港珠澳大桥超长大节段钢箱梁双船抬吊施工技术

朱武华，史虎彬

港珠澳大桥超长大节段钢箱梁双船抬吊施工技术

朱武华，史虎彬

（中交一航局第一工程有限公司，天津300456）

通过港珠澳大桥超长大节段钢箱梁的抬吊施工，总结了一套完整的施工工艺，包括抬吊吊具研究、同步性研究，数据偏差控制，各阶段控制要点等。通过良好的现场施工质量控制与施工管理，取得了抬吊施工的成功，这是国内首次采用浮吊完成近海超长大节段的钢箱梁安装，为以后长节段钢箱梁抬吊安装施工提供了宝贵的经验积累和数据支持。

钢箱梁；双浮吊抬吊；吊具；同步性控制

1 工程概况

港珠澳大桥CB03标抬吊钢箱梁为跨崖13-1气田管线桥（K17+263—K17+633，跨径组合为110 m+150 m+110 m）范围内的两跨变截面钢箱梁Y1和Y3，钢箱梁梁宽33.1 m，高4.5～6.5 m，相关施工参数见表1和图1[1]。

2 钢箱梁抬吊施工的重难点

由于跨崖13-1气田管线桥钢箱梁为变截面钢箱梁，重心不居中、梁段长度大，均超过150 m，梁段自重和吊具的重量之和已超过4 000 t，需采用4 000 t浮吊和2 600 t浮吊双浮吊抬吊，吊装难度和风险较大[2-6]。

表1 钢箱梁参数Table 1Parameter of steel box girders

本方法需要解决的重难点有：

图1 抬吊钢箱梁双浮吊位置分布图Fig.1Layout of double floating cranes for lifting steel box girder

1）跨崖13-1气田管线桥面为变截面钢箱梁，最大单体长度152.6 m、宽度为33.1 m，起吊重量（含吊具）达4 100 t；梁高4.5～6.5 m，为变截面，起吊后钢箱梁不易调平；海上作业受天气海况影响大，安装风险大，对吊装系统设计的安全性提出极高要求。

2）抬吊施工时，无论是梁段起升、移船还是梁段下落过程，都必须保证两船的同步性，保证梁段的空间姿态平稳，给浮吊的同步控制、状态监控测量、现场指挥等带来了极大的难度。

3）抬吊施工时，2艘大型浮吊（4 000 t浮吊和2 600 t浮吊）、1艘18 000 t的运梁船需同时驻位在崖13-1气田管线（1条供给香港天然气的海底管线）周边，需抛下20口锚，且受管线保护要求的限制，抛锚精度和稳定性要求极高，船舶驻位难度大。

3 施工准备

3.1 吊具准备

钢箱梁吊具主要由桁架主梁、主钩头过渡梁、钢丝绳索具、滑轮组装置等组成，两船抬吊施工时，每艘浮吊单独使用1架桁架主梁和1架过渡梁，其中4 000 t浮吊吊具重约240 t，2 600 t浮吊吊具重约405 t。

钢箱梁抬吊时，两组吊具均独立工作，此种状态不受钢箱梁重心位置的影响，可根据实际需要调整两浮吊吊钩高度以满足钢箱梁坡度要求。

3.2 起吊施工前的关键检查点

1）3艘船（2艘浮吊和1艘运梁船）驻位完毕后，确认3艘船锚位且保证锚缆处于绷紧状态。

2）2艘浮吊采用尼龙缆绳绑扎连接，确认绑扎状态以及两船之间的距离。

3）吊具销轴与钢箱梁吊耳连接完毕后，复核销轴保险装置已经全部栓好，并确认缆风绳已经连接完毕。

4）钢箱梁应力和吊具应力监测装置已经准备就绪。

5）两艘船在测量监控下同步起钩，起钩采用分级加载的方式，每达到分级加载检查点时，复核监控数据，起重吨位，测量高差，观察吊具结构及钢箱梁有无异响或结构变形，检查钢箱梁吊耳与钢箱梁的螺栓连接有无松动，当加载达到100%，钢箱梁被吊起时，除检查上述数据外，还需根据测量提供的梁端高差数据调平钢箱梁，调平完毕后两船同步起钩。

4 钢箱梁抬吊吊装

4.1 船舶驻位

吊装梁段时，2 600 t浮吊在垂直桥轴线方向的北侧抛锚驻位，然后4 000 t浮吊在其西侧抛锚驻位，最后运梁船在桥轴线南侧抛锚驻位，并通过铰车绞动缆绳直至船体长度方向边缘靠近墩柱3～5 m距离。

两艘浮吊的同步性是决定抬吊施工的关键因素，为提高两船移船的同步性，两浮吊驻位完毕起吊钢箱梁前，使用测绳精确测量两船之间的距离，测量好后在两船的船头和船尾平行绑扎准80 mm尼龙缆绳用以控制两船左右移动的同步性，在两船之间对角线方向连接尼龙缆绳用以控制两船前后移动的同步性。

4.2 选择抬吊作业窗口

钢箱梁抬吊吊装施工为大型水上船舶作业，具有抬吊重量大、长度长、安装精度高等特点，受水流、波浪和风等因素影响较大，对水文气象等环境要素条件要求较高，因此首先需要选定合适的安装作业窗口。及时跟踪气象信息，提前了解天气情况，吊装时风力不能大于6级，浪高不大于1.5 m。

4.3 吊具与钢箱梁连接

2 600 t浮吊和4 000 t浮吊持吊具驻位完成后，同步移船靠向运梁船的钢箱梁正上方，缓缓下放吊具，使吊具的吊耳与钢箱梁吊点逐一对齐，连接吊耳与钢箱梁吊点之间的钢销轴，销轴穿到位后，转动手柄锁死销轴，由于各滑轮间采用一根钢丝绳串联连接，保证了各吊点受力均匀。

