工字型鋼梁節(jié)段整體吊裝工藝(專(zhuān)利10.12)

1、.發(fā)明創(chuàng)造的名稱(chēng)：工字型鋼梁節(jié)段整體吊裝工藝技術(shù)領(lǐng)域：適用于工字型鋼梁或者組合梁架設(shè)施工?，F(xiàn)有技術(shù)：1、 國(guó)外現(xiàn)狀未見(jiàn)同類(lèi)型鋼梁安裝工藝2、 國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀未見(jiàn)同類(lèi)型鋼梁安裝工藝發(fā)明目的：武漢二七長(zhǎng)江大橋主橋?yàn)槿p索面結(jié)合梁斜拉橋，跨徑組成為90m160m616m616m160m90m=1732m，對(duì)應(yīng)橋墩編號(hào)為1#7#墩，其中I標(biāo)段包含1#、2#、3#墩，3#橋墩為主塔。橋面凈寬29.5m，設(shè)雙向2%橫坡，縱坡不等。鋼主梁標(biāo)準(zhǔn)梁段長(zhǎng)13.5m，由兩根工字鋼主梁、三根橫梁及三根小縱梁組成。橫橋向兩根工字鋼主梁中心距為30.5m，斜拉索通過(guò)錨拉板與主梁錨固。標(biāo)準(zhǔn)段鋼混結(jié)合梁組成圖見(jiàn)圖1.1.2。鋼主

2、梁標(biāo)準(zhǔn)橫斷面結(jié)構(gòu)（以ZL22為例）及施工圖片見(jiàn)圖1.1.3、4。I標(biāo)段鋼主梁劃分為七種類(lèi)型、35個(gè)梁段，塔區(qū)無(wú)索梁段（0#塊）重量最大，為227.77t。工字鋼主梁工字鋼橫梁小縱梁預(yù)制橋面板圖1.1.2 標(biāo)準(zhǔn)段鋼混結(jié)合梁組成圖圖1.1.3 鋼主梁標(biāo)準(zhǔn)橫斷面結(jié)構(gòu)圖錨拉板索導(dǎo)管橫 梁小縱梁工字鋼主梁圖1.1.4 鋼主梁標(biāo)準(zhǔn)梁段施工圖發(fā)明內(nèi)容：1、梁段整體吊裝a、梁段整體吊裝優(yōu)勢(shì)邊跨合龍后，結(jié)合梁吊裝進(jìn)入單懸拼施工階段。為加快施工進(jìn)度，對(duì)結(jié)合梁吊裝過(guò)程工序逐個(gè)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)結(jié)合梁高強(qiáng)螺栓拼裝環(huán)節(jié)可優(yōu)化，從而節(jié)省施工時(shí)間。根據(jù)對(duì)雙懸拼施工階段實(shí)際情況的分析，采用橋面吊機(jī)吊裝結(jié)合梁主縱梁、橫梁以及其余構(gòu)

3、件，每個(gè)構(gòu)件吊裝到位后均要等到高強(qiáng)螺栓初擰后方能松鉤進(jìn)行下一構(gòu)件吊裝，吊裝一個(gè)節(jié)段平均需1.52天，方能進(jìn)行斜拉索安裝施工。而采用梁段整體吊裝的施工工藝，結(jié)合梁可以預(yù)先拼裝成整體，采用大型浮吊整體吊裝，空中對(duì)接時(shí)只需進(jìn)行兩邊主梁接頭高強(qiáng)螺栓安裝，且兩主梁可同步進(jìn)行高強(qiáng)螺栓安裝，預(yù)計(jì)0.5天即可完成一節(jié)梁段安裝，每片梁可至少節(jié)省1天工期。并且梁段提前預(yù)先拼裝，減少空中高強(qiáng)螺栓安裝時(shí)間，降低了施工對(duì)天氣的依賴(lài)性，尤其是大風(fēng)天氣影響，減少了雨季對(duì)高強(qiáng)螺栓施擰影響，并提高了高強(qiáng)螺栓施擰質(zhì)量。因此該整體吊裝工藝不僅減少了高空作業(yè)時(shí)間，也降低施工風(fēng)險(xiǎn)。b、梁段整體吊裝施工方法首先在3#墩下拉墩平臺(tái)上搭設(shè)拼

