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大跨距廊桥安装施工技术方案讨论

2021-04-26王贵峰

探索科学(学术版) 2021年1期
关键词:趸船履带吊胎架

王贵峰

中国三安建设集团有限公司 陕西 西安 710043

前言:江苏沙钢集团2018年新建了东区1#、2#烧结机组,考虑到烧结矿的运输成本问题,经江苏沙钢集团公司会议决定,新建跨二干河廊桥项目,旨在将东区新建1#、2#烧结机组生产的烧结矿通过3条管带机输送方式,运送至5800高炉江堤路南侧缓冲仓。该项目由中国三安建设集团有限公司承接,该跨二干河廊桥计算跨径176米,全长177.6米,总重约1550吨,跨中高度15米,桥墩支点高度10米,桥梁全宽9.2米,桥面净宽7米,是目前国内内河单体吨位最重、单体跨距最大的钢结构廊桥,钢构主桁采用华伦式三角形腹杆体系,节间长度11米,左右主桁中心距8.2米,上、下弦杆均采用焊接箱型结构,截面宽度1米,高度1.2米。由于廊桥的长度长、重量大,给施工带来很大难度,选择合适、安全、经济的安装方法是项目的关键点。

一、沙钢跨二干河廊桥设计图纸立面图及河道情况

根据江苏省科佳工程设计有限公司提供的《沙钢东区管 带机跨二干河工程施工图设计》,拟建管带机跨河廊道位于 江苏省张家港市锦丰镇,横跨锡十一圩航道,距锡十一圩入 江口约900m处,距下游沙钢海力大桥约585m,距上游二干河大桥约340m。跨河廊道主跨基础墩的控制坐标分别为:左岸(西岸):1#墩前沿控制点1:(X=40560.261,Y=62647.022);2:(X=40548.578,Y=62641.320);右岸(东岸):2#墩前沿控制点1:(X=40473.664,Y=62794.814);2:(X=40485.347,Y=62800.516)。本次施工作业属于即时性作业,主要受即时性天气影 响。根据中国气象台在长江口水域分区天气预报显示:作业 临近日期天气晴转多云,作业水域以南风为主,风力2-3级。

二、大跨距廊桥安装技术总体思路

方案一:在廊桥横跨河道桥中间做4根水泥桩基的临时桥墩,廊桥分3段架设,在二干河内停靠小型平板趸船,在趸船上搭设施工平台,廊桥钢结构在趸船施工平台上进行组装,安装完成后,再将4根水泥桩基爆破拆除。该方案主要存在问题,一是二干河内做水泥桩基周期长,费用高,同时需要长期占用二干河航道,影响通航;二是廊桥钢结构在趸船施工平台上进行组装,二干河随着长江水的涨潮落潮高低起伏,不利于航道及施工安全,也不利于施工精度的把控,三是水泥桩基爆破拆除后清理困难。

方案二:选用一条长120米X宽40米的平板趸船从长江开进来停靠沙钢海力650码头,廊桥在沙钢海力650码头边陆地上拼装焊接完成后,通过铺设6-8根轨道,使用卷扬机将廊桥整体侧滑至趸船上,利用趸船上前后4台卷扬机以及两艘拖轮将趸船缓慢移位至桥墩位置并定位,利用趸船上的4个600顿起重立架将廊桥吊高至安装就位高度,就位后拆除2个600顿起重立架,平板趸船再次靠岸沙钢海力650码头拆除另外2个600顿起重立架,平板趸船驶离。该方案施工安装周期短,但安排人员多次现场反复勘测后,存在几个方面的问题,一是海力大桥段通航深度和宽度都不够,且航道蜿蜒曲折,120米X40米的大型趸船无法进入,二是查借阅档案室650码头的结构图,发现650码头边沿受力强度无法满足廊桥整体滑移,存在码头坍塌的风险,三是码头要使用800吨履带,船上还要使用4个600顿起重立架,使用费用高。

方案三:采用将廊桥在节点板位置分7段(两段300吨、两段195吨、两段190吨、一段180吨),选用800吨履带吊从中间往两边对称吊装上船的方案。首先选用一条长100米X宽21米的趸船,沿650码头岸边方向平行停靠,在趸船上搭设17.5米高的胎架4对,加垫块形成廊桥设计拱度,廊桥在650码头岸边整体拼装,完成后将廊桥拆分,使用吊机分段吊装至趸船胎架上,再次进行组装焊接,在650码头东西两侧岸边选择地锚,利用趸船上前后4台卷扬机以及两艘拖轮将趸船缓慢移位至桥墩位置并定位,利用潮水将廊桥顶升就位,与此同时趸船加水压仓配合退潮,使廊桥与趸船胎架脱离,趸船移出安装位置,廊桥架设成功。该施工方案综合考虑了施工费用、时间周期、二干河封航时间、已建海力大桥段航道深度、650码头承载力等因素。

