《施工组织设计专项施工方案资料》钢箱梁安装施工方法.doc
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1、北航道桥钢箱梁安装方法杭州湾跨海大桥北航道桥主塔钢箱梁施工方案广东省长大公路工程有限公司杭州湾跨海大桥合同项目经理部2006.11.25钢箱梁施工方案1 工程概述杭州湾跨海大桥北航道桥为70+160+448+160+70m五跨连续半飘浮体系双塔双索面钢箱梁斜拉桥。桥面纵坡为2.8%,位于R=20000m、切线长T=560m、外矢距E=7.84m的圆弧竖曲线上。主梁为栓焊流线扁平钢箱梁,梁高3.5 m(中心线),钢箱梁横隔板标准间距3.75m,钢箱梁内设置两道中纵腹板,其距钢箱梁中心线间距为8.50 m。斜拉索采用高强度低松弛平行钢丝外挤包高密度双层聚乙烯护层制成的扭绞型拉索,标准索距为15m,
2、最大索长248.180m,重14.916吨。全桥共设有6对多向活动竖向支座,分别设于B8、B9、B10、B11、B12、B13号墩处;4组横向抗风支座,分别设于B8、B10、B11、B13号墩处;6组横向阻尼限位装置,分别设于B8、B9、B12、B13号墩上;4组纵向阻尼限位装置,设于B10、B11号墩处。在边跨辅助墩及过渡墩附近钢箱梁内设有预制混凝土压重块,避免过渡墩、辅助墩出现负反力。全桥主梁钢箱梁划分为九类(AI)67个梁段进行架设安装。A梁段48个,梁长15m,最大吊装重量约2584kN;B梁段4个,梁长15m,吊装重量约2647kN;C梁段4个,梁长8.75m,吊装重量约1664kN
3、;D梁段2个,梁长6.5m,吊装重量约1938kN;E梁段2个,为边跨合拢段,梁长7.5m,吊装重量约1362kN;F梁段2个,梁长8.75m,吊装重量约2042kN;G梁段2个,梁长13.75m,吊装重量约2548kN;H梁段2个,梁长7.15m,吊装重量约1627kN;I梁段1个,为中跨合拢段,吊装重量约842kN,梁段划分见图1。B8、B9、B10、B11、B12、B13号墩墩顶节段钢箱梁(其中B10、B11号墩顶各3节段即N01、N02、N03及S01、S02、S03;B9、B12号墩顶各1节段即NB10及SB10;B8、B13号墩顶各1节段即N04及S04)均采用搭设墩顶支架、浮吊起
4、吊钢箱梁至墩顶支架上、再采取水平滑移就位的方法进行安装。其余标准梁段均采用320t步履式桥面吊机吊装,其中由于主墩平台及辅助墩承台位置影响,钢箱梁运输驳船不能就位在钢箱梁安装垂直投影位置,故采用320t步履式桥面吊机起吊之前,必须将NZ1、NB1、SZ1、SB1、NB11、SB11六段钢箱梁事先用浮吊起吊放置在主墩及辅助墩施工平台上 ,将NBH1、SBH1二段钢箱梁事先用浮吊起吊放置在辅助墩靠塔侧承台上。- 39 -图1 主梁梁段划分图2 钢箱梁安装施工总体工艺流程图:3 钢箱梁运输及需求计划钢箱梁由钢箱梁制造商武船重工组织运至桥位处相应钢箱梁吊装海域进行抛锚、就位。我项目部为此提供钢箱梁相应
5、节段安装需求计划表、II合同标段施工海域范围主桥墩位、排污管道以及海底电缆等实物坐标和主航道过往船只统计表,以便为钢箱梁运输、驳船抛锚定位等提供参考资料。此外我项目部将计划在2007.2月底之前对我部施工栈桥及B1B7墩、B8、B13、B9、B12墩靠主跨侧施工平台、B10、B11墩部分施工平台及全部桅杆吊基础钢管桩等全部拆除并完成相应施工海域扫海工作。整个钢箱梁吊装施工全过程将由海事部门组织对该海域实施航道封航监护工作。3.1 II合同标段钢箱梁需求计划时间表表1 II合同标段钢箱梁需求计划时间表序号钢箱梁交货节段节段长度(m)节段数量预计交货期交货地点1N016.512007.01.26水
6、上吊装现场2N038.7513NB11514S016.512007.2.045S038.7516SB18.7517NB108.7512007.02.148NBH17.5019NB1113.75110N047.15111N028.7512007.1.31(按B10墩塔柱07.1.31完成计)12NZ115113SB108.7512007.2.2014SBH17.50115SB1113.75116S047.15117S028.7512007.2.10(按B11墩塔柱07.2.10完成计)18SZ115119NZ21512007.2.2320NB215121NZ31512007.2.2822NB31
7、5123NZ41512007.3.524NB415125SZ21512007.3.526SB2151序号钢箱梁交货节段节段长度(m)节段数量预计交货期交货地点27NZ51512007.3.10水上吊装现场28NB515129SZ31512007.3.1030SB315131NZ61512007.3.1532NB615133SZ41512007.3.1534SB415135NZ71512007.3.2036NB715137SZ51512007.3.2038SB515139NZ81512007.3.2540NB815141SZ61512007.3.2542SB615143NZ91512007.3.
