钢套箱安装施工技术方案06-08-28

舟山大陆连岛工程金塘大桥土建Ⅲ-A合同段防撞钢套箱安装施工技术方案中港二航局金塘大桥工程项目经理部-1-第一章编制依据1.1、编制范围本施工技术方案编制范围为金塘大桥Ⅲ-A合同段主通航孔桥索塔墩防撞钢套箱施工，包括D3#、D4#防撞钢套箱运输、起吊、下放、加固，封底混凝土浇注等内容。1.2、编制依据（一）金塘大桥Ⅲ-A合同段招标文件与中标合同文件（二）《金塘大桥施工图设计第二卷第一册第一分册》（二〇〇六年四月版）（三）《金塘大桥主通航孔桥主墩防撞钢套箱施工图设计》（二〇〇六年六月版）（四）《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）（五）《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80/1-2004）（六）《公路工程施工安全技术规程》（JTJ076-95）（七）《钢质海船入级与建造规范》（2001）（八）《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205—2001）（九）《公路工程国内招标文件范本（2003版）》（十）《金塘大桥Ⅲ-A合同段总体施工组织设计》（2005年12月）（十一）二航局质量手册﹑质量﹑作业指导书（十二）施工现场实际情况以及我局现有的技术装备、管理水平和类似工程的施工经验。舟山大陆连岛工程金塘大桥土建Ⅲ-A合同段防撞钢套箱安装施工技术方案中港二航局金塘大桥工程项目经理部-2-第二章工程概况1、概述舟山大陆连岛工程金塘大桥第Ⅲ-A合同段范围为五跨连续（77+218+620+218+77=1210m）钢箱梁斜拉桥的下部结构，主要施工内容包括：辅助墩（D2#、D5#）、过渡墩（D1#、D6#）和主塔（D3#、D4#）的基础、承台及其附属设施（包括主桥防撞设施）、辅助墩和过渡墩墩柱施工。其中D3#、D4#索塔承台采用实体钢筋混凝土圆端形构造，采用钢套箱施工工艺。承台平面尺寸56.78×34.02m，厚6.5m，承台上设厚2.5m的塔座，封底混凝土厚2m。钢套箱除满足承台施工过程中的作业需要外，同时需满足主墩承台的使用过程中的防撞功能要求。为节省投资，设计时将钢套箱侧壁与防撞设施有机结合，融为一体。其结构型式见图1。图1D3#、D4主墩一般构造图舟山大陆连岛工程金塘大桥土建Ⅲ-A合同段防撞钢套箱安装施工技术方案中港二航局金塘大桥工程项目经理部-3-单个防撞钢套箱重约1600T，其中吊装重量约1400T。吊装采用两台浮吊进行抬吊就位。2、施工条件2.1气象条件本工程东临东海，桥址区常风向为NW，出现频率11％，平均风速9.6m/s，最大风速27m/s；次常风向为ESE，出现频率10％，平均风速为4.9m/s。强风向为E和NW向，最大风速分别为34.3m/s和34m/s。桥址区风速风向季节变化较明显。防撞钢套箱制作拼装施工适逢夏秋季节，盛行SSE、ESE、NNW、NNE向风，风速较小，但该时段为台风和热带风暴活动较多时期，钢套箱安装施工时间为2006年10月份，台风的影响依然存在。2.2、水文条件桥址区主要受太平洋潮波影响，桥址区的潮汐类型为不正规半日潮。桥址区水域的波浪以风浪为主，强浪向为NW～NNW向，其中NNW向出现频率6.9％，年平均波高H1/10为1.14m，实测最大波高Hmax6.1m。大浪主要出现在每年的8～12月，对钢套箱安装施工有一定影响。桥址区潮流一般为不正规半日潮流为主，潮流运动形式大多为往复流。2.3地形条件本区段处在金塘岛西北侧主航道之上，海底呈不对称V形深槽，D3墩处海底泥面高程约-22.00m，D4墩处海底泥面高程约-12.00m，水深条件较好，适合水上大型船舶作业。3、工程特点3.1单件重量大，对浮吊要求性能高。防撞钢套箱单件重1600T，浮吊一次安装重量达1400T，在桥梁施工中实属罕见，对浮吊的要求较高。3.2安装质量要求高，技术难度大。