王效知
摘要:缆载吊机是大型悬索桥箱梁架设的专用设备,它依托悬索桥的主缆作为支撑,进行移位行走和固位吊装。本文详细介绍了鹦鹉洲长江大桥500t缆载吊机钢箱梁施工技术。
关键词:鹦鹉洲 缆载吊机 吊装 施工技术 安全
1 概述
鹦鹉洲长江大桥使用的500t缆载吊机不仅能够满足桥位正下放垂直起吊,还能满足特殊工况下的荡移(角度不大于30°)需求。缆载吊机(图1)主要有一个钢主桁梁、两个在主缆上的滚轮式走行机构、两套柴油发电机一体化的液压提升装备(含提升和牵引千斤顶、柴油发电机一体化的液压泵站、控制系统及钢绞线收放装置)、吊具扁担梁等部分组成。该缆载吊机具有以下主要特点:
①设备适用性强。缆载吊机采取模块化设计,通过简单的改造或更换部件即可适应今后不同主缆间距、不同主缆直径的悬索桥架设。②在主缆上的移动、行走由吊机自身完成,无需外置牵引设备。③动作速度快。钢箱梁提升、缆载吊机行走就位及钢绞线下放速度快。④中央集中控制智能系统自动化程度高,可实现同步/非同步控制。
2 提升索、牵引索的安全系数
缆载吊机吊装提升索及走行牵引索均由钢绞线组成,而钢绞线锚具内的夹片使依靠钢绞线的受力来夹紧的,因此在提升过程中钢绞线既要保持一定的张力,又要有足够的安全系数。
这是在起升索钢绞线和牵引索钢绞线受力均匀下的安全系数。因此在箱梁起吊前或吊机纵移走行前应对钢绞线进行预紧,以确保钢绞线受力均匀。
以起升索钢绞线为例,预紧钢绞线方法如下:
3 架梁施工技术
武汉鹦鹉洲长江大桥共投入4台500t缆载吊机,为节省工期,减少对航道通行的干扰,对加劲梁吊装作业顺序进行了优化,将4台缆载吊机同步吊装加劲梁方案优化成两两对称方案,即前2台缆载吊机走行到主跨跨中对称向中塔方向先行架梁,待后2台缆载吊机拼装完成后,全部4台缆载吊机再对称架设,最后实现大桥合龙。
缆载吊机吊装箱梁前须确保各岗位人员均已就位并保持信号畅通,以确保吊梁安全。具体过程见施工工艺流程。
3.1 缆载吊机纵移。纵移即吊机沿两条主缆行走,分向塔顶移和向跨中(边跨为向锚锭)移,简称上移和下移。缆载吊机行走机构(见图2)主要是由滚轮、行走机构钢结构主体、牵引千斤顶、负载转换千斤顶和液压卷扬机组成,其中牵引千斤顶和液压卷扬机可以互换,满足缆载吊机上移、下移工况的需要。设其行走牵引力F,运行阻力f和自重下滑力G之间的关系为:
上移时,牵引力F为缆载吊机运行动力;下移时则靠缆载吊机自重下滑力G提供动力,但当缆载吊机处于中跨跨中时,自重下滑力小于运行阻力,此时,缆载吊机则需要前端卷扬机施加牵引动力。
该缆载吊机采用施工单位主导研发的新型“滚轮式”行走方式,有效地提高了行走速度。缆载吊机共有8个行走轮组,每侧行走机构各安装4个行走轮组,由1台液压泵站控制,同1组的行走轮组可单独起落,也可同时起落。当主缆上有障碍物时,只需操作行走过轮组起落便可通过,相比“步履式”行走方式,大大提高了行走速度,最高速度可达15m/h。
3.2 缆载吊机就位。因主缆是非线性的,缆载吊机就位前,事先应测量好箱梁吊装位置。缆载吊机根据测量出的距离调整中间抱脚或者增加止动块,使缆载吊机准确定位。缆载吊机到位后,需在各抱脚与主缆之间垫好橡胶板,然后缩回滚轮,使抱脚完全落在主缆上,继续缩回滚轮,使其脱离主缆,避免吊装箱梁时主缆发生变化,而使滚轮受力,然后将各抱箍安装紧固。最后对液压提升系统空载调试检查,确保各部分动作满足设计要求,做好下一步的钢箱梁节段吊装作业。