4.4 起吊移船

吊具吊点全部连接并调平吊具后，两船同步起钩，首先两船同步起钩到1 000 t，持荷2 min，保证吊具各部位均匀受力，再以20%梁重为加载单位逐级加载至钢箱梁吊起。钢箱梁吊起后，对钢箱梁两端高差进行测量，并根据测量高差情况将梁两端调平。

两船同步缓慢起钩，在起钩及绞船过程中，测量人员观测吊架的平面位置、高差，监控人员实时收集钢箱梁监控和吊具监测数据，根据测量提供两吊具高差数据和监控人员受力监测数据，实时调整两浮吊钩头高度，确保钢箱梁两侧吊具中心的高差不大于1.5 m，钢箱梁两端高差不大于2 m，两船之间前后左右的相对距离不大于2 m。两浮吊主钩同步缓慢起升，当梁底支座超过墩顶2 m以后，钩头停止提升。

4.5 落钩落梁

移船至待安装墩位上方后，两船开始同步缓慢落钩，直至钢箱梁两端均落在墩顶调位支座内，落钩过程中确保梁段的空间姿态平稳，落位完毕立即在调位支座内使用限位块对钢箱梁进行限位。当钢箱梁就位后位置满足横桥向偏差不大于3 cm，纵桥向偏差不大于5 cm时，拆除吊具吊耳与钢箱梁吊点的销轴，2艘浮吊分别后撤移船，离开安装位置，完成一跨钢箱梁的抬吊施工。

5 抬吊施工要点

1）确立指挥系统

因施工中需要大型船机的统一指挥，需要各部门协同工作，在施工前确立指挥系统，明确现场总指挥、起重指挥和移船指挥，明确总指挥在现场指挥中的权限，以及各部门及各岗位人员的职责。在施工前进行室内对口令实操演练，提高操作人员对口令的理解，同时发现各环节配合中存在的问题。

2）精确锚位

在施工中有3艘大型船舶在跨崖13-1气田管线附近抛锚驻位，为保证管线的安全，提前确定3艘船每口锚的精确位置坐标，在抛锚驻位时，每口锚都需进行GPS定位下锚，并进行记录。

3）两船之间相对距离控制

两船之间相对距离直接反应在钩头之间相对距离上，在两船驻位完毕后，使用尼龙缆绳对两船进行绑扎连接，移船过程中控制两船之间的相对位移。

4）选择气象窗口

抬吊前，提前跟踪气象信息，了解天气情况，风力不大于6级，浪高不大于1.5 m，才能进行抬吊施工。

5）同步性控制

同步性控制分为两船之间距离控制和两船起钩同步性控制。在两艘船移船过程中，使用测绳测量两船之间相对距离，当两船之间相对距离大于2 m时进行调整；两船同步起钩过程中，使用2台全站仪监测钢箱梁两端高差，当钢箱梁两端高差大于1.5 m时对起吊高度做出相应调整。

6 结语

港珠澳大桥外海超长大节段钢箱梁双船抬吊施工填补了国内相关领域的空白，在施工过程中积累了大量协同指挥经验和施工关键数据，成功规避了在供给香港天然气的海底管线崖13-1气田管线上方吊装大型构件的巨大安全风险，充分验证了本技术的适用性和先进性，可为今后类似大型构件外海抬吊施工提供经验借鉴。

[1]中交公路规划设计院有限公司联合体.港珠澳大桥主体工程桥梁工程DB01标段施工图设计[R].2012.

Union of CCCC Highway Consultants Co.,Ltd.Design of construc原tion drawings for DB01 section of main bridge of Hongkong-Zhuhai-Macao Bridge[R].2012.

[2]JTG B01—2003，公路工程技术标准[S]. JTG B01—2003,Technical standard of highway engineering[S].

[3]JTG/T F50—2011，公路桥涵施工技术规范[S]. JTG/T F50—2011,Technical specification for construction of highway bridges and culverts[S].

[4]JTG F80/1—2004，公路工程质量检验评定标准（土建工程）[S]. JTG F80/1—2004,Quality inspection and evaluation standards for highway engineering:section 1 civil engineering[S].

[5]GB 50017—2003，钢结构设计规范[S]. GB 50017—2003,Code for design of steel structure[S].

[6]GB/T 3811—2008，起重机设计规范[S]. GB/T 3811—2008,Design rules for crane[S].

Construction technology of double floating crane lifting for long and large segment of steel box girders of Hongkong-Zhuhai-Macao Bridge

ZHU Wu-hua,SHI Hu-bin
（No.1 Engineering Co.,Ltd.of CCCC First Harbor Engineering Co.,Ltd.,Tianjin 300456,China）

Through the lifting construction of long and large segment of steel box girders of Hongkong-Zhuhai-Macao Bridge, we concluded a complete set of construction methodology which includes lifting sling research,construction synchronism research，data deviation control，check points at each step.Besides，we succeed in lifting construction through great management and quality control at site，it is the first time to use double floating cranes lifting super-long and large segment of steel box girder in coastal waters in China.We have gained a lot of experiences and key construction data,which can be provided for the lifting installation construction of large segment steel box girder in the future.

steel box girder;double floating crane lifting;lifting sling;synchronization control

U445

B

2095-7874（2017）09-0078-03

10.7640/zggwjs201709017

2016-12-01

朱武华（1988—），男，湖南衡阳人，工程师，市政工程一级建造师，土木工程专业。E-mail：475528201@qq.com