大节段大翼缘钢箱梁水上拼装技术.docx

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1、钢箱梁桥抗弯抗扭刚度大、自重轻、施工工期短、安装养护方便、轻巧美观且桥梁寿命期结束拆除后的废钢材可回收利用，节能环保，近年来已被广泛应用于高架桥、高速匝道、立交桥的建设。但是水上拼装钢箱梁具有环境复杂、不可预见性强、施工操作困难等特点，因此如何安全高效、高质量地进行大节段大翼缘钢箱梁水上拼装施工是需要重点研究的问题。1、工程概况某大桥长528m,主跨采用（56+80+56）m钢箱梁横跨大钱港，该桥横断面为三幅桥，主线桥桥面宽27.1m（单侧翼缘宽3.85m）,两侧辅道桥桥面宽19.5m（单侧翼缘宽3.45m）。上部结构采用斜腹式变高度钢箱梁结构形式，中支点墩顶处梁高3.2m,跨中及边支点墩顶处

2、梁高2mo钢箱梁竖向线形位于半径4500m的竖曲线上，平面位于直线（图1、图2）。图1桥位立面布置图2主跨横向截面2、吊装作业环境大钱港为V级航道，通航尺寸45m5m（净宽X净高），设计最高通航水位为2.66mo历史最高洪水位为3.76m,常水位为1.20m。全年降水主要集中在56月和810月，本桥梁计划在47月跨航道吊装，此时雨水充沛，航道水位满足施工需求；局部河道位置需进行清淤，清淤深度为2.2m以上。3、钢箱梁节段划分钢箱梁在厂内制造成立体分段，采用“反造法”（节段总装时以顶板面为胎架面进行“反造。长度分轮次”“宽度全匹配等方法制造，总装胎架设横坡、纵向两端标高水平放置，纵向制作标高为纵

3、坡和施工预拱度叠加，整联纵、横向匹配制造。（1）钢箱梁平面节段划分如图3所示。图3钢箱梁平面节段划分(2)钢箱梁立面节段划分如图4所示，图4中为左辅道，右辅道对称划分。(a)(b)图4钢箱梁水中安装段立面划分(a)示意1；(b)示意2(3)钢箱梁最大节段为13-B2,该节段高2366mm,宽6800mm,长43500mm,重达168.6to4、水上钢箱梁拼装技术4.1吊耳钢丝绳、卸扣的选用和验算每个钢箱梁节段按刚体简化，根据计算得到的构件重心位置，在顶板上设置临时吊耳，布置在腹板(或纵肋)与横隔板结构相交处(图5)o(b)图5吊装吊耳(a)大节段吊耳；(b)普通节段吊耳吊耳腹板与钢箱梁节段顶板

4、角焊缝均要求熔透，吊耳耳板与钢箱梁节段顶板角焊缝采用双面贴角焊，焊脚尺寸8mm,吊耳与顶板坡口焊缝在厂内施焊完毕后，经100%UT探伤，确认合格后方能使用。大节段吊装采用8个吊耳，最重大节段为13-B2重168.6t,吊装采用4根钢丝绳（1根钢丝绳连接2个吊点），钢丝绳夹角通过钢丝绳的长度控制在60。以内。参照GB38112008起重机设计规范进行，钢丝绳选用及验算。根据吊耳布置及荷载分布情况，并参照GB/T258542010起重用卸扣标准，大节段卸扣的最大额定起重量拟定为21.1t,普通节段卸扣的最大额定起重量拟定为7.8t,考虑现场吊装的不稳定因素，按安全系数2选取，大节段吊装选用型号为S

5、-DW55的卸扣，普通节段吊装选用型号为S-DW17的卸扣。4.2 临时支墩主跨跨大钱港航道部分临时支架为由63010钢管通过11OOX6角钢，20a槽钢连接而成的立体钢支墩。每套临时支架顶部下方设置50t液压千斤顶，用于调整钢箱梁高度。主跨跨大钱港航道部分临时支墩的结构形式如图6所示。图6临时支墩设计（a）支墩设计图I5（b）支墩设计图2经计算，支架横梁最大竖向变形量为3.1mm,满足规范要求的1/400的规定（1=4000mm,1400=10mm）；钢管立柱、分配梁最大正应力为82.2MPa,小于规范允许的120MPa,满足规范要求；分配梁最大剪应力为80.7MPa,小于规范允许的85MP