3.3 吊具第一节段下落。启动系统,使钢绞线收放装置处于收线状态,将力转换到上夹持器,打开下夹持器,然后通过“预松上夹持器-缩缸-松开上夹持器”操作将上夹持器打开。最后将钢绞线收放装置置于放线状态,吊具下放离水面10-15m高度,以便驳船抛锚定位。
3.4 吊具第二阶段下落。驳船定位之后,吊具第二阶段下落,准备与钢箱梁临时吊点联接。
3.5 吊具与钢箱梁临时吊点联接。将吊具与钢箱梁进行销轴联接,并检查确保联接正常。
3.6 箱梁第一阶段提升。按照钢绞线预紧方法进行预紧,确保各钢绞线受力均匀。然后操控上下游提升千斤顶,将箱梁提离船面。同时利用钢绞线收放装置回收钢绞线。箱梁提升的同时还要不断对抱箍进行紧固,直至箱梁离船。
3.7 箱梁水平调整。箱梁提离船面后,观察其是否水平。如有必要,可通过提升千斤顶对箱梁作水平调整。
3.8 箱梁第二阶段提升。操作主控台,使箱梁自动连续提升,同时回收钢绞线。
3.9 箱梁就位及吊杆安装。箱梁提升就位后将吊杆与箱梁正确联接,联接完成后起升千斤顶卸载,将箱梁重量从缆载吊机转移至吊杆上。缆载吊机卸载前应将抱箍预松,避免卸载过程中主缆变化导致抱箍无法拆除。
3.10 卸载完成后,将吊具与箱梁联接拆除。至此箱梁吊装完毕。缆载吊机正常提升速度约15m/h,吊装一节箱梁约7个小时(各阶段所需时间详见表1),基本上可以保证每天一片的施工进度。
4 荡移工况简介
荡移是一种悬索桥钢箱梁几何位置调整手段,指在钢箱梁段无法达到垂直提升位置,利用缆载吊机或外置牵引系统提供水平力,使钢箱梁段以索夹或吊机为圆心作圆周运动,沿桥轴向和铅垂方向位置发生改变的方法。
鹦鹉洲长江大桥整桥共有7个节段无吊杆,另因受水位影响,还有3个节段箱梁无法运输到吊索正下方,因此需要采用“荡移”施工法完成这些节段钢箱梁的吊装。该项目采用了牵引系统辅助荡移与无牵引系统荡移两种方法进行钢箱梁的荡移安装。
4.1 牵引系统辅助荡移。牵引系统辅助荡移即为钢箱梁提升到一定高度后,依靠外置牵引系统提供牵引水平力,水平牵引梁段,使其绕缆载吊机作圆周运动,直至安装位置。
钢箱梁荡移参数主要包括:荡移角、荡移力、荡移牵引力,其取值应满足:
5 架梁施工注意事项
①钢箱梁吊装施工时,如遇6级以上大风、及雨、雪、雾天气,应停止施工操作。②船舶定位需精确,应尽量选择动力船运输箱梁;③钢绞线易锈蚀,要定期对夹片进行清洗,并对夹片进行检查,对不符合要求的夹片进行更换;④钢绞线应远离焊机、割枪。只能用切割机进行切割下料,打磨机打磨端头。⑤起升千斤顶和牵引千斤顶松紧限位要准确,避免夹持器不能完全夹紧或完全打开。⑥缆载吊机就位时必须抵住索夹,增加止动块的必须抵住止动块(止动块需抵住索夹),避免吊装时缆载吊机发生滑动。
6 结束语
鹦鹉洲长江大桥采用缆载吊机架设钢箱梁,既保证了安全质量,又保证了施工速度,取得了良好的经济和社会效益。
参考文献:
[1]林刚,王小洋,武江勇,苏宇龙.缆载吊机主桁架的强度及稳定性分析[J].机械,2011(03).
[2]程彬,赵伦平,张磊,王树光.自锚式悬索桥钢箱梁非支架法吊装技术[J].公路交通技术,2009(S1).
