位利用250t大型浮吊吊装的方法进行安装。支架结构沿下横梁对称搭设，每侧支架由8根直径φ1.0m，δ=10mm钢管桩支承，钢管桩底与承台表面与预埋件及钢围堰顶设置的分配梁焊接。钢管桩之间以剪刀撑的形式连接，剪刀撑采用［20的槽钢，纵横两个方向都设置，以增强其横向稳定性。钢管桩顶设置工40b型钢作分配梁，再在分配梁顶搭设由万能杆件与大型型钢组成的桁架，组成支架平台。桁梁下端分配梁采用2［40型钢，上端分配梁采用宽边工40型钢，其中中间桁片不设分配梁。平台设置3%纵坡、其中军山侧端顶标高设定为+48.06m、京口侧端顶标高设定为+48.06m，并根据7月初设计水位略作调整。若水位高于24.5m，则不须调整，若低于24.5m，则将平台顶端工40型钢撤掉，以降低平台高度。（支架结构见附图）支架搭设顺序：钢管桩施工剪刀撑连接吊装钢管桩顶分配梁吊装主桁架及分配梁。吊装采用50t浮吊及塔吊配合，支架施工定于61#块与2#块钢箱梁焊接0#块钢箱梁验收0#块支架拆除6月20号完成。1.3.2支架计算（1）钢管桩计算。钢管桩承受荷载为2#块钢箱梁自重，3#块钢箱梁自重，悬臂吊机的自重及施工荷载，风荷载等。2#块钢箱梁自重158.1t，3#块钢箱梁自重176.1t，吊机自重考虑200t，施工荷载30t。1.1钢管桩承受轴向力N边=W总=W2+W3+W吊机+W施工=158.1+176.1+200+30=564.2t。N=N边/8=70.5t。λ=μι/i，I=（I/A）1/2I=兀D4（1-a4）/64=0.0038m4，A=兀（D2-d2）/4=0.031m2i=（I/A）1/2=0.35，λ=24/i=108（μ=1）查表得Ф=0.536N容许=Φ［σ］A=0.536×140×0.031=233t＞N，符合要求K安全系数=N容许/N=233/70.5=3.31.2钢管桩在风荷载及钢梁自重作用下计算其应力1.2.1风荷载桥址处最大瞬时风速29.6m/s，设计风速27.6m/s，箱梁高3m，箱梁下桁架按3m计。f1=A1×W+A2×WA1=3×（9+10.2）=57.6m2，A2=0.4×9×3=10.8m2W=K1K2K3K4×V2/1.6=605.1Mpaf1=A1×W+A2×W=4.1t，f2=A3×W=1.21t7f=f1/8+f2=1.72tM=f×L=65.53t.mσ=N×A+M/W=125.7Mpa＜［σ］符合要求。2.桁架计算最不利情况下，2#梁段就位，在2#梁段上拼装悬臂吊机，吊装3#块梁段，此时W总=W2+W3+W吊机+W施工=564.2t考虑超载系数1.05，冲击系数1.2，安全系数1.2W总=1.05×1.2×1.2×W总=853.07t对支架采用桁架计算程序计算Nmax=-52.02tfmax=2mm均符合要求。1.4支座砼浇注、支座安装0#块钢箱梁安装前，应将下横梁上的所有设备材料进行清除，并安装完临时支座，浇注完成竖向盆式支座垫石砼，安装完盆式支座。主塔内侧横向抗风支座锚筋焊接牢固，在1#块就位后，再浇注支座垫石砼。下横梁垫石强度达到设计要求后方可吊安1#块钢箱梁，同时，测量队人员在钢箱梁吊装前，应将桥轴线、墩轴线及有关位置测量标定，以保证0#块钢箱梁的吊装。盆式支座安装时，应严格考虑其偏差，保证安装精度。盆式支座安装允许偏差：支座上下对中误差±3mm，高程允许偏差±5mm，纵横向扭转±1mm，支座四角高低差＜2mm。1.5中横梁塔吊安装中横梁浇注完成后，拆除模板，在中横梁军山侧拼装一台QTZ140T·m塔吊。塔吊基础采用2根H40型钢，采用［36型钢连接8成整体。每根H40型钢前端均采用两根36槽钢作斜向支撑,后端采用6根φ32精轧螺纹钢锚固，每根φ32精轧螺纹钢锚固力30t。塔吊安装采用金口侧塔吊辅助完成。1.6临时塔吊拆除中横梁塔吊拼装完成后，拆除金口侧临时塔吊。临时塔吊的拆除利用塔吊自身特点进行自我拆除。临时塔吊拆除至钢围堰顶面时，可利用50t浮吊辅助拆除。1.7吊装设计计算及水位确定（1）根据设计要求，主塔D、E梁段，主3#至主4#梁段及主4#至临时墩墩顶梁段须搭设支架平台，利用250t浮吊吊装存梁。由于主3#至临时墩梁段存梁不受吊高影响，故可不做计算条件。D梁段、E梁段受水位影响最大，故仅对D梁段、E梁段作设计计算。