杭州灣跨海大橋海上70m箱梁制造與架設(shè)02

1、 試驗時所用的張拉設(shè)備為試驗時所用的張拉設(shè)備為YCW500AYCW500A型千斤頂，型千斤頂，油油壓表精度為壓表精度為1.51.5級級。壓力傳感器為上海生產(chǎn)。壓力傳感器為上海生產(chǎn)的量程為的量程為6000kN6000kN、靈敏度為、靈敏度為1kN1kN的負荷傳感器（的負荷傳感器（2 2臺），測試臺），測試儀器為儀器為GGD-38GGD-38型顯示器（型顯示器（2 2臺），據(jù)此進行臺），據(jù)此進行管道摩阻管道摩阻測試。測試。 試驗采用單端張拉的方法，通過被動端與主動試驗采用單端張拉的方法，通過被動端與主動端傳感器讀數(shù)的比值來分析實際管道摩阻的情況端傳感器讀數(shù)的比值來分析實際管道摩阻的情況。 22-2

2、2-j j15.2415.24預(yù)應(yīng)力鋼絞線分預(yù)應(yīng)力鋼絞線分8 8級加載級加載, ,試驗時張試驗時張拉控制力從拉控制力從500kN500kN拉到拉到4300kN4300kN（接近設(shè)計張拉力）。（接近設(shè)計張拉力）。19-19-j j15.2415.24預(yù)應(yīng)力鋼絞線分預(yù)應(yīng)力鋼絞線分8 8級加載級加載, ,試驗時張拉控制試驗時張拉控制力從力從450kN450kN拉到拉到3700kN3700kN，試驗時根據(jù)千斤頂油表讀數(shù)，試驗時根據(jù)千斤頂油表讀數(shù)控制張拉荷載，由于每臺千斤頂最大行程為控制張拉荷載，由于每臺千斤頂最大行程為200mm200mm，而按設(shè)計噸位張拉時，預(yù)應(yīng)力鋼絞線伸長量達而按設(shè)計噸位張拉時，預(yù)

3、應(yīng)力鋼絞線伸長量達460mm460mm480mm480mm，故必須在主動端安裝三臺千斤頂，被，故必須在主動端安裝三臺千斤頂，被動端安裝一臺千斤頂。動端安裝一臺千斤頂。 分級測試預(yù)應(yīng)力束張拉過程中主動端與被動端的荷分級測試預(yù)應(yīng)力束張拉過程中主動端與被動端的荷載，并通過線性回歸確定管道被動端和主動端荷載載，并通過線性回歸確定管道被動端和主動端荷載的比值，然后利用二元線性回歸的方法確定預(yù)應(yīng)力的比值，然后利用二元線性回歸的方法確定預(yù)應(yīng)力管道的管道的k k、值。值。以一端作主動端，另一端作被動以一端作主動端，另一端作被動端逐級加載，兩端均讀取傳感器讀數(shù)，并測量鋼絞端逐級加載，兩端均讀取傳感器讀數(shù)，并測量

4、鋼絞線伸長量，每個管道張拉二次。然后調(diào)換主動端與線伸長量，每個管道張拉二次。然后調(diào)換主動端與被動端位置，用同樣的方法再做一遍。試驗結(jié)果見被動端位置，用同樣的方法再做一遍。試驗結(jié)果見下表下表： 表表1 1：管道摩阻系數(shù)計算結(jié)果：管道摩阻系數(shù)計算結(jié)果實測計算值實測計算值設(shè)計值設(shè)計值規(guī)范值規(guī)范值k k0.001020.001020.00150.00150.00150.00150.0890.0890.120.120.140.140.170.17從表中可以看出：實測的管道局部偏差影響系數(shù)從表中可以看出：實測的管道局部偏差影響系數(shù)k k值值和管道的摩擦系數(shù)和管道的摩擦系數(shù)，比設(shè)計與規(guī)范規(guī)定值均小。從所，比