[3]邓亨长,冯强林,徐基伟,黄金平,马红军.宜昌长江公路大桥钢箱梁吊装施工[A].中国公路学会桥梁和结构工程学会2002年全国桥梁学术会议论文集[C],2002.endprint
摘要:缆载吊机是大型悬索桥箱梁架设的专用设备,它依托悬索桥的主缆作为支撑,进行移位行走和固位吊装。本文详细介绍了鹦鹉洲长江大桥500t缆载吊机钢箱梁施工技术。
关键词:鹦鹉洲 缆载吊机 吊装 施工技术 安全
1 概述
鹦鹉洲长江大桥使用的500t缆载吊机不仅能够满足桥位正下放垂直起吊,还能满足特殊工况下的荡移(角度不大于30°)需求。缆载吊机(图1)主要有一个钢主桁梁、两个在主缆上的滚轮式走行机构、两套柴油发电机一体化的液压提升装备(含提升和牵引千斤顶、柴油发电机一体化的液压泵站、控制系统及钢绞线收放装置)、吊具扁担梁等部分组成。该缆载吊机具有以下主要特点:
①设备适用性强。缆载吊机采取模块化设计,通过简单的改造或更换部件即可适应今后不同主缆间距、不同主缆直径的悬索桥架设。②在主缆上的移动、行走由吊机自身完成,无需外置牵引设备。③动作速度快。钢箱梁提升、缆载吊机行走就位及钢绞线下放速度快。④中央集中控制智能系统自动化程度高,可实现同步/非同步控制。
2 提升索、牵引索的安全系数
缆载吊机吊装提升索及走行牵引索均由钢绞线组成,而钢绞线锚具内的夹片使依靠钢绞线的受力来夹紧的,因此在提升过程中钢绞线既要保持一定的张力,又要有足够的安全系数。
这是在起升索钢绞线和牵引索钢绞线受力均匀下的安全系数。因此在箱梁起吊前或吊机纵移走行前应对钢绞线进行预紧,以确保钢绞线受力均匀。
以起升索钢绞线为例,预紧钢绞线方法如下:
3 架梁施工技术
武汉鹦鹉洲长江大桥共投入4台500t缆载吊机,为节省工期,减少对航道通行的干扰,对加劲梁吊装作业顺序进行了优化,将4台缆载吊机同步吊装加劲梁方案优化成两两对称方案,即前2台缆载吊机走行到主跨跨中对称向中塔方向先行架梁,待后2台缆载吊机拼装完成后,全部4台缆载吊机再对称架设,最后实现大桥合龙。
缆载吊机吊装箱梁前须确保各岗位人员均已就位并保持信号畅通,以确保吊梁安全。具体过程见施工工艺流程。
3.1 缆载吊机纵移。纵移即吊机沿两条主缆行走,分向塔顶移和向跨中(边跨为向锚锭)移,简称上移和下移。缆载吊机行走机构(见图2)主要是由滚轮、行走机构钢结构主体、牵引千斤顶、负载转换千斤顶和液压卷扬机组成,其中牵引千斤顶和液压卷扬机可以互换,满足缆载吊机上移、下移工况的需要。设其行走牵引力F,运行阻力f和自重下滑力G之间的关系为:
上移时,牵引力F为缆载吊机运行动力;下移时则靠缆载吊机自重下滑力G提供动力,但当缆载吊机处于中跨跨中时,自重下滑力小于运行阻力,此时,缆载吊机则需要前端卷扬机施加牵引动力。
该缆载吊机采用施工单位主导研发的新型“滚轮式”行走方式,有效地提高了行走速度。缆载吊机共有8个行走轮组,每侧行走机构各安装4个行走轮组,由1台液压泵站控制,同1组的行走轮组可单独起落,也可同时起落。当主缆上有障碍物时,只需操作行走过轮组起落便可通过,相比“步履式”行走方式,大大提高了行走速度,最高速度可达15m/h。