4、裝托架平臺(tái)，找平并加固。在托架上測(cè)量放樣梁段邊主梁位置，進(jìn)行梁段拼裝施工。在高強(qiáng)螺栓安裝前，需將梁段進(jìn)行預(yù)拼裝，用緊固螺栓定位，經(jīng)測(cè)量驗(yàn)收后，方可進(jìn)行高強(qiáng)螺栓施工。第一片梁拼裝完成后，1200t起重船整體起吊安裝，繼續(xù)拼裝下一梁段。鋼梁吊裝精度要求：吊裝時(shí)必須對(duì)準(zhǔn)高強(qiáng)螺栓孔，才可以安裝高強(qiáng)螺栓。螺栓孔直徑33mm，螺栓直徑30mm；先用沖釘將孔群對(duì)位，因此必須吊裝過(guò)程中，將孔位控制在12cm內(nèi)，才可以施打沖釘。因此對(duì)浮吊的吊裝穩(wěn)定性及精確對(duì)位要求較高。圖3.3.36 鋼梁陸上組拼施工圖圖3.3.37 單懸臂鋼梁整體吊裝施工圖2、吊裝工藝總體施工工藝見(jiàn)流程圖圖2。梁段拼裝成整體梁段構(gòu)件運(yùn)輸進(jìn)場(chǎng)整

5、體起吊主梁精確對(duì)位高強(qiáng)螺栓連接斜拉索安裝圖2 梁段吊裝施工流程圖施工方法3.1結(jié)合梁拼裝結(jié)合梁構(gòu)件由武船重工通過(guò)駁船運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)，采用現(xiàn)場(chǎng)80t起重船進(jìn)行梁段拼裝，每次預(yù)拼一榀梁。首先在3#墩下拉墩平臺(tái)上搭設(shè)托架，找平并加固。在托架上進(jìn)行鋼梁拼裝施工，見(jiàn)圖3。第一榀梁拼裝完成后，用1200t起重船起吊安裝；80t浮吊在拼裝平臺(tái)進(jìn)行第二榀梁拼裝。圖3 下拉墩鋼梁拼裝布置圖3.2鋼梁整體吊裝 3.2.1設(shè)備選擇1）起重船選型根據(jù)塔區(qū)梁段的起吊重量、吊幅、吊高及吊裝現(xiàn)場(chǎng)的自然條件進(jìn)行綜合分析后，采用“鎮(zhèn)航工818”1200t起重船實(shí)施吊裝工作?！版?zhèn)航工818”起重船主要性能見(jiàn)表2，船型見(jiàn)圖4。說(shuō)明:

6、1、船體尺寸：86m×28m×6.3m2、最大起重能力： 主鉤兩對(duì)：600t×2=1200t 副鉤兩對(duì)：200t×2=400t圖4 鎮(zhèn)航工818起重船圖片及起重性能示意圖 鎮(zhèn)航工818起重性能參數(shù)表 表2主鉤參數(shù)副鉤參數(shù)角度主鉤高度（m)主鉤吊重（t)主鉤跨度（m)副鉤高度（m)副鉤吊重（t)副鉤跨度（m)6055120026.761.040031.25047.672236.053.030041.2403942244.043.715049.2302915051.0338056.225t卷?yè)P(yáng)機(jī)：6臺(tái)單根錨繩：1000m霍爾錨：10t/2只、8t/2只、7t

7、/1只 備注1.主鉤兩對(duì)600*2=1200t,副鉤兩對(duì)200*2=400t，扒桿底1.2m，吊1200t時(shí)干舷3m，船型86*28*6.3m,主鉤鉤頭長(zhǎng)4.1m，副鉤鉤頭長(zhǎng)3.3m,主鉤間距3.8m，副鉤間距4.5m。2.表中起吊高度為鉤頭以下至甲板的距離。2）起重能力富裕量計(jì)算 側(cè)面取梁梁段ZL34前端頂面標(biāo)高為+58.84m，最大重量140t。起重船起吊能力富裕量檢算水位按+17.5m，起吊高度h=58.84-17.5+0.5=41.85m。吊裝工況示意見(jiàn)圖5。圖5 梁段吊裝示意圖起重船吊臂傾斜角度為60°時(shí)，主鉤吊重為2×600t，副鉤吊重為2×200t，