5、設(shè)計與規(guī)范規(guī)定值均小。從所計算的管道摩阻力，實測、設(shè)計和規(guī)范值相比較，實測計算的管道摩阻力，實測、設(shè)計和規(guī)范值相比較，實測管道摩阻力均小于按設(shè)計與規(guī)范計算時的摩阻力，按實管道摩阻力均小于按設(shè)計與規(guī)范計算時的摩阻力，按實測值計算平均比按設(shè)計值計算小測值計算平均比按設(shè)計值計算小4.364.36% %，按實測值計算比，按實測值計算比按規(guī)范所推薦值計算平均小按規(guī)范所推薦值計算平均小5.305.30% %，相差原因是由于在箱，相差原因是由于在箱梁預(yù)制中我們嚴(yán)格控制了定位鋼筋的施工質(zhì)量，充分發(fā)梁預(yù)制中我們嚴(yán)格控制了定位鋼筋的施工質(zhì)量，充分發(fā)揮其定位及防止波紋管變形的作用，同時塑料波紋管中揮其定位及防止波紋

6、管變形的作用，同時塑料波紋管中穿入芯棒避免管道變形等措施的采用對于減少預(yù)應(yīng)力損穿入芯棒避免管道變形等措施的采用對于減少預(yù)應(yīng)力損失起到了很好的效果。失起到了很好的效果。 圖圖2222：孔道摩阻試驗張拉端：孔道摩阻試驗張拉端五、重型箱梁場內(nèi)移運五、重型箱梁場內(nèi)移運表表2 2：橫移摩擦副實體試驗結(jié)果表：橫移摩擦副實體試驗結(jié)果表摩擦副(上/下)介質(zhì)承載應(yīng)力備注結(jié)論1MGB/不銹鋼黃油摻機油7.8MPa0.050有導(dǎo)向消耗小2不銹鋼/MGB黃油摻機油14.6MPa0.085無導(dǎo)向易走偏3四氟板/不銹鋼機油14.6MPa0.09有導(dǎo)向蠕變大，不成功4COB材料機油14.6MPa0.08有導(dǎo)向易碾碎、蠕變大

7、5鋼軌/鋼軌黃油摻石墨粉30MPa0.14有導(dǎo)向成本高、水平力大6MGB/不銹鋼機油14.6MPa0.068有導(dǎo)向消耗大7輥輪小車/鋼板干50MPa0.03無導(dǎo)向易走偏5.1箱梁橫移系統(tǒng)箱梁橫移系統(tǒng) 從從70m箱梁預(yù)制施工開始，我們就安排了多種摩擦副及其橫移箱梁預(yù)制施工開始，我們就安排了多種摩擦副及其橫移設(shè)備的實體試驗，其具體試驗結(jié)果表設(shè)備的實體試驗，其具體試驗結(jié)果表2。以上移動均用水平千斤頂作為動力，優(yōu)點是平穩(wěn)，以上移動均用水平千斤頂作為動力，優(yōu)點是平穩(wěn)，缺點是受速度的限制。從表中可以看出，第七種摩擦缺點是受速度的限制。從表中可以看出，第七種摩擦副摩擦系數(shù)最小，但易走偏，如果加上導(dǎo)向裝置，應(yīng)

8、副摩擦系數(shù)最小，但易走偏，如果加上導(dǎo)向裝置，應(yīng)是一種很好的移運方式，用此方法移運了近是一種很好的移運方式，用此方法移運了近2020片片70m70m箱箱梁，但最后受制造周期和工程時間的控制，沒有繼續(xù)梁，但最后受制造周期和工程時間的控制，沒有繼續(xù)試驗和使用。試驗和使用。圖圖23-1:7023-1:70米箱梁橫移米箱梁橫移圖圖23-2:7023-2:70米箱梁橫移米箱梁橫移第一種摩擦副摩擦系數(shù)次之。其使用風(fēng)險小，第一種摩擦副摩擦系數(shù)次之。其使用風(fēng)險小，最后選用該方案。這種方案是在第最后選用該方案。這種方案是在第6 6種方案的基礎(chǔ)種方案的基礎(chǔ)上進行的優(yōu)化。其一是增加了接觸面積，將壓應(yīng)上進行的優(yōu)化。其一