3.2 缆载吊机就位。因主缆是非线性的,缆载吊机就位前,事先应测量好箱梁吊装位置。缆载吊机根据测量出的距离调整中间抱脚或者增加止动块,使缆载吊机准确定位。缆载吊机到位后,需在各抱脚与主缆之间垫好橡胶板,然后缩回滚轮,使抱脚完全落在主缆上,继续缩回滚轮,使其脱离主缆,避免吊装箱梁时主缆发生变化,而使滚轮受力,然后将各抱箍安装紧固。最后对液压提升系统空载调试检查,确保各部分动作满足设计要求,做好下一步的钢箱梁节段吊装作业。
3.3 吊具第一节段下落。启动系统,使钢绞线收放装置处于收线状态,将力转换到上夹持器,打开下夹持器,然后通过“预松上夹持器-缩缸-松开上夹持器”操作将上夹持器打开。最后将钢绞线收放装置置于放线状态,吊具下放离水面10-15m高度,以便驳船抛锚定位。
3.4 吊具第二阶段下落。驳船定位之后,吊具第二阶段下落,准备与钢箱梁临时吊点联接。
3.5 吊具与钢箱梁临时吊点联接。将吊具与钢箱梁进行销轴联接,并检查确保联接正常。
3.6 箱梁第一阶段提升。按照钢绞线预紧方法进行预紧,确保各钢绞线受力均匀。然后操控上下游提升千斤顶,将箱梁提离船面。同时利用钢绞线收放装置回收钢绞线。箱梁提升的同时还要不断对抱箍进行紧固,直至箱梁离船。
3.7 箱梁水平调整。箱梁提离船面后,观察其是否水平。如有必要,可通过提升千斤顶对箱梁作水平调整。
3.8 箱梁第二阶段提升。操作主控台,使箱梁自动连续提升,同时回收钢绞线。
3.9 箱梁就位及吊杆安装。箱梁提升就位后将吊杆与箱梁正确联接,联接完成后起升千斤顶卸载,将箱梁重量从缆载吊机转移至吊杆上。缆载吊机卸载前应将抱箍预松,避免卸载过程中主缆变化导致抱箍无法拆除。
3.10 卸载完成后,将吊具与箱梁联接拆除。至此箱梁吊装完毕。缆载吊机正常提升速度约15m/h,吊装一节箱梁约7个小时(各阶段所需时间详见表1),基本上可以保证每天一片的施工进度。
4 荡移工况简介
荡移是一种悬索桥钢箱梁几何位置调整手段,指在钢箱梁段无法达到垂直提升位置,利用缆载吊机或外置牵引系统提供水平力,使钢箱梁段以索夹或吊机为圆心作圆周运动,沿桥轴向和铅垂方向位置发生改变的方法。
鹦鹉洲长江大桥整桥共有7个节段无吊杆,另因受水位影响,还有3个节段箱梁无法运输到吊索正下方,因此需要采用“荡移”施工法完成这些节段钢箱梁的吊装。该项目采用了牵引系统辅助荡移与无牵引系统荡移两种方法进行钢箱梁的荡移安装。
4.1 牵引系统辅助荡移。牵引系统辅助荡移即为钢箱梁提升到一定高度后,依靠外置牵引系统提供牵引水平力,水平牵引梁段,使其绕缆载吊机作圆周运动,直至安装位置。
钢箱梁荡移参数主要包括:荡移角、荡移力、荡移牵引力,其取值应满足:
5 架梁施工注意事项
①钢箱梁吊装施工时,如遇6级以上大风、及雨、雪、雾天气,应停止施工操作。②船舶定位需精确,应尽量选择动力船运输箱梁;③钢绞线易锈蚀,要定期对夹片进行清洗,并对夹片进行检查,对不符合要求的夹片进行更换;④钢绞线应远离焊机、割枪。只能用切割机进行切割下料,打磨机打磨端头。⑤起升千斤顶和牵引千斤顶松紧限位要准确,避免夹持器不能完全夹紧或完全打开。⑥缆载吊机就位时必须抵住索夹,增加止动块的必须抵住止动块(止动块需抵住索夹),避免吊装时缆载吊机发生滑动。
6 结束语
鹦鹉洲长江大桥采用缆载吊机架设钢箱梁,既保证了安全质量,又保证了施工速度,取得了良好的经济和社会效益。
参考文献:
[1]林刚,王小洋,武江勇,苏宇龙.缆载吊机主桁架的强度及稳定性分析[J].机械,2011(03).
[2]程彬,赵伦平,张磊,王树光.自锚式悬索桥钢箱梁非支架法吊装技术[J].公路交通技术,2009(S1).
