变幅式桥面吊机安装支架区钢箱梁关键的技术研究毕业论文.doc

变幅式桥面吊机安装支架区钢箱梁关键的技术研究毕业论文目录中文摘要- 1 -English Abstract- 2 -第一章 引言- 3 -1.1本设计的目的- 3 -1.2 本设计的意义- 3 -1.3 国内外发展概况- 3 -1.4 问题的提出- 4 -第二章 与广东珠江黄埔大桥的比较- 5 -2.1 工程概况- 5 -2.2 技术创新点- 5 -2.3、工艺过程简述及工艺流程图- 6 -2.3.1 工艺过程简述- 6 -2.3.2 工艺流程图- 7 -2.4、施工工艺及操作要点- 7 -2.4.1跨缆吊机安装、调试、行走- 7 -2.4.2 钢箱梁吊装- 9 -第三章 与荆岳长江公路大桥的比较- 14 -31 工程概况- 14 -32 工程主要特点- 14 -3.3 桥面吊机设计要求- 15 -3.3.1 主要构造特点- 15 -3.3.2 荆岳大桥吊机安装的作业程序- 16 -3.3.3 两种吊机施工方案的对比- 16 -第四章 具体的工程实例分析- 18 -4.1 工程概况- 18 -4.1.1 工程概况- 18 -4.1.2 工程特点- 20 -4.2桥面吊机的设计要求- 20 -4.3 桥面吊机的工作机构- 21 -4.3.1 主起升机构- 21 -4.3.2 变幅机构- 22 -4.3.3 回转机构- 22 -4.3.4 幅起升机构- 23 -4.3.5 下车总成- 23 -4.4 桥面吊机钢箱梁的两种方式- 24 -4.5国内外同行技术比较- 25 -4.6 该技术的成熟程度- 25 -4.7总体施工工艺及流程- 26 -4.8主要施工方法- 26 -4.8.1 支区钢箱梁安装总体施工技术- 26 -4.8.2 支架的设计与搭设- 28 -4.8.3 桥面吊机锚固设计的关键技术- 29 -4.8.4 桥面吊机选型技术- 29 -4.8.5桥面吊机空中立拼关键技术- 31 -4.8.5.1拼装工艺比拼- 31 -4.8.6钢箱梁安装技术- 36 -4.8.7 钢箱梁两次滑移就为技术- 39 -4.9 项目技术的关键点与创新点- 41 -4.10 该技术的成熟程度- 41 -4.11 项目中存在的一些问题- 42 -第五章 结论- 64 -谢辞- 66 -参考文献- 67 -第一章 引言1.1本设计的目的 本设计是研究变幅式桥面吊机安装支架区钢箱梁关键的技术，它是为了让有些桥位水域水纹条件较为复杂，不适合大型起重船舶吊装支架区钢箱梁，而寻找的一种新的支架区钢箱梁安装的技术。1.2 本设计的意义随着桥梁技术的不断发展，桥梁跨度不断增大，钢箱梁由于其重量轻，受力性能好而作为大跨度桥梁的首选。对于索塔支架区及边跨支架区的钢箱梁，常规施工工艺采用大型起重设备如起重船安装到位。即钢箱梁通过船舶运输至船位，大型起重船舶驻位完成后讲钢箱梁起吊。通过起重船舶自身的旋转，将钢箱梁放置在安装支架上。目前，国内大型斜拉桥支架区钢箱梁通常选用此工艺。例如，杭州湾跨海大桥支架区钢箱梁安装，金塘大桥主通航孔桥支架区钢箱梁安装等。但是有些桥位水域受水流流速，流向，水深和潮位等水文复杂条件，大型起重船舶由于受吃水深度等影响无法驻位，即无法采用大型起重船舶吊装支架区钢箱梁。需要寻找一种新的支架区钢箱梁安装方法。对进一步推动国内大型桥梁建设水平的发展具有重要意义。1.3 国内外发展概况 从查询的国内相关文献来看，在目前国内不采用大型起重船进行支架区钢箱梁安装的案例两例。一例为广州珠江黄埔桥，一例为湖北荆岳长江公路大桥。、广州珠江黄埔大桥采用桥面吊机在横梁上方。在进行支架区钢箱梁吊装前，桥面吊机前支腿安装在索塔横梁上。