8、3044NB915145SZ71512007.3.3046SB715147SZ81512007.4.448SB815149SZ91512007.4.950SB915151NZ101512007.4.1252NZ1115153SZ101512007.4.20水上吊装现场54SZ1115155NZ121512007.4.2256NB1215157SZ121512007.4.3058SB1215159NZ131512007.4.2760NB1315161SZ131512007.5.0562SB1315163NBH21512007.5.0264SBH21512007.5.1065NZ141512007
9、.5.0766SZ141512007.5.1567ZH1412007.5.253.2 II合同标段海域墩位、排污管道等平面分布图图2 II合同标段海域墩位、排污管道等平面分布图3.3 II合同标段主航道过往船只统计表3.4 钢箱梁运输注意事项说明1)钢箱梁装船发货顺序必须按表1钢箱梁需求计划时间表中所列梁段序号进行。其中从序号118所列梁段均采用“稳强3号”1300t浮吊吊装安装到位或吊装临时搁置在施工平台、墩顶支架及辅助墩承台上。2)表1钢箱梁需求计划时间表中所列“预计交货期”均为钢箱梁到达施工现场日期。3)表1钢箱梁需求计划时间表中所列梁段需求时间均暂时按B10主墩于2007.1.31完成
10、主塔封顶并拆除爬架及施工电梯考虑、B11主墩于2007.2.10完成主塔封顶并拆除爬架及施工电梯考虑,具体准确需求时间须在后续上塔柱施工时进一步明确。4)钢箱梁运输船舶到达施工现场应按图2 II合同标段海域墩位、排污管道等平面分布图给定的坐标以及相应钢箱梁节段吊装位置图进行船舶的抛锚及定位就位工作,同时特别应充分考虑B8、B13墩承台影响、结合驳船尺寸确定NBH2、SBH2二块钢箱梁在驳船上的摆放位置。5)钢箱梁运输船舶到达施工现场海域进行抛锚时应特别注意避开并尽量远离图2 II合同标段海域墩位、排污管道等平面分布图 所示各排污管道及海底电缆位置,严禁锚具破坏或挂断这类管线。同时钢箱梁运输单位
11、必须制定周密的防船舶走锚措施和预案。4钢箱梁墩顶块安装4.1 概述B8、B9、B10、B11、B12、B13号墩墩顶节段钢箱梁(其中B10、B11号墩顶各3节段即N01、N02、N03及S01、S02、S03;B9、B12号墩顶各1节段即NB10及SB10;B8、B13号墩顶各1节段即N04及S04)均采用搭设墩顶支架、浮吊起吊钢箱梁至墩顶支架上、再采取纵横滑移就位的方法进行安装。此外NZ1、NB1、SZ1、SB1、NB11、SB11六段钢箱梁以及NBH1、SBH1二段钢箱梁由于主墩平台及辅助墩承台位置影响,也必须事先用浮吊起吊放置在主墩及辅助墩施工平台或辅助墩靠塔侧承台上。以上共计18节段钢
12、箱梁均采用“稳强3号”1300t浮吊完成起重吊装。以上各梁段相关参数见表2。梁段编号DCCBBEFGHN01N02N03NB1NZ1NBH1NB10NB11N04宽度(m)33.637.137.137.137.137.137.137.137.1高度(m)3.53.53.53.53.53.53.53.53.5长度(m)6.58.758.7515157.58.7513.757.15梁重(t)191.2162.5164.4261.4261.4136.0202.0251.9159.6起升高度(考虑吊具10m、潮水+0.0m标高)66.2m66.366.119.519.518.063.818.062.3