[3]邓亨长,冯强林,徐基伟,黄金平,马红军.宜昌长江公路大桥钢箱梁吊装施工[A].中国公路学会桥梁和结构工程学会2002年全国桥梁学术会议论文集[C],2002.endprint
摘要:缆载吊机是大型悬索桥箱梁架设的专用设备,它依托悬索桥的主缆作为支撑,进行移位行走和固位吊装。本文详细介绍了鹦鹉洲长江大桥500t缆载吊机钢箱梁施工技术。
关键词:鹦鹉洲 缆载吊机 吊装 施工技术 安全
1 概述
鹦鹉洲长江大桥使用的500t缆载吊机不仅能够满足桥位正下放垂直起吊,还能满足特殊工况下的荡移(角度不大于30°)需求。缆载吊机(图1)主要有一个钢主桁梁、两个在主缆上的滚轮式走行机构、两套柴油发电机一体化的液压提升装备(含提升和牵引千斤顶、柴油发电机一体化的液压泵站、控制系统及钢绞线收放装置)、吊具扁担梁等部分组成。该缆载吊机具有以下主要特点:
①设备适用性强。缆载吊机采取模块化设计,通过简单的改造或更换部件即可适应今后不同主缆间距、不同主缆直径的悬索桥架设。②在主缆上的移动、行走由吊机自身完成,无需外置牵引设备。③动作速度快。钢箱梁提升、缆载吊机行走就位及钢绞线下放速度快。④中央集中控制智能系统自动化程度高,可实现同步/非同步控制。
2 提升索、牵引索的安全系数
缆载吊机吊装提升索及走行牵引索均由钢绞线组成,而钢绞线锚具内的夹片使依靠钢绞线的受力来夹紧的,因此在提升过程中钢绞线既要保持一定的张力,又要有足够的安全系数。
这是在起升索钢绞线和牵引索钢绞线受力均匀下的安全系数。因此在箱梁起吊前或吊机纵移走行前应对钢绞线进行预紧,以确保钢绞线受力均匀。
以起升索钢绞线为例,预紧钢绞线方法如下:
3 架梁施工技术
武汉鹦鹉洲长江大桥共投入4台500t缆载吊机,为节省工期,减少对航道通行的干扰,对加劲梁吊装作业顺序进行了优化,将4台缆载吊机同步吊装加劲梁方案优化成两两对称方案,即前2台缆载吊机走行到主跨跨中对称向中塔方向先行架梁,待后2台缆载吊机拼装完成后,全部4台缆载吊机再对称架设,最后实现大桥合龙。
缆载吊机吊装箱梁前须确保各岗位人员均已就位并保持信号畅通,以确保吊梁安全。具体过程见施工工艺流程。
3.1 缆载吊机纵移。纵移即吊机沿两条主缆行走,分向塔顶移和向跨中(边跨为向锚锭)移,简称上移和下移。缆载吊机行走机构(见图2)主要是由滚轮、行走机构钢结构主体、牵引千斤顶、负载转换千斤顶和液压卷扬机组成,其中牵引千斤顶和液压卷扬机可以互换,满足缆载吊机上移、下移工况的需要。设其行走牵引力F,运行阻力f和自重下滑力G之间的关系为:
上移时,牵引力F为缆载吊机运行动力;下移时则靠缆载吊机自重下滑力G提供动力,但当缆载吊机处于中跨跨中时,自重下滑力小于运行阻力,此时,缆载吊机则需要前端卷扬机施加牵引动力。
该缆载吊机采用施工单位主导研发的新型“滚轮式”行走方式,有效地提高了行走速度。缆载吊机共有8个行走轮组,每侧行走机构各安装4个行走轮组,由1台液压泵站控制,同1组的行走轮组可单独起落,也可同时起落。当主缆上有障碍物时,只需操作行走过轮组起落便可通过,相比“步履式”行走方式,大大提高了行走速度,最高速度可达15m/h。
3.2 缆载吊机就位。因主缆是非线性的,缆载吊机就位前,事先应测量好箱梁吊装位置。缆载吊机根据测量出的距离调整中间抱脚或者增加止动块,使缆载吊机准确定位。缆载吊机到位后,需在各抱脚与主缆之间垫好橡胶板,然后缩回滚轮,使抱脚完全落在主缆上,继续缩回滚轮,使其脱离主缆,避免吊装箱梁时主缆发生变化,而使滚轮受力,然后将各抱箍安装紧固。最后对液压提升系统空载调试检查,确保各部分动作满足设计要求,做好下一步的钢箱梁节段吊装作业。