钢箱梁滑移施工时，需拆除吊机前支腿并临时锚固在索塔预埋件上，预留出滑移横道，钢箱梁完成后吊机前支腿再拆除并固定在已安装的钢箱梁上，在进行后续钢箱梁吊装。在索塔支架区钢箱梁安装过程中，桥面吊机需要多次定位，前支腿多次拆除和重安装。荆岳长江大桥采用诡杆吊机起吊安装索塔支架区钢箱梁，而边跨支架区无法采用该方法进行施工。因此，上述两工程具有一定程度的局限。目前，国内关于支架区钢箱梁不采用起重船安装的研究和方法比较少。采用桥面吊机安装支架区钢箱梁这一施工方法可同时适用于索塔支架区和边跨支架区钢箱梁未有先例。即采用桥面吊机一次驻位骑跨桥梁纵轴线的方式即可完成单个支架区全部钢箱梁安装，减小桥面吊机移位和拼装次数。该方法不仅适用于索塔塔周支架区钢箱梁安装施工，而且试用与边跨支架区钢箱梁安装施工。具体安装方法未采用桥面吊机驻位在桥梁中轴线预想搭设的支架平台上，通过桥面吊机自身的变幅功能，将钢箱梁起吊后放置于预先搭设的搁置平台上，进而将钢箱梁通过横移和纵移两次滑移就为。经科技查验，该施工方法具有独创性，在国内桥梁钢箱梁安装施工上取得突破。1.4 问题的提出虽然现在的桥梁发展的很快，但是大部分桥面吊机安装支架区钢箱梁一般还都是采用大型运输船舶驻位的方法，可是对于一些水文条件比较复杂的大桥，这种方法可行性不高，所以需要一些新的创新。本设计用嘉紹大桥为例，通过对他的桥面吊机技术的研究来说明这一方法的基本流程及施工方法。第二章 与广东珠江黄埔大桥的比较2.1 工程概况珠江黄埔大桥为主跨1108m的单跨加劲钢箱梁悬索桥。其加劲梁采用扁平封闭流线形钢箱梁，为单箱单室全焊结构钢箱梁，桥轴线处梁内净高3.5m，桥面板为2%的双向横坡，全宽41.69m,，12.8m吊索间距，标准梁段设计长度12.8m，总重18713t。每个标准梁段设2个永久吊点，其横向间距36.5m(主缆下方)。4个临时吊点，其横向间距29.394m，纵向间距6.2m。全桥共划分87个梁段，83节标准梁段B，2个端梁段A、E及两个合拢梁段C、D。标准节段重量约215t，最大吊装节段E重230t。钢箱梁总体吊装按设计图顺序执行。首先自中跨跨中节段开始，向南北塔对称逐梁段吊装直至合拢段前；然后自钢箱梁靠塔的端梁节段开始按照顺序吊装直至合拢段前；最终吊装2个合拢段。2.2 技术创新点钢箱梁吊装施工在我公司参建工程工程中较为常见，但悬索桥钢箱梁吊装仅有97年建成的虎门大桥一例。本工程项目与虎门大桥相比，不同点可概括为四点：、地位不同：虎门大桥不但是我公司第一座悬索桥，而且是交通部悬索桥施工的样板桥，部颁规范中的悬索桥施工部分即以虎门大桥施工成果为依据。、投入的资源不同：虎门大桥是倾我公司全力建设的项目，尤其上构项目，更是汇集了公司大量资源。、可参考信息量不同：虎门大桥建设较早，国内同类桥型还比较罕见，所得信息基本靠国外咨询公司提供或自己试验取得。而本工程项目开工时，悬索桥在国内已属常规桥型，相关技术总结较多，部分工序甚至可以实地考察。、参建人员素质不同：虽然本工程项目的参建人员素质相对于10年前已经整体大幅下滑，但部分参建人员（其中大部分是第一线作业人员）刚参加了阳逻大桥的悬索桥钢箱梁吊装施工，对工艺较为熟悉。综合考虑以上因素，选择了降低成本和加快进度作为珠江黄埔大桥悬索桥钢箱梁吊装施工的技术创新点，以虎门大桥钢箱梁吊装施工技术为基础，参照阳逻大桥的成功经验进行改进。2.3、工艺过程简述及工艺流程图2.3.1 工艺过程简述钢箱梁吊装方案综合考虑水位及河床地形、缆载吊机性能、吊装顺序及运梁船舶的吃水深度等因素，采取两种吊装方法：、常规梁段从运梁船上由缆载吊机直接将箱梁垂直吊装到位；、端梁采用荡移法安装，将梁段垂直起吊到桥面高度时，水平拉移就位安装。