6、a满足规范要求；支架系统稳定性满足规范要求。4.3 浮吊选型根据钢箱梁重量及施工现场水域情况，选用400t浮吊进行吊装。400t浮吊：外形尺寸（长X宽X高）：48.65m11.65m7.2m,空载吃水深度1.213m,满载吃水深度1.3m。查400t浮吊40m,60m,80m吊杆起重规格表，确定不同吊杆高度、吊重、起升高度、幅度和吃水深度等参数。4.4 钢箱梁节段吊点设置在设置吊点时，应先找准吊装节段的重心，吊点布置在硬结构上，（如内部有腹板、隔板位、加劲、腹板与隔板交接、隔板与加劲交接的位置），以保证吊装受力时不易变形；吊装钢丝绳夹角控制在30。60。范围内。中跨浮吊吊装的大节段箱梁也设置在

7、隔板与U形肋相交的位置，箱梁内部用加劲钢板进行加强，共设置8个吊点，4根钢丝绳，钢丝绳长约26m（图7）o图7大节段吊装吊耳布置示意4.5 钢箱梁节段临时加固根据节段划分，某些单个节段只有单侧腹板或无腹板，对此须在钢箱梁制作完成前采用槽钢（14a或20）进行加固（图8）o图8无腹板顺桥向加强做法对单侧有腹板的大节段箱梁，在无腹板侧采用槽钢装三角桁架支撑进行加强；对单个箱梁无腹板的大节段箱梁，沿顺桥向两侧采用槽钢装三角桁架支撑进行加强（图9）o图9无腹板顺桥向加强做法4.6 浮吊作业锚点布置浮吊船共设8个作业锚点。靠左辅道侧两岸各设2个锚点，锚点上游与下游的间距为58m；靠右辅道侧两岸同样各设2

8、个锚点，锚点上游与下游间距为80mo设置锚点时应避开施工船停泊位的影响（图10）o图10浮吊船作业锚点布置4.7 水上吊装施工（1）采用400t浮吊依次吊装主线13-A1,13-B1,13-ZT1,13-C1,13-YT1节段（最重节段13-B1重98.1t,作业半径为32m,吊臂最大长度为80m,吊臂起吊角度为60。，起升高度66m,额定起吊吨位为130t,最大吃水深度为1.6m,最大负载率75.5%）,吊装时浮吊与大钱港中心线角度为28。36。（图11）o图11浮吊吊装位置1（2）采用400t浮吊依次吊装主线13-A3,13-B3,13-ZT3,13-C3,13-YT3节段（最重节段13-

9、B3重96t,作业半径为38m,吊臂长度最大为80m,吊臂起吊角度为55,起升高度62m,额定起吊吨位为20t,最大吃水深度为1.5m,负载率22.8%80.0%），吊装时浮吊与大钱港中心线成57。（图12）。图12浮吊吊装位置2（3）采用400t浮吊依次吊装主线13-A2,13-B2,13-ZT2*,13-C2,13-YT2节段（最重节段13-B2为168.6t,作业半径为22.5m,吊臂最大长度为60m,吊臂起吊角度为60。，起升高度49m,额定起吊吨位为210t,最大吃水深度为165m,负载率25.2%80.0%）,吊装时浮吊与大钱港中心线平行（图13）。中I杆II小图13浮吊吊装位置35、结束语某桥梁主跨采用大节段大翼缘钢箱梁，钢箱梁整体重量重，水上吊装施工难度大，风险高。施工前对吊装环境进行调查，采取措施对钢箱梁节段进行划分和临时加固，选择起吊装置，设置吊点，布置浮吊作业锚点，确定了吊装施工工艺，形成了大节段钢箱梁的水上拼装技术，可为今后大节段钢箱梁在水上架设提供参考。