3.3 吊具第一节段下落。启动系统,使钢绞线收放装置处于收线状态,将力转换到上夹持器,打开下夹持器,然后通过“预松上夹持器-缩缸-松开上夹持器”操作将上夹持器打开。最后将钢绞线收放装置置于放线状态,吊具下放离水面10-15m高度,以便驳船抛锚定位。
3.4 吊具第二阶段下落。驳船定位之后,吊具第二阶段下落,准备与钢箱梁临时吊点联接。
3.5 吊具与钢箱梁临时吊点联接。将吊具与钢箱梁进行销轴联接,并检查确保联接正常。
3.6 箱梁第一阶段提升。按照钢绞线预紧方法进行预紧,确保各钢绞线受力均匀。然后操控上下游提升千斤顶,将箱梁提离船面。同时利用钢绞线收放装置回收钢绞线。箱梁提升的同时还要不断对抱箍进行紧固,直至箱梁离船。
3.7 箱梁水平调整。箱梁提离船面后,观察其是否水平。如有必要,可通过提升千斤顶对箱梁作水平调整。
3.8 箱梁第二阶段提升。操作主控台,使箱梁自动连续提升,同时回收钢绞线。
3.9 箱梁就位及吊杆安装。箱梁提升就位后将吊杆与箱梁正确联接,联接完成后起升千斤顶卸载,将箱梁重量从缆载吊机转移至吊杆上。缆载吊机卸载前应将抱箍预松,避免卸载过程中主缆变化导致抱箍无法拆除。
3.10 卸载完成后,将吊具与箱梁联接拆除。至此箱梁吊装完毕。缆载吊机正常提升速度约15m/h,吊装一节箱梁约7个小时(各阶段所需时间详见表1),基本上可以保证每天一片的施工进度。
4 荡移工况简介
荡移是一种悬索桥钢箱梁几何位置调整手段,指在钢箱梁段无法达到垂直提升位置,利用缆载吊机或外置牵引系统提供水平力,使钢箱梁段以索夹或吊机为圆心作圆周运动,沿桥轴向和铅垂方向位置发生改变的方法。
鹦鹉洲长江大桥整桥共有7个节段无吊杆,另因受水位影响,还有3个节段箱梁无法运输到吊索正下方,因此需要采用“荡移”施工法完成这些节段钢箱梁的吊装。该项目采用了牵引系统辅助荡移与无牵引系统荡移两种方法进行钢箱梁的荡移安装。
4.1 牵引系统辅助荡移。牵引系统辅助荡移即为钢箱梁提升到一定高度后,依靠外置牵引系统提供牵引水平力,水平牵引梁段,使其绕缆载吊机作圆周运动,直至安装位置。
钢箱梁荡移参数主要包括:荡移角、荡移力、荡移牵引力,其取值应满足:
5 架梁施工注意事项
①钢箱梁吊装施工时,如遇6级以上大风、及雨、雪、雾天气,应停止施工操作。②船舶定位需精确,应尽量选择动力船运输箱梁;③钢绞线易锈蚀,要定期对夹片进行清洗,并对夹片进行检查,对不符合要求的夹片进行更换;④钢绞线应远离焊机、割枪。只能用切割机进行切割下料,打磨机打磨端头。⑤起升千斤顶和牵引千斤顶松紧限位要准确,避免夹持器不能完全夹紧或完全打开。⑥缆载吊机就位时必须抵住索夹,增加止动块的必须抵住止动块(止动块需抵住索夹),避免吊装时缆载吊机发生滑动。
6 结束语
鹦鹉洲长江大桥采用缆载吊机架设钢箱梁,既保证了安全质量,又保证了施工速度,取得了良好的经济和社会效益。
参考文献:
[1]林刚,王小洋,武江勇,苏宇龙.缆载吊机主桁架的强度及稳定性分析[J].机械,2011(03).
[2]程彬,赵伦平,张磊,王树光.自锚式悬索桥钢箱梁非支架法吊装技术[J].公路交通技术,2009(S1).
[3]邓亨长,冯强林,徐基伟,黄金平,马红军.宜昌长江公路大桥钢箱梁吊装施工[A].中国公路学会桥梁和结构工程学会2002年全国桥梁学术会议论文集[C],2002.endprint