缆载吊机为卷扬机式缆载吊机，利用两根装有索夹的主缆做运行轨道，以主缆索夹为承载支点，由两根箱形端梁、一根格构式主梁构成。25t起吊卷扬机南岸侧南塔上横梁，北岸侧布置在47#墩48#墩之间的陆地上。由导向滑轮引入钢丝绳与机上滑车组相连。行走采用置于塔顶的8t卷扬机进行牵引。钢箱梁吊装过程实施全程施工监控，及时顶推塔顶主索鞍，控制塔偏在允许范围（24cm）之内。2.3.2 工艺流程图图2.1 工艺流程图2.4、施工工艺及操作要点 2.4.1跨缆吊机安装、调试、行走 跨缆吊机安装当主缆索夹安装、横向通道拆除、猫道改吊工作完成后，在南、北塔塔顶靠中跨侧主缆上利用座吊进行跨缆吊机的拼装。根据塔吊起重能力，将跨缆吊机分为行走机构、主梁、端梁、液压系统等部分，在地面进行组拼，按行走机构、端梁、主梁、液压系统、电气系统、卷扬机顺序进行安装。结构安装完毕后，安装液压、电气系统，由已安装于塔下的卷扬机穿入钢丝绳，完成跨缆吊机安装。图2.2 现场施工图 跨缆吊机调试为了保证钢箱梁在吊装过程中跨缆吊机的正常工作，在跨缆吊机安装前进行过载试验，以验证跨缆吊机的性能。过载试验在吊机试验架上进行，模拟吊机最不利工况下的工作状态，过载荷载不小于1.1倍最大吊装重量（280t）。过载试验内容：卷扬机运转、钢结构承载能力、连接件应力、控制系统运转等。 跨缆吊机行走跨缆吊机在主缆上行走采用“跨步方式”。在塔顶沿纵向各备一台牵引能力5t慢速卷扬系统，作为吊机沿主缆向上行走的动力和向下行走的限制装置，通过滑轮组、导向滑轮和固定于索夹的钢丝绳托辊，连接于卷扬机，另一端锚固在行走系统上。在吊机移动前，收紧卷扬机，解开、收起吊机夹紧和抗剪装置，直至完全悬空，逐渐将吊机荷载转换至行走轮上，操作吊机沿主缆行走一个循环行走，重新落下夹紧装置及抗剪装置至主缆上。图2.3 拼装跨缆吊机 跨缆吊机吊装钢箱梁时的固定跨缆吊机行走至吊装位置后，利用锁定装置固定在主缆上，锁定装置由三部分组成，分别为：a、通过吊机两端梁承压-夹紧机构夹住主缆；b、拉紧辅助移动卷扬系统；c、在邻近索夹两侧安装调整垫片、抗剪块及顶紧螺栓，顶紧索夹。 2.4.2 钢箱梁吊装吊装期间，为保持桥塔受力平衡，在完成阶段梁段吊装后，根据监测监控计算结果，对桥塔主索鞍鞍座进行分次顶推。 航道管制由于钢箱梁吊装期间，运梁方驳停驳在钢箱梁起吊位置占用航道，吊装前会同航监部门制定周密的通航方案，要求对过往船只限制航速、限制航道通行，以确保钢箱梁运输船安全抛锚就位。在方驳前后方设立通航标志，加强巡逻，确保安全。标准梁段吊装a、跨缆吊机定位跨缆吊机定位位置应保证钢箱梁起吊后与已安钢箱梁梁段间3050cm间隙，以便钢箱梁顺利垂直起吊。b、箱梁定位将钢箱梁定位在跨缆吊机的吊点下方，定位精度不大于50cm，跨缆吊机放下吊具，然后根据跨缆吊机吊具位置，收放定位船锚绳进行精确定位。c、垂直起吊、用销轴将钢箱梁临时吊点与跨缆吊机分配梁销接，经检查，符合安全吊装要求后，同时启动塔顶两台25t卷扬机，使钢箱梁缓慢离开驳船，并利用架在岸边的仪器观察钢箱梁是否水平，以便调整提升设备的运行速度，使得跨缆吊机吊点均匀受力；、起动卷扬机，将钢箱梁徐徐吊起，钢箱梁完全脱离驳船后，检查钢箱梁是否水平。确认钢箱梁处于水平状态后，继续驱动卷扬机，将钢箱梁垂直吊装至预定位置(稍高于安装标高)；、将吊索与钢箱梁永久吊点连接。、用葫芦水平拽拉钢箱梁至安装位置、与相邻已安钢箱梁节段临时连接。、放松吊具，使吊索受力实现荷载转换，完成一段钢箱梁的吊装任务，移动跨缆吊机进行下一节段吊装。