水岸连接大跨度钢引桥水上安装技术研究

2022-05-11秦季冰

科学技术创新 2022年13期

秦季冰

（中交三航局第三工程有限公司，江苏南京 210000）

1 工程概况

本工程码头2 个泊位船岸连接均采用60.0m×4.5m（长×宽）钢引桥与后方墩台连接；后方墩台之间的连接采用36.0×4.0m（长×宽）、48.0×7.0m、45.0×7.0m、46.6×7.0m、46.9×7.0m、18.0×4.0m、12.0×4.0m、24.0×4.0m 八种钢引桥。

60.0m×4.5m 钢引桥主桁架选用空腹拱桁式焊接结构，两端横梁采用32a 双工字钢结构，中横梁及纵梁采用32a 单工字钢结构；上下平联斜杆均采用单工字钢结构，钢引桥一端采用滚轮支座，另一端采用弧形支座，其立面图如图1，跨中结构断面图如图2。60.0m×4.5m 主桁架施工应设置预拱度40mm,其拱应作成平顺曲线。钢引桥在使用期内应注意定期检查和维修保养。本次安装工程吊装地理位置形式复杂，2 座60m钢引桥一端位于趸船上，一端位于岸上转运站，且60m 钢引桥单件重达95t，涉及的人员、机械、设备较多，吊装难度较大。

图1 60m 钢引桥立面图

图2 60m 钢引桥跨中断面图

2 工程特点

2.1 自然条件

荆州港李埠港区一期综合码头工程码头区域位于长江子堤南侧河岸区，陆域区位于长江子堤北侧耕地地范围内。场地地形起伏较大，由北至南呈“”型展布。勘察期间，码头区域高程39.65～40.12m，陆域区地面高程37.07～40.29m。

表层地质如下：①1 层素填土人工堆积层（Qm1）。该层主要于陆域区西北部分布，厚2.20～7.80m。①2 层素填土人工堆积层（Qm1）。该层主要分布于码头区域及陆域区大部分场地，厚0.30～2.00m。②层粉质粘土夹粉土第四系全新统冲积层（a1）。该层于码头区域及陆域区大部分场地分布，厚0.70～3.20m。③层粉砂夹粉土第四系全新统冲积层（）。该层于码头散货泊位前方转运站及栈桥分布，厚1.30m～2.90m。

2.2 施工方案选择

2.2.1 施工难点。本工程共计44 座钢引桥，其中2 座60m钢引桥一端位于趸船上，一端位于岸上转运站，吊装地理位置形式复杂，且60m 钢引桥单件重达95t，后方陆域部分单件重量超过30t 的钢引桥多达9 座，还有一座45m钢引桥横跨长江子堤，整体吊装难。

2.2.2 方案比较。前期根据对60m钢引桥吊装位置的实地考察，提出了两种吊装方案。第一种为陆上一台500t、一台350t 汽车吊接力抬吊施工，第二种为水上浮吊船一次性整体吊装。经过多次的实地勘察及分析，综合比较两种方案的优缺点如下：（1）钢引桥岸侧平台宽度为28m，钢引桥整体伸出平台42m，如果选择陆上安装，在选用500t 汽车吊的情况下也需要在平台外侧10m 处搭设临时搁置平台，用于钢引桥的临时搁置换吊点，整体的风险系数较大，且平台外10m处为岸坡护角，底部均为淤泥，更增加了风险系数。（2）上游侧钢引桥一侧为原码头部分，岸坡向岸侧缩进，场地较小，无法停350t 吊车，导致2 台吊车均需停靠在下游侧进行吊装，旋转作业容易相互影响，风险系数大。（3）经过我方多方咨询，结合现场钢引桥安装时间，我方联系到1 艘800t 浮吊船在安装时间节点会经过我方安装区域，可以利用船机调遣的孔隙进行安装施工。综上所述，60m钢引桥采用陆上接力抬吊的可行性不高且安全风险较大，因此最终选择采用800t 浮吊船进行水上整体吊装。

3 施工技术方案

3.1 施工流程

60m钢引桥安装工艺流程如图3 所示。

图3 60m 钢引桥安装工艺流程图

3.2 钢引桥安装

3.2.1 进场检查。钢结构进场前按构件明细表核对构件的材质、规格及外观质量，查验零部件的技术文件（合格证、试验、测试报告以及设计文件、设计要求、结构试验结果的文件），所有构件必须经过编号、分类、数量统计等检查，全部达到要求，方可允许进场。进场后，钢构件的堆放要下铺设垫木，按种类、型号、吊装顺序编号分区放置，并由专人监管。