13、表2 B、C、D类梁段及E、F、G、H梁段相关参数表(南塔未示)根据以上各梁段重量及浮吊起重能力,除B、G类梁采用浮吊主钩单钩(650t)起吊外,其余梁段均采用浮吊辅钩单钩(200t)起吊。4.2 主墩、辅助墩及过渡墩墩顶支架设计与搭设4.2.1 主墩墩顶C、D类梁段支架设计与安装主墩墩顶C、D类梁段施工支架(即0#块支架)由1200×16mm钢管立柱(约175m、82t)、800×10mm钢管平联(约480m、95t)、H588型钢纵横梁(120m、18t)以及I25工字钢垫梁(130m、5t)、不锈钢板及滑板组成的纵横向滑移装置组成。整个支架总重约为210t。支架详细构
14、造详见0#块钢箱梁支架设计图(13)(ZJ-0103)。图3 0#块钢箱梁支架平面布置图图4 0#块钢箱梁支架立面及侧面布置图钢管分节段加工制作和吊装,节段长度为12m,分节之间通过法兰盘连接,法兰板厚20mm,连接螺栓直径为24mm。支架钢管及平联安装采用315塔吊进行起吊安装,5t卷扬机辅助配合。4.2.2 边辅墩墩顶F、H类梁段托架设计与安装1)辅助墩钢箱梁支架构造该支架以焊接在墩身预埋钢板上的牛腿作为下支撑点,辅助墩左右幅墩身共焊接8个牛腿,向塔侧牛腿采用双拼I45a、背塔侧牛腿采用单I45a,牛腿顶面标高为:+48.414m;牛腿顶面为HM588型钢横梁,横梁以上为2根间距为90cm
15、HM588型钢纵梁,纵梁靠近墩身端采用梁底面立焊钢板与墩顶预埋件连接固定;纵梁上面为临时支座基础,采用I25a工字钢叠两层制作成整体,临时支座基础以上为滑板支座系统。图5 辅助墩支架侧面示意图2)过渡墩钢箱梁支架构造过渡墩钢箱梁支架采用型钢桁架结构,钢桁架以悬臂托架形式与墩身预埋件焊接固定。桁架上弦杆件采用双拼45a工字钢,下弦杆及斜撑采用双拼25a工字钢。图6 过渡墩支架侧面示意图辅助墩及过渡墩支架支架详细构造详见辅助墩及过渡墩支架(ZJ-0917)。3)支架安装墩身支架在墩身施工完毕后利用塔吊安装,采用墩顶挂蓝作为辅助墩牛腿、过渡墩桁架焊接操作平台及人行通道,辅助墩牛腿及过渡墩桁架焊接要求
16、平整,标高准确,焊缝饱满。墩身预埋件严格按照施工图纸制作及安装。4.3 临时滑板支座系统钢箱梁精确微调定位用临时滑板支座滑板采用800*3mm不锈钢滑板,滑板上采用尺寸为400*400*15mmF4乙烯橡胶支座,橡胶支座与钢箱梁之间垫同尺寸20mm及12mm钢板各一块。其详细构造详见钢箱梁纵横移装置细部构造图。4.4 钢箱梁墩顶块吊装施工4.4.1 “稳强3号”1300t浮吊相关要素1)船体主尺寸船长80m、型宽30m、型深6.5m,吃水4m,总吨位4845t、净吨位1452t。2)主要技术参数表表3 “稳强3号”浮吊主要技术参数表主勾(2×650t)副勾(2×200t)角
17、度(度)65605550456560555045起重量(t)2*6502*5002*4002*3002*2002*200吊幅(m)3945.551.95863.64349.956.562.768.4吊高(m)73.369.665.460.655.378.374.670.465.660.3主勾起升速度0.75m/min, 副勾起升速度1m/min。3)“稳强3号”浮吊侧面示意图图7 “稳强3号”浮吊侧面示意图4.4.2吊架及连接板凳等吊具设计为保证浮吊吊装钢箱梁时的安全以及防止钢箱梁吊装变形,特别设计一专用吊架,吊架尺寸为17×8m。吊架由双拼H588型钢及426mm钢管组成,双拼H5