防撞钢套箱兼顾防撞与承台施工围堰要求，工况条件较为复杂，防撞体按《钢质海船入级与建造规范》设计，单个钢套箱体积巨大，达60.78×38.02×9.858m，整体吊装，施工技术难度大。3.3工况条件恶劣，施工组织难度大。主墩远离陆地，位于主航道处，水深流急，航运繁忙，施工又适逢夏秋季节，受到高温及台风和季风的影响，工程施工组织、交通、材料的运输、安全管理压力较大。舟山大陆连岛工程金塘大桥土建Ⅲ-A合同段防撞钢套箱安装施工技术方案中港二航局金塘大桥工程项目经理部-4-第三章防撞钢套箱结构设计情况1、设计条件1.1防撞设计控制船舶表1船型排水量(T)平均吃水(米)5万吨级压载253425.342.5万吨级315749.51.2主要设计标高及参数表2项目名称数值备注承台顶标高/底标高（m）＋6.0/－0.5钢套箱顶标高/底标高（m）＋6.9/－2.958钢护筒顶标高/嵌固点标高（m）＋4.50/－41.4m封底混凝土顶标高/底标高（m）－0.5/-2.5泥面标高－28.0m已考虑5m冲刷封底混凝土强度等级C30首层承台浇筑厚度(m)2.5混凝土握裹力（kN/m2）150kN/m21.3设计水位表3项目名称数值（m）备注设计高潮位＋3.32m20年一遇设计低潮位－2.2120年一遇设计最高通航水位+3.28防撞工况考虑设计最低通航水位-1.59防撞工况考虑1.4水流、波浪和风速表4项目名称正常工作时抗台时设计流速2.83m/s2.83m/s设计波浪H=1.0mT=5.57sH=3.82mT=6.57s设计风速13.8m/s36.9m/s2、设计说明采用双壁防撞钢套箱结构，该结构既满足防撞功能的要求，又作为承台施工时的挡水和模板结构，满足施工期各工况受力要求。根据工程总体施工进度计划，钢套箱安装时值台风期，考虑现场墩位处分块拼装，工期长，不确定因素多，同时现场涂装工作量大，质量无法保证，为确保钢套箱安装安全、质量和耐久性，防撞钢套箱按陆上制作、拼装、整体运输至现场后大型起重船吊装就位的施工方案设计。舟山大陆连岛工程金塘大桥土建Ⅲ-A合同段防撞钢套箱安装施工技术方案中港二航局金塘大桥工程项目经理部-5-第四章工艺流程根据设计及现场情况，决定采用2艘大型起重船抬吊的安装工艺。即钢套箱在2艘平板驳连成整体的浮平台上整体组拼完成后，直接用拖轮将浮平台拖带至施工水域合适位置抛锚定位，用2艘大型起重船将搁置在浮平台上的钢套箱抬起，移锚动船至合适位置，缓慢下放到位。其中吊幅吊重较大的浮吊在现场抛锚定位于主通航孔桥主跨的外侧，另外一艘浮吊抛锚定位于主通航孔的主跨内。安装工艺流程见图2。图2钢套箱安装工艺流程图施工准备钢套箱(浮平台)就位钢套箱(浮平台)运输吊索安装起吊移船、初步就位精确对位并下放平面位置、高程调整浮吊落钩、体系转换焊接固定拉压杆封堵护筒处开孔缝隙封底混凝土施工支撑钢护筒顶口处理辅助桩支撑处理内外挑梁焊接固定浮吊驻位完成安装，进入下道工序舟山大陆连岛工程金塘大桥土建Ⅲ-A合同段防撞钢套箱安装施工技术方案中港二航局金塘大桥工程项目经理部-6-第五章主要施工方法一、吊装设备选择1.1吊高要求2006年度10月份潮位表显示，当月最低水位以-1.5m计，作为起吊水位进行吊高计算，上游侧生活区平台最高点（集装箱上安放的水箱顶）标高按+11m计算，钢套箱底到吊点的最长距离为49.858m（起吊钢丝绳高度40m+套箱高度9.858m），因此，从水面算起的起吊最小高度：Hmin=49.958+11-（-1.5）=62.458m。同时在钢套箱抬吊过程中，需要跨越生活区平台的浮吊的吊高需要有跨过900T.m塔吊的能力，根据现场测算，900T.m塔吊的塔尖高度可降至标高+43.5m，跨越高度H=43.5-(-1.5)=45m＜Hmin=62.458m，无需提高起吊高度。钢套箱起吊示意图见图3。D-DDD图3钢套箱起吊示意图1.2吊幅要求为了避开上游侧生活区的900T.m塔吊，钢套箱需偏离承台横桥向轴线一定距离进行布置，如下图4所示。