3.2.2 准备工作。钢引桥安装场地施工前对原地面进行整平碾压密实，在现场搭设制作平台，对需要安装的混凝土结构进行强度检测。

钢引桥在现场必须码放整齐，钢引桥底下必须垫枕木，按照排架尺寸放置相对应的钢引桥。在现场进行各结构段的焊接拼装，焊接拼装方案同场内制作方法。拼装完成后进行桥面系花纹钢板的铺设，完成后开始统一进行吊装。对于部分影响钢引桥螺栓安装及吊装的花纹钢板在钢引桥吊装完成后再进行安装。

正式安装前，项目部组织业主、监理、设计、船机设备操作人员、现场安装工人进行了多次研讨，就安装过程中出现的各类问题进行了探讨，并提出了建设性的意见，经过共同商议确定了最终的安装方案。

正式起吊前，项目部组织设备对钢引桥进行了试吊，钢引桥起吊至离地面1m 时，观察钢引桥的起吊偏位情况，设备和吊物有无异常情况，停滞30 分钟没有问题后，再开始正式起吊。钢结构安装前应对钢引桥进行检查，检查要求如表1 所示。

表1 钢结构安装前检查要求表

对不满足设计要的要及时进行调整，调整到位后方可进行安装。

3.2.3 60m 钢引桥吊装。60m 钢引桥在2#转与1#、3#转运站之间的场地上进行拼装，拼装完成后等待趸船到位后开始安装。

首先60m 趸船就位，75m 趸船向岸侧移动至水位边，将60m钢引桥横向转运至岸坡前沿，800t 浮吊船向岸侧靠拢，将上游侧60m钢引桥吊运出来。如图4 所示。

图4 60m 钢引桥吊运示意图

起吊时在钢引桥的两端分别挂四根缆风绳，四个人分别拉住两根缆风绳，控制起吊后的稳定，之后将钢引桥缓缓旋转至与浮吊船背架平行，此后将缆风绳系在800t 浮吊吊臂上进行加固。然后800t 浮吊船向江侧退，使钢引桥移出趸船范围，之后浮吊船向上游移动至安装位置，再向岸侧移动至就位处进行钢引桥安装。移运示意图如图5 所示。

图5 60m 浮吊船移运刚引桥示意图

钢引桥开始起吊速度一定要慢，由指挥人员统一指挥。为了保证安全，人员不能站在钢引桥的正下方。

当钢引桥整体移至安装就位处上方时，浮吊船定位开始就位钢引桥，钢引桥的整体下落的速度控制在1m/min 之内，在钢引桥的两侧墩台及趸船上上四名安装工，准备安装钢引桥。

安装技术人员配备对讲机，钢引桥下落时随时提供信息给指挥吊装人员，在距离转运站前方两米处停止下落，此时两名安装工人分别在两侧拉紧缆风绳，稳定后浮吊船带着钢引桥缓慢整体向转运站移动，待钢引桥进入转运站后，立即将锚链通过手拉葫芦与钢引桥端部连接，利用手拉葫芦将钢引桥拖至弧形支座内就位，拉紧手拉葫芦后，将锚链与墩台上锚环连接。在临时加固完成后，浮吊船继续下放钢引桥，钢引桥下落速度控制在1 米/分钟，在趸船上上2 名安装工，待钢引桥完全下落至趸船上后及时将锚链与钢引桥连接固定。（图6）

图6 60m 钢引桥安装示意图

上游60m 钢引桥安装完成后，以同样的方法将下游60m 钢引桥移出趸船范围，之后等待75m 趸船就位，就位完成后按照上述安装方案完成下游60m钢引桥安装。

3.2.4 检查验收。在钢引桥吊装完成后，应对钢引桥的水平度、跨中垂直度，侧向弯曲、轨距等进行仔细的检查验收，并做好详细的检查验收记录。

4 设备选择及验算

4.1 设备选择

60m 钢引桥单件重量为94.19t，因跨度大，重量重，数量仅2 座，且为水上安装，考虑到作业面有限，因此选择800t 浮吊船进行水上安装，根据800t 浮吊船性能参数，在背架55°的情况下，副钩起重量为250t，工作幅度48m，起重净高54m。钢引桥在趸船外侧安装，吊点距趸船外边距离为1/2*60+14=44m。两侧吊点距两端18m，根据起吊时钢丝绳与钢引桥夹角53°计算起吊高度为24.841+（42.6-29）（实时水位高差）=38.441m。根据浮吊船性能起重量250t＞94.19t，工作幅度48m＞44m，起重净高54m＞38.441m，可以满足60m钢引桥的安装。