18、88型钢顶面设上吊耳4只,其中心间距为17×5m。双拼H588型钢底面设下吊耳5组×4只/组=20只,其横桥中心间距为17m,纵桥向5组吊耳间距分别为2.75m、3.75m、5m、6m和7.5m,以分别用H、E、D、C和B类梁的吊装。吊架结构见图8,其详细设计图见钢箱梁浮吊吊装用吊架设计图(ZJ-06)。图8 吊架设计示意图吊架与浮吊通过4个上吊耳配置4个120t卡环、4条24m长56mm钢丝绳(每条折成双批,吊装长度12m)挂在浮吊主勾或辅勾上面进行吊装。吊架通过4个连接板凳及8只95×250mm、8只115×130mm插销与钢箱梁临时吊点销接起吊。吊
19、架与连接板凳之间用吊带连接,吊架连接板凳结构示意见图9。图9 吊架连接板凳结构示意图4.4.3钢箱梁浮吊吊装相关船舶、机具准备1)“稳强3号”浮吊根据钢箱梁吊装时间及顺序安排在相应施工墩位处抛锚就位。其中B11主墩钢箱梁吊装时在靠施工平台南北侧偏西抛锚就位,B10主墩钢箱梁吊装时在靠施工平台南侧偏东及北侧偏西抛锚就位,辅助墩及过渡墩钢箱梁吊装时均考虑在施工平台或栈桥东面(下水)抛锚就位。2)钢箱梁运输船舶到达施工海域后在距吊装现场约1海里的水域临时抛锚等候,以备钢箱梁吊装时及时进驻吊装施工现场抛锚就位。同时必须充分协调好钢箱梁运输事宜,杜绝浮吊吊装作业时发生钢箱梁运输供给不及的现象发生。3)起
20、锚艇、交通船、拖轮等施工辅助船舶到位、用作海上交通工具、施工起抛锚、施工监护及施工警戒任务。4)钢箱梁吊装期间应专门成立一船舶调度协调小组,该小组成员应包括浮吊船员、钢箱梁运输单位船员及我项目部船机调度及负责钢箱梁吊装施工的技术员。5)提前加工一套浮吊吊装专用吊架及6个连接板凳(2个备用)、6条吊带及10只95×250mm(2只备用)、10只115×130mm插销(2只备用)。其结构见4.4.2所列及详细结构设计图。吊架及连接板凳加工时务必保证其吊耳角度、水平度及间距等等加工精度和焊缝焊接质量。6)准备4个120t卡环(统一规格)及4条24m长56mm钢丝绳。16磅榔头4个
21、,5t手拉葫芦8个、10 t手拉葫芦4个,5t/10t卡环若干,19.5mm钢丝绳千斤头若干。60t油压千斤顶(配油泵)2台,50t螺旋千斤顶68台。气割2套,电焊机2台。准备6m长竹梯4把。高频对讲机6台。7)准备4mm30mm厚度不等的钢板边角料若干、12m长I25工字钢若干条,用于钢箱梁吊装到位后临时卡位及标高调整。8)准备高强螺栓施工机具以及钢箱梁工地临时匹配构件(由武船提供)。钢箱梁一个接口工地临时匹配构件包括40×1880mm拉杆8条,30×120mm销子16个。9)吊装前召开综合会议,分工明确、统一指挥、信号明确畅通。4.4.4 钢箱梁现场浮吊吊装18节段钢箱
22、梁现场浮吊吊装总体顺序如下:N01N03NB1N02NZ1S01S03SB1S02SZ1NB10NBH1NB11N04SB10SBH1SB11S04。按B10墩塔柱07.1.31完成并拆除塔吊、B11墩塔柱07.2.10完成并拆除塔吊考虑,计划于2007.1.26日开始吊装N01梁段,2007.2.25日完成SZ1梁段吊装,浮吊用时1个月,其中未考虑天气、春节、钢箱梁供给等等客观因数的影响,同时S04梁段吊装是基于计划B13墩身及墩顶支架搭设施工在2007.2.22日前完成。4.4.4.1钢箱梁浮吊吊装流程示意图1)浮吊抛锚就位(仅示B11主墩南侧C、D三块钢箱梁吊装示意图)。B11主墩钢箱梁
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