9、是增加了接觸面積，將壓應(yīng)力減少約一半；其二是將不銹鋼由單片焊接變成力減少約一半；其二是將不銹鋼由單片焊接變成了連續(xù)鋪設(shè)；第三是加大了滑道平整度的控制。了連續(xù)鋪設(shè)；第三是加大了滑道平整度的控制。使用效果較好。使用效果較好。 重物移運有一個從量變到質(zhì)變的過程，是一個不容重物移運有一個從量變到質(zhì)變的過程，是一個不容忽視的難題，如果移運重量增加到一定的程度，常忽視的難題，如果移運重量增加到一定的程度，常規(guī)的一些材料和方法均無法滿足使用要求，如果移規(guī)的一些材料和方法均無法滿足使用要求，如果移運次數(shù)從幾次到幾十次，甚至幾百次，必須要有一運次數(shù)從幾次到幾十次，甚至幾百次，必須要有一些新的方法取代原來的方法，

10、否則也無法滿足要求。些新的方法取代原來的方法，否則也無法滿足要求。同時，箱梁在移運過程中有支點控制要求，需要采同時，箱梁在移運過程中有支點控制要求，需要采取一些特殊的工藝措施才能夠確保箱梁在移運過程取一些特殊的工藝措施才能夠確保箱梁在移運過程中不受扭曲或其它原因損壞。中不受扭曲或其它原因損壞。5.25.2箱梁縱移箱梁縱移 上面所談的移運設(shè)備，只能適合短距離的、時上面所談的移運設(shè)備，只能適合短距離的、時間不受限制時的重物移運，其最高運行速度只能達間不受限制時的重物移運，其最高運行速度只能達到到36m/h36m/h。如果用卷揚機等作為牽引方式，一是每。如果用卷揚機等作為牽引方式，一是每個橫移點需設(shè)

11、一臺大噸位卷揚機，且要求有場地或個橫移點需設(shè)一臺大噸位卷揚機，且要求有場地或帶來其它問題。因此有必要研制一臺可自動走行的帶來其它問題。因此有必要研制一臺可自動走行的大噸位的運梁臺車。大噸位的運梁臺車。 由于受箱梁支點及荷載分布的限制，臺車必須能由于受箱梁支點及荷載分布的限制，臺車必須能將每端達將每端達11001100噸力分布下去，如果采用傳統(tǒng)的分配梁，噸力分布下去，如果采用傳統(tǒng)的分配梁，那么臺車將會做的很高，甚至?xí)环€(wěn)定。此外，該臺那么臺車將會做的很高，甚至?xí)环€(wěn)定。此外，該臺車還必須適應(yīng)車還必須適應(yīng)1818條橫移滑道相互之間的施工誤差的變條橫移滑道相互之間的施工誤差的變化情況，必須能自由升起

12、和降落，還需要確保每個輪化情況，必須能自由升起和降落，還需要確保每個輪子均勻受壓，正是由于這樣特殊的要求，針對以上問子均勻受壓，正是由于這樣特殊的要求，針對以上問題研制出一臺全液壓、全電控的液壓懸架輪軌式臺車。題研制出一臺全液壓、全電控的液壓懸架輪軌式臺車。該臺車采用液壓懸掛原理，用該臺車采用液壓懸掛原理，用6464個個500500的輪子、的輪子、3232臺臺100100噸的液壓千斤頂和噸的液壓千斤頂和3232個電動馬達；并通過電控技術(shù)個電動馬達；并通過電控技術(shù)控制前后臺車同步。臺車高度僅為控制前后臺車同步。臺車高度僅為1.2m1.2m，可自由頂升，可自由頂升10cm10cm。具體參數(shù)見表。具

13、體參數(shù)見表3 3表表3 3：臺車參數(shù)一覽表：臺車參數(shù)一覽表名稱液壓臺車型號CH2400A規(guī)格24000KN額定載重24000KN自重950KN車輪輪壓375/510KN整機功率102KW高度調(diào)節(jié)50mm走行速度012m/min外形尺寸660074001200供電方式380v,50HZ從使用效果來看，它具有操作自如、運行平穩(wěn)、從使用效果來看，它具有操作自如、運行平穩(wěn)、適應(yīng)能力強等諸多優(yōu)點，且經(jīng)濟耐用，完全可以推廣應(yīng)適應(yīng)能力強等諸多優(yōu)點，且經(jīng)濟耐用，完全可以推廣應(yīng)用于其它工程，詳見圖用于其它工程，詳見圖2525。圖圖2424：縱：縱移移滑道及成品梁存放滑道及成品梁存放重達重達22002200噸的噸