根据钢套箱与平台之间的相对位置，要求其中一台浮吊（1000T）的吊幅=平台宽度的一半21m+生活区塔吊基础宽度的一半2m+起吊点至钢套箱长边的水平距离4m+富余2×2m=31m，另一台浮吊（1200T）吊幅=起吊点至钢套箱长边的水平距离6.5m+平台走道宽度2.5m+富余2.5m=11.5m。舟山大陆连岛工程金塘大桥土建Ⅲ-A合同段防撞钢套箱安装施工技术方案中港二航局金塘大桥工程项目经理部-7-图4钢套箱现场吊装平面示意图舟山大陆连岛工程金塘大桥土建Ⅲ-A合同段防撞钢套箱安装施工技术方案中港二航局金塘大桥工程项目经理部-8-1.3吊重要求钢套箱一次性安装重量达1400T，附加1.25的动载系数，单个浮吊吊重为：1400*1.25/2=875T；综合以上三个因素，选定镇“航工818”1200T浮吊和“港机1#”1000T浮吊作为钢套箱抬吊的吊装设备，两艘浮吊的起重性能如下：①、1200T浮吊起重性能（镇航工818#）1200T浮吊起重性能参数表5总长（m）总宽（m）型深（m）最大吃水（m）主钩间距（m）86286.33.81200T浮吊双主钩起吊负载和船外伸幅度仰角（°）6055504540最大起升重量(主钩)（T）2×6002×4652×3612×2782×211主钩起升高度（m）64.659.452.343.833.6附钩起升高度（m）686254.144.733.8说明:1、单位为毫米；2、船体尺寸：86m×28m×6.3m3、最大起重能力：主钩两对：600t×2=1200t副钩两对：200t×2=400t30°40°50°60°7400646236796759378619685237054127438124468333821338246545761849586545377750213445864008536351300552546642886398493528236081724126788666754图51200T浮吊吊幅与吊高关系图②、1000T浮吊起重性能（港机1#）1000T浮吊起重性能参数表6总长（m）总宽（m）型深（m）最大吃水（m）主钩间距（m）83.673063.54.421000T浮吊双主钩起吊负载和船外伸幅度仰角（°）6867666564636261外伸幅度（m）22.523.724.926.127.328.429.630.7主钩高度（m）76.876.275.775.174.573.973.272.5主钩荷载（T）1000100010001000100010001000910仰角（°）6059585756555453外伸幅度（m）31.933.034.135.236.337.438.439.5主钩高度（m）71.971.270.469.768.968.167.366.5主钩荷载（T）910820780730700660620590舟山大陆连岛工程金塘大桥土建Ⅲ-A合同段防撞钢套箱安装施工技术方案中港二航局金塘大桥工程项目经理部-9-仰角外伸幅度主钩高度18,58图61000T浮吊示意图根据以上起重性能参数，1000T浮吊在仰角60°(吊重910T，净吊幅或外伸幅度31.9m,主钩高度71.9m)，1200T浮吊在仰角55°(吊重930T，根据图5内插计算得净吊幅或外伸幅度35.9m，主钩高度60.4m)时即可满足吊装要求。1.4吊点设计钢套箱采用两台浮吊进行抬吊，根据设计计算，整个钢套箱共布置8个吊点，吊点位置示意图见图7。图7钢套箱吊点布置图舟山大陆连岛工程金塘大桥土建Ⅲ-A合同段防撞钢套箱安装施工技术方案中港二航局金塘大桥工程项目经理部-10-1.5吊索强度计算吊装采用2艘浮吊进行抬吊，每艘浮吊采用2个大钩，吊索选用Φ120mm钢芯钢丝绳，破断拉力总和12501KN，单根长100m的4根（1000T浮吊使用），单根长80m的4根（1200T浮吊使用）。α图8钢套箱起吊角度示意图为确保起吊时每根吊索均匀受力，起吊时，单艘浮吊的双主钩（T型平衡钩）每钩分别双挑2根钢丝绳，每根钢丝绳的两个琵琶扣分别穿在一个吊耳的销拴上。与之对应的吊耳（点）两两组合是：1和3、2和4（为1000T浮吊4个吊点）；5和7、6和8（为1200T