8、起吊高度（水面以上）：（55+3）=58m>41.85m。當(dāng)鋼梁吊離至梁頂距離水面41.85m高度（超高起吊0.5m）時(shí)，鋼梁邊緣至浮吊扒桿邊緣的富裕寬度為b=7.85m。起重船滿足施工要求。3.2.2鋼梁起吊1）起重船平面布置起重船?？吭谄戳禾幗瓊?cè)，拋錨定位，然后四點(diǎn)起吊，起重船拋錨布置圖見(jiàn)圖6。圖6 鎮(zhèn)航工818拋錨示意圖2）鋼梁起吊鋼梁通過(guò)起重船2個(gè)副鉤、2個(gè)主鉤四點(diǎn)起吊至江側(cè)已拼鋼主梁處，再起鉤，進(jìn)行梁段初定位，等待作業(yè)指令。3.2.3鋼梁安裝鋼梁采用四點(diǎn)吊，吊點(diǎn)布置的前端和后端橫梁上，與浮吊四個(gè)吊鉤連接，可進(jìn)行每個(gè)吊點(diǎn)高程調(diào)節(jié)。鋼梁吊點(diǎn)布置見(jiàn)圖7。圖7 鋼梁吊點(diǎn)布置圖待安裝梁段

9、初步定位完成后，開(kāi)始緩慢移船，將待安裝梁段主縱梁拼接板插入到已安梁段，并用5t倒鏈進(jìn)行微調(diào)。當(dāng)主縱梁端頭到位后，通過(guò)4個(gè)吊鉤來(lái)調(diào)整梁段橫向以及縱向坡度，并用頂部倒鏈?zhǔn)站o，待坡度調(diào)整快到位時(shí)，用小一號(hào)沖釘臨時(shí)施打，將主縱梁固定，待孔位基本到位后，將小沖釘及時(shí)替換為精確定位沖釘，沖釘施打50%后（應(yīng)分部均勻，尤其是邊角區(qū)域），開(kāi)始進(jìn)行高強(qiáng)螺栓施工，高強(qiáng)螺栓終擰完成后開(kāi)始松鉤退船，做下一梁段吊裝準(zhǔn)備。注意事項(xiàng)：1）在主縱梁高強(qiáng)螺栓施擰前，對(duì)鋼梁前端軸線進(jìn)行觀測(cè)，若有偏差，采用浮吊調(diào)節(jié)。2）若吊裝過(guò)程中，待安裝鋼梁腹板與已安裝腹板難以精確對(duì)位，可采用臨時(shí)高栓進(jìn)行施擰連接，調(diào)整偏差。3）在吊裝節(jié)段鋼梁前

10、，主縱梁的節(jié)點(diǎn)板已臨時(shí)固定在吊裝梁段，可起到上下、左右限位作用，但在對(duì)位時(shí)應(yīng)確保浮吊移動(dòng)緩慢，不得因船舶上下擺動(dòng)或移動(dòng)過(guò)猛而造成節(jié)點(diǎn)板損壞。4）對(duì)于大風(fēng)天氣，若節(jié)段鋼梁難以穩(wěn)定，應(yīng)禁止起吊，避免鋼梁受損。具體施工步驟見(jiàn)下圖9。步驟一：步驟二：步驟三：圖9 鋼梁拼裝示意圖吊裝工藝有兩種： 1、采用縱向吊裝工藝 縱向吊裝船體是橫向長(zhǎng)江上，可滿足四點(diǎn)吊裝，調(diào)坡能力強(qiáng)；但受合龍口寬度影響，安裝最后幾個(gè)節(jié)段無(wú)法滿足吊裝要求。 2、采用橫向（側(cè)向）吊裝工藝 橫向（側(cè)向）吊裝工藝受梁寬影響對(duì)浮吊吊高要求較高，而且須采用雙鉤吊裝才能滿足調(diào)坡要求。整體吊裝優(yōu)點(diǎn)：1、 該整體吊裝工藝減少了橋面吊機(jī)對(duì)主梁結(jié)構(gòu)內(nèi)力控制影響；2、 該工藝實(shí)現(xiàn)了整節(jié)段拼裝，在高強(qiáng)螺栓連接工字梁領(lǐng)域采用橋面吊機(jī)散拼安裝的傳統(tǒng)工藝上，進(jìn)行了大膽創(chuàng)新；3、 傳統(tǒng)工藝采用橋面吊機(jī)散拼安裝工字型鋼梁，在6級(jí)大風(fēng)天氣下，吊裝無(wú)法進(jìn)行，雨季天氣下，高強(qiáng)螺栓安裝也不能施工；而采用散拼安裝工字梁時(shí)，受高空作業(yè)影響，速度緩慢，一個(gè)節(jié)段至少需要1.5d時(shí)間，因此受天氣影響較大。整節(jié)段吊裝工藝，可提前在胎架上進(jìn)行節(jié)段拼裝，整體安裝節(jié)段，安裝速度快，一般56h就可以完成，減少了不利天氣影響，節(jié)約了工期；4、 浮吊整節(jié)段安裝鋼梁，一般采用鋼箱梁結(jié)構(gòu)或者整跨鋼結(jié)