14、的70m70m箱梁最終需要大噸位的吊船運到箱梁最終需要大噸位的吊船運到海上安裝。從梁場到吊船需要一個適應(yīng)作業(yè)環(huán)境的專用海上安裝。從梁場到吊船需要一個適應(yīng)作業(yè)環(huán)境的專用重型出梁碼頭，海鹽預(yù)制場水域基本適應(yīng)碼頭的修建，重型出梁碼頭，海鹽預(yù)制場水域基本適應(yīng)碼頭的修建，但其有一個特點，此處流速較大，一般為但其有一個特點，此處流速較大，一般為2m/s2m/s，且流向，且流向平行岸線。由于梁場是長條形的，其臺座的布置只能根平行岸線。由于梁場是長條形的，其臺座的布置只能根據(jù)地形順岸布置，由此決定了出梁方向，也最終決定了據(jù)地形順岸布置，由此決定了出梁方向，也最終決定了碼頭只能橫流取梁。為了解決這個難題，設(shè)計了

15、前喇叭碼頭只能橫流取梁。為了解決這個難題，設(shè)計了前喇叭口的雙線棧橋式碼頭，充分適應(yīng)了兩條運架起重船的取口的雙線棧橋式碼頭，充分適應(yīng)了兩條運架起重船的取梁、進出碼頭的需要。梁、進出碼頭的需要。棧橋移梁棧橋移梁七、專用起重船的研制七、專用起重船的研制 7.1天一號運架一體船天一號運架一體船 為了適應(yīng)杭州灣特殊為了適應(yīng)杭州灣特殊的水域、地理環(huán)境，惡劣的水域、地理環(huán)境，惡劣的風(fēng)、浪、流等海洋環(huán)境，的風(fēng)、浪、流等海洋環(huán)境，特別是最大流速達特別是最大流速達5.16m/s的急流。中鐵大橋局股份的急流。中鐵大橋局股份有限公司研制了有限公司研制了3000噸吊噸吊運一體船運一體船“天一號天一號”，它，它的吊高可達

16、的吊高可達53m適應(yīng)杭州適應(yīng)杭州灣的大風(fēng)、大浪和激流的灣的大風(fēng)、大浪和激流的作業(yè)環(huán)境，滿足杭州灣工作業(yè)環(huán)境，滿足杭州灣工程程2200噸箱梁安裝的需要，噸箱梁安裝的需要，其技術(shù)指標(biāo)如右：其技術(shù)指標(biāo)如右： 7.2“7.2“小天鵝小天鵝”運架一體船運架一體船 我集團公司自行研制的在東海大橋使用過的我集團公司自行研制的在東海大橋使用過的25002500噸的雙體吊船噸的雙體吊船“小天鵝小天鵝”號，通過加大錨泊系號，通過加大錨泊系統(tǒng)和動力系統(tǒng)、減輕吊架的自重等措施，也能很好統(tǒng)和動力系統(tǒng)、減輕吊架的自重等措施，也能很好地適應(yīng)杭州灣跨海大橋施工的需要，其技術(shù)指標(biāo)如地適應(yīng)杭州灣跨海大橋施工的需要，其技術(shù)指標(biāo)如下

17、：下：船式：本船為雙體船型，由艏向艉由連接橋相連。鋼質(zhì)、單底、單甲板，具有三層甲板室的固定式起重船。通過改變連接橋連接長度，兩船間開檔可在5米至18米間變化，可滿足不同橋跨和架設(shè)方法的要求。適應(yīng)航區(qū)：本船適應(yīng)沿海海域起重作業(yè)、載梁航行、可坐底避風(fēng)、自航調(diào)遣。船舶穩(wěn)性和船體結(jié)構(gòu)強度滿足近海和無限海域拖帶調(diào)遣要求。作業(yè)環(huán)境：風(fēng)力：起重船在拋錨定位后進行起重架梁作業(yè)時，蒲氏7級；起重船在滿載梁航行狀態(tài)下，抗風(fēng)蒲氏8級及相應(yīng)波浪。波高：2米流速：6節(jié)環(huán)境溫度：1045船體主尺度：總長：84.00m型寬：型寬46.00m型深：5.90m設(shè)計吃水：3.50m航行速度：不低于7.3節(jié)（13.52km/h）；