通过比较,方案三虽然属国内首次提出,但比较优化,适合沙钢跨二干河廊桥的架设,可操作性强,施工步骤如下:

单件钢构运至现场——现场陆地预制标高墩调平——现场陆地组对单件构件——现场单片构件吊装至标高墩上——平板驳船停靠码头——平板驳船上胎架安装——吊机陆地上拆解已整体组对安装好的廊桥为7段——以廊桥中心向两边对称使用吊机逐个吊装至平板驳船胎架上——廊桥在平板驳船上再次组对——使用两艘拖轮配合平板驳船横向平移至桥墩点——平板驳船逆时针方向旋转90°——驳船自带卷扬机对廊桥进行精确定位——利用潮水退潮配合驳船加水压仓使驳船上胎架和廊桥脱离——廊桥架设成功。

三、大跨距廊桥平板驳船胎架上组对示意图

平板驳船上胎架安装示意图(共4组)

廊桥在平板驳船胎架上安装示意图

注:以上吊装示意图中按照单节吊装,从中间向两端对称吊装,不存在两节同时吊装,每次吊装都是单节吊装,焊接完成松钩后,再吊装另外一节。

平板驳船上首先按照施工方案图将4组胎架搭设安装固定好,再使用800吨履带吊逐个吊装廊桥单节至胎架上,廊桥每段吊装至胎架上组装就位后,立即使用定位销固定好,安排多个焊工对截面位置同时进行焊接,焊接完成后,800吨履带吊松钩,以此类推,直至最后一节吊装完成。

存在问题:履带吊在码头陆地吊装分段廊桥时,分段廊桥的水平度比较难控制,导致分段廊桥在平板驳船上组对很困难,接口处存在扭曲现象,无法组对。由于两侧4段廊桥是挑出胎架的,所以在廊桥组对时,一段廊桥会随着平板驳船和潮水同步上下,一段廊桥由吊机控制高度,焊接不及时,潮水上下会导致焊口撕裂,不利于廊桥组装。

工艺措施:首先履带吊在码头陆面上吊装单节廊桥时,采用4根钢丝绳进行吊装,起吊后使用水准仪打水平,如果不水平,则采用卸扣进行调整,直至水平后再起吊至驳船胎架上进行组对,在组对过程中,由于履带吊不具备左右及前后角度的调整,可以使用平板驳船8个仓调载进行前后、左右角度的微调整,使之顺利对口。对口完成后,立即打入销子,为防止潮水起落造成焊口无法固定烧电焊,必须保持履带吊和平板驳船同步上下,即始终保持履带吊钩头负荷基本不变(称重显示不变化)。

四、大跨距廊桥移位架设

廊桥移位架设示意图

廊桥在平板驳船上全部组装拼焊完成后,利用潮水中潮位(计算高度满足驳船吃水行深)水平移位至桥墩处,等待潮水至高潮位(计算高度确保廊桥越过周围障碍)旋转90°,将廊桥初步架设到桥墩位置,随着潮水下降,再精确定位,廊桥就位后,立即给驳船加水压仓,配合潮水退潮将驳船上胎架与廊桥脱离,驳船带着胎架移位,廊桥顺利架设成功。

存在问题:主要是廊桥就位后的精确定位困难,以及平板驳船上胎架与廊桥脱开的时间速度问题(封航时间有限)。

工艺措施:廊桥初步定位靠两条拖轮左右护航,减少水流对平板驳船产生的影响,提高平板驳船的稳定,另外在平板驳船上安装4台50KW的卷扬机(船首尾各两个),将卷扬机与岸边铆墩固定,利用4台卷扬机形成八字形受力,使廊桥精确就位。廊桥就位后,在平板驳船上提前安装8台4寸的潜水泵,同时打开,向平板驳船仓内压水,加快平板驳船上胎架与廊桥的脱离。

五、结束语

2019年6月中国三安建设集团有限公司施工沙钢跨二干河廊桥采用上述方案三分段式吊装移位法架设成功,说明大跨距廊桥的架设安装方法多样,主要重点是根据现场实际情况选择适合的方案。

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