185m长大节段钢箱梁滚装上船及水上运输关键技术

崇启长江公路大桥主桥为102+4×185+102=944 m六跨钢连续梁桥,施工采用大节段整体滚装上船、水上运输、吊装架设的方案.大节段长度有55.6、146.8、185 m3种,单件运输最大重量约2 566 t.此类超长、超重结构的滚装上船及运输在中国属于首次,该文详细介绍了 185 m大节段滚装上船和水上运输的思路,并对滚装上船过程的体系转换、水上运输的支架方案进行了较为详细的介绍.     

深中通道锚碇上方大节段钢箱梁吊装卸船方案比选及吊具设计

深中通道伶仃洋大桥东、西泄洪区非通航孔桥为跨径110 m的连续钢箱梁桥,有2孔钢箱梁上跨伶仃洋大桥海中锚碇。因中山大桥提前合龙,受通航限制,该区域共20片大节段钢箱梁(4片长86.1 m,重1 097 t; 16片长110 m,重1 408 t)需由武船中山基地码头船运至中铁南方基地码头吊装卸船,转运后再由“天一号”运架一体船取梁。根据中铁南方基地码头2台2 000 t龙门吊情况,进行大节段钢箱梁吊装卸船方案比选及配套吊具设计。对单钩单梁、双钩单梁、双钩双梁3种吊装卸船方案进行分析,考虑经济性和操作便利性,选择双钩双梁方案。根据吊装需要,设计4套相同的吊具(主要由扁担梁、销轴、绳轮、绳圈和卸扣等组成),110 m和86.1 m大节段钢箱梁分别设置16套和12套吊点,每根扁担梁下设4个吊耳。采用MIDAS软件建立钢箱梁及扁担梁整体模型,分析钢箱梁、吊具及连接构件的力学性能。结果表明：钢箱梁、钢箱梁吊耳及连接螺栓、扁担梁、扁担梁吊耳及销轴的受力均满足规范要求。设计的吊具已成功应用于20片大节段钢箱梁的吊装卸船施工。     

深中通道大节段钢箱梁卸船转存方案比选

深中通道非通航孔桥有92片大节段钢箱梁需采用驳船运输到工地出海平台旁,卸船存放到平台上,再由中心起吊船“天一号”吊装、运输和架设。非通航孔桥每联首孔大节段钢箱梁长133.1 m,吊重1 780 t。针对复杂海域环境下大节段钢箱梁的卸船转存施工,对侧滚拖拉滑移法和浮托法2种卸船转存方案从结构受力、施工难度、材料设备、安全风险等方面进行比选。结果表明：浮托法可利用现有出海平台,只需增建2组钢支墩和靠船系缆墩,以及2根钢托梁,利用潮汐水位变化和压舱水调节驳船干舷高度,充分发挥潮汐作用,降低海上风浪和潮汐流水环境中的侧滚风险,免去驳船左右舱调载工序,浮托钢箱梁卸船转存操作简单,每次浮托只需3～10 h,经综合比选后选择了浮托法。工程实践表明：浮托法解决了2万吨驳船调载慢的难题,加快了架设速度,确保了安全。     

深中通道海中锚碇上方钢箱梁架设方案比选

深中通道东、西泄洪区非通航孔桥采用110 m跨连续钢箱梁体系,两桥均有2孔钢箱梁上跨伶仃洋大桥海中锚碇,受锚碇自身和围堰等结构物影响,架设难度大。针对工程特点,提出大节段吊装、小节段顶推和大节段顶推3种架设方案,结合施工效率、临时结构用量、设备投入和施工风险等方面的对比分析。考虑到大节段顶推方案临时结构投入少,工期可控,同时避免了新设备的投入,综合经济性最优,最终确定采用该方案进行锚碇上方钢箱梁架设。采用ANSYS有限元软件建立钢箱梁板壳单元模型,对钢箱梁顶推全过程进行仿真分析。仿真分析结果表明：钢箱梁在中腹板局部进行加固后可满足顶推受力要求,大节段顶推方案安全可行。该方案实际施工过程高效、平稳,平均顶推速度可达20 m/d。     

武汉沙湖南环路跨楚河桥钢箱梁分节段顶推安装技术

武汉沙湖南环路跨楚河桥为(22+26+22)m三跨连续钢箱梁桥,桥宽33 m,全桥钢箱梁总重1 447 535kg。结合该桥实际情况,对支架法安装、悬臂顶推安装和分节段顶推安装方案进行比选,确定该桥钢箱梁采用分节段顶推法安装。该桥钢箱梁沿纵向分7个顶推节段,为便于运输每个节段沿横向分6个分节段。顶推施工时,首先在桥的一端设置节段组拼场进行节段拼装,单个节段组拼完成后利用下滑道将拼装好的节段逐一顶推就位,然后进行节段总拼装、焊接等直至完成全桥钢箱梁安装。实践表明,该桥采用分节段顶推法安装钢箱梁,加快了施工进度、提高了工程质量以及吊装安全性。     

深中通道中山大桥主桥超宽大节段钢箱梁吊装匹配技术

深中通道中山大桥主桥为主跨580 m的双塔双索面钢箱梁斜拉桥,主梁采用流线型扁平钢箱梁,梁宽46 m(含风嘴),主梁共划分69个节段,标准段长18 m、最大吊重约429 t,采用桥面吊机双悬臂吊装。由于钢箱梁节段自重大、宽度较大、横桥向竖向刚度较小等,在桥面吊机悬臂吊装过程中,会出现钢箱梁匹配面高差过大(最大约63 mm)的问题。为解决该问题,实现梁段精确匹配安装,提出3种钢箱梁吊装匹配方案：“门架+拉索”方案、“牛腿反力架”方案、“一字梁锁定+C形焊缝+部分张拉斜拉索”方案。经有限元仿真分析综合比选,最终选择“一字梁锁定+C形焊缝+部分张拉斜拉索”方案。该方案以箱梁竖腹板为定位点,提前焊接一字梁,采用法兰连接后锁定待拼梁段,部分焊接拼接面内箱梁形成C形焊缝;通过提前挂索并张拉部分斜拉索,减小匹配面已拼梁段横桥向竖向变形,达到箱梁匹配要求。施工中采取了匹配高差调节、局部应力控制、拼接缝宽控制等关键技术,最终将该桥钢箱梁匹配面高差减小至9.8 mm以内,钢箱梁局部应力可控,斜拉索初张过程中钢箱梁应力增量小于10 MPa,且各箱梁节段拼接缝宽可控制在1 cm以内。