18、動力設(shè)備：主機：537kW4臺；主發(fā)電機組：320kW2臺；停泊發(fā)電機組：90kW船員數(shù)：25人船舶自持力：45天起重機：起吊能力：2500t起吊高度：40m（梁頂面距水面）卷揚機：液壓驅(qū)動起升速度：0.10.75m/min圖圖26：“小天鵝小天鵝”碼頭取碼頭取梁梁圖圖27：“小天鵝小天鵝”海上載梁航海上載梁航行行圖圖2828：海上：海上70m70m箱梁架設(shè)箱梁架設(shè)“天一號天一號”和和“小天鵝小天鵝”均采用進口全回轉(zhuǎn)舵槳，均采用進口全回轉(zhuǎn)舵槳，它們運轉(zhuǎn)自如，它們運轉(zhuǎn)自如， “ “天一號天一號”比比“小天鵝小天鵝”動力加大一動力加大一倍，采用倍，采用1111噸的大抓力錨噸的大抓力錨8 8只，船的

19、適航性更好，不久只，船的適航性更好，不久將要投入使用。表將要投入使用。表5 5為前為前9 9片梁的落梁精度，從中可以片梁的落梁精度，從中可以看出，落梁的四支點高差在看出，落梁的四支點高差在4mm4mm以內(nèi)，縱橫移偏差均在以內(nèi)，縱橫移偏差均在10cm10cm以內(nèi)，完全能夠滿足工藝的要求，已架設(shè)的八十以內(nèi)，完全能夠滿足工藝的要求，已架設(shè)的八十多片梁充分證明了中心起吊船的優(yōu)越性。多片梁充分證明了中心起吊船的優(yōu)越性。梁號水流（m/s）潮位（m）縱向（cm）橫向(cm）臨時支座最大高差（mm）左右C81C82-X3.214.8691094C33C34-X3.162.6710783C31C32-X3.41

20、3.6910683C40C41-X3.394.915752C31C32-S3.142.763532C38C39-X3.112.415863C39C40-X3.364.21101052C32C33-X3.092.147253C34C35-X3.102.1061053注：x表示下游梁，s表示上游梁表表6 6：箱梁架設(shè)落梁精度統(tǒng)計：箱梁架設(shè)落梁精度統(tǒng)計八、墩頂縱橫移設(shè)備八、墩頂縱橫移設(shè)備無論什么吊船，受風(fēng)、浪、流的限制以及為了加快無論什么吊船，受風(fēng)、浪、流的限制以及為了加快架梁效率，梁體落到墩位時的精度控制不足以滿足規(guī)范架梁效率，梁體落到墩位時的精度控制不足以滿足規(guī)范要求，這需要在每個墩頂設(shè)置一套可

21、將要求，這需要在每個墩頂設(shè)置一套可將22002200噸梁體輕松噸梁體輕松縱橫移的精調(diào)裝置，只有這樣才能滿足規(guī)范規(guī)定的精度縱橫移的精調(diào)裝置，只有這樣才能滿足規(guī)范規(guī)定的精度要求，我們采用自平衡原理，設(shè)計制造了這種墩頂精調(diào)要求，我們采用自平衡原理，設(shè)計制造了這種墩頂精調(diào)裝置，較好地在工程中得到了驗證，它完全可以滿足規(guī)裝置，較好地在工程中得到了驗證，它完全可以滿足規(guī)范要求。范要求。 墩頂縱橫移設(shè)備墩頂縱橫移設(shè)備圖圖29：已架設(shè)箱梁：已架設(shè)箱梁九、結(jié)語九、結(jié)語中鐵大橋局股份有限公司在杭州灣跨海大橋中鐵大橋局股份有限公司在杭州灣跨海大橋70m70m箱梁的施工中，銳意進取，不斷創(chuàng)新。采用箱梁的施工中，銳意進取，不斷創(chuàng)新。采用內(nèi)模一次吊裝的新工藝；實施、發(fā)展并完善了一內(nèi)模一次吊裝的新工藝；實施、發(fā)展并完善了一整套預(yù)制梁鋼筋制安、模板安裝、混凝土澆注的整套預(yù)