D梁段,重量127.1t,吊点平面尺寸4×18m,平面尺寸34.8×6.8m,高3mE梁段,重量158.1t,吊点平面尺寸4×18m,平面尺寸38.8×9m,高3m(2)250t浮吊主要性能0#块钢箱梁采用长航打捞局250t浮吊，浮吊性能如下：船高2.2m，空载情况下吃水深0.5m，吊重情况下吃水1m，起重量：角度大于63.60情况下250t，起重高度670角度下吊高32m，63.60角度下吊高31.2m（自水面算起）（3）吊装水位及流速吊装水位24.5m，（黄海高程），流速估算2.2m/s（4）吊具结构9根据钢箱梁实际吊耳尺寸，拟做一井字形吊具，吊具长19m，宽度应根据钢箱梁吊耳间距设计成可调，0#块采用吊具中到中4m，吊具下焊四个吊耳与钢箱梁对应。吊具采用φ120钢管桩,中间采用φ80钢管相连。利用钢绳将吊具下部兜住，并与250t浮吊销轴相连。根据设计计算。选用6×37φ63钢绳，每个吊点选用2根钢绳。（5）吊高及水位确定吊装1#块，即D梁段，Wd=128.1t，W吊具=28t，箱宽6.8m，吊杆角度670，W总=156.1t＜200t，此时吊高为：Δh=25.27m。W水位=48.6-25.27=23.33m。吊装2#块，即E梁段，E梁段，We=158.1t，W吊具=28t。箱宽9.0m，吊杆角度63.610，W总=158.1+28=186.1t＜200t，此时吊高为：Δh=28.7m。W水位=48.06-23.7=24.36m。考虑一定的安全储备，选用24.5m水位0#块钢箱梁吊装施工所用索具应在钢箱梁吊安前准备完毕，吊安所用吊具，扣绳、插销、手拉葫芦、千斤顶等均应检修备用，并备一定数量备用件。1.8250t浮吊进场0#块钢箱梁吊装采用长航打捞局250t浮吊，浮吊须在6月底，7月初进场，并做检修，做好吊装准备，确保万无一失。1.9浮吊抛锚就位先撤走主5#墩墩旁所有施工船泊、50t浮吊等，浮吊到位后，在水位接近吊装水位时抛锚就位。浮吊先在军山侧抛锚，抛锚前，先与10港监部门取得联系，占用250t浮吊前后施工水域200m，港监派专船值班，确保过往船只安全。250t浮吊自带铁锚，利用250t浮吊先抛2个前锚，再抛2个尾锚，均以八字形式分布，通过锚定系统250t浮吊可实现前移及后退。1.10钢箱梁运输就位在水位接近吊装水位时，利用3000Hp拖轮携带驳船将钢箱梁运输到位。钢箱梁一次运输不得少于3块，其中钢箱梁存放顺序从上到下依次为1#块、军山侧2#块，京口侧2#块拖轮将驳船运到250t浮吊前方，并利用驳船自带铁锚进行抛锚；铁锚分前锚和尾锚，前锚2个，尾锚2个，均以八字形式分布，通过锚定系统及拖轮将运梁船稳住。(见附图)1.11、0#块钢箱梁吊装钢箱梁运输船抛锚就位后，井子形吊具下吊耳与1#块临时吊耳通过销子连接，经检验连接牢靠后，250t浮吊起吊，起吊时先使1#块钢箱梁吊离驳船5cm左右，并持荷5分钟，在无异常情况下方可起吊。1#块钢箱梁吊起后，运梁船收起锚锭系统，通过大马力拖轮撤出。250t浮吊通过自身锚锭系统前移，前移直至船头与钢围堰贴住。浮吊收钩上升，吊至设计标高后将1#块落下。在1#块吊至存梁支架前，在存梁支架工40轨道上放有8个30t平板牵引轴型移位器，移位器高度14cm，1#块落至移位器上后，通过设置在对应支架上的卷扬机牵引移位器，实现1#块的纵移，直至1#块纵移到位。1#块吊装完成后，可依次同法吊装2#块。（见附图）111.12调整、连接1#块纵移到位后，由测量人员对1#块顶标高及纵横轴线进行测量，并与设计顶标高及纵横轴线对照，若超过规定须进行调整。调整通过千斤顶及链条葫芦进行调整。2#块吊装完成后，通过设置在中间桁片上的32t油压千斤顶进行顶升，从而达到调整2#块标高的目的。在1#块及2#块纵横轴线及顶标高调整到位后，完成1#块与2#块之间的焊接。1.13支架拆除0#块钢箱梁拼装完成经检验合格后，10月份在0#块上拼装桥面吊机。桥面吊机拼装完成后，利用吊机安装金口侧C梁段一块、B梁段一块，军山侧C梁段一块、B梁段一块，安装完成经检验合格后，拆除0#块钢箱梁支架。拆除时，通过砂筒放砂，降低支架高度，使支架与钢箱梁脱离。先拆除万能杆件上的分配梁，再拆除万能杆件、万能杆件底分配梁、砂筒、钢管桩等。支架拆除利用25t吊车上船辅助完成。（2）、主3#墩~主4#墩存梁主3#墩至主4#墩共有19#块、20#块、21#块、24#块、23#块、22#块6块钢箱梁。由于河床较高，枯水期间河床全部露出，驳船无法将钢箱梁运输到位，因此在主3#墩至主4#墩之间搭设支架，高水位期间将钢箱梁存放在支架上，最后利用悬臂吊机进行拼装。主3#墩至主4#墩存梁支架由钢管桩加万能杆件组成。在主3#墩至主4#墩之间共插打四排钢管桩，每排钢管桩四根，钢管桩直径1m。12钢管桩插打直接利用沉桩机加25t汽车吊完成，钢管桩布置见附图。钢管桩插打完成后，在钢管桩顶设横桥向分配梁，分配梁上搭设万能杆件组成的桁架。在万能杆件顶设轨道，轨道与万能杆件上弦干固定，轨道上共设8台30T移位器。在高水位期间，利用驳船将主3