图2.4 钢箱梁的吊装 端梁吊装由于端梁成桥位置已部分进入横梁范围，比运梁平驳最靠塔位置还要向边跨偏移约10m；而且端梁未设永久吊索，需要临时固定装置；其中南端梁还是全桥最重的梁段，吊装难度较大。在编制总体施组时，采用小幅荡移、落地支架接力平移并临时固定的方案。经过综合考虑，决定改为一次荡移到位，临时吊索挂扣的方案。改变后荡移幅度加大，由9.5m增到12m，但可节约两个60m高、载重500吨的落地支架，并可避免对钢箱梁进行额外加固。1）、荡移系统荡移到位时，北端梁（A梁）需要195kN的水平拉力，南端梁（E梁）需要235kN的水平拉力。荡移系统包括拽拉卷扬机、拽拉钢丝绳、动定滑车、定滑车锚固架和转向机构（此项仅A梁有）。拽拉卷扬机型号为5吨，A梁拽拉卷扬机布置在塔顶，E梁拽拉卷扬机布置在南引桥塔侧现浇段上。拽拉钢丝绳为21.5钢丝绳，采用3匹绳。动定滑车均采用双轮20吨滑车，A梁动滑车挂在靠跨中的临时吊点上，定滑车及其锚固架挂在塔柱人洞上；E梁动滑车挂在靠边跨的临时吊点上，定滑车及其锚固架锚在南引桥塔侧现浇段上。A梁拽拉钢丝绳转向机构直接利用缆载吊机安装吊架。2）、临时吊索临时吊索采用可调式方案，包括临时索夹、主绳体系和锚固体系。其中主绳体系又包括动定滑车、主绳、转向滑车和抽紧卷扬机等构件。施工顺序如下：安装临时索夹安装转向和锚固机构穿绕主绳挂定滑车改装塔顶平台动滑车下放（端梁起吊）连接动滑车和临时吊点（端梁荡移）抽紧主绳并锚固（缆载吊机卸载端梁环焊缝焊接）抽紧主绳并解除锚固拆除临时吊索加固塔顶平台 3）、吊具改装由于端梁临时吊点间距和重心均与常规梁段不一样，其中E梁还比常规梁段重1520吨，所以在吊装端梁时，放弃扁担梁吊具，改用钢丝绳吊具。吊具包括中吊带（靠近中跨侧）、边吊带（靠近边跨侧）、端卡环、中卡环和滑动轴承等构件。滑动轴承与动滑车挂轴匹配，承载力不小于80吨，每个动滑车设3个，安装在扁担梁吊耳原先位置。吊带为48钢丝绳，两端插套环。中吊带穿过中间的滑动轴承，两端用端卡环（40吨）与端梁中跨侧临时吊点连接；边吊带先穿过中卡环（80吨），再穿过外侧的两个滑动轴承，最后两端用端卡环（80吨）与端梁边跨侧临时吊点连接。中卡环用236钢丝绳（吊具千斤绳）反挂在边跨侧的端卡环上。 合拢梁段吊装在梁段B40、N40架设完成后，对合拢段的实际长度进行测量，将长度和测量时的温度提交设计院和监控单位，进行复核。按标准梁段的吊装方法，吊装合拢梁段B39和N39。吊装合拢段之前，借助北边跨、南边跨引桥砼箱梁面牵拉卷扬机，将近塔处与合拢段相邻钢箱梁部分节段拉移50cm。待合拢段吊装就位后放松卷扬机张力，并将已拉开的钢箱梁节段逐渐推回原位。再将合拢梁段与相邻梁段临时连接固定，至此整个钢箱梁吊装工作全部完成。图2.5 桥面吊装钢箱梁临时连接箱梁吊装过程中，随着梁段不断地吊装就位，上下缘开口不断变化，在吊装初期，箱梁节段上缘顶紧，下缘开口，随着梁段不断地吊装就位，下缘开口不断地减小，直至闭合。因此临时联接需要不断地调整连接螺栓，保证相邻节段能够牢靠地联结。 钢箱梁检查车安装钢箱梁检查车根据主梁结构形式，采用悬挂式吊车方案，位于钢箱梁底部，检查车主要由桁架和驱动机构所组成。本桥配置两台检查车。检查车悬挂在标准梁段下方随标准梁段同时吊装完成。安装方法：在岸上将检查车拼装成整体，移至平驳工作船上，将检查车分别运输至两梁段下，通过跨缆吊机调整钢箱梁高度，利用手拉葫芦辅助，将检查车安装在梁底检查车轨道上，并临时固定，两梁段安装到位，即完成钢箱梁检查车的安装。2.4 与变幅式桥面吊机的比较广州黄埔大桥采用桥面吊机驻位在横梁上方。在进行支架区钢箱梁吊装前，桥面吊机前支腿安装在索架横梁上。钢箱梁滑移施工时，须拆除吊机前支腿，并临时锚固在索塔预埋件上，预留出滑移横道。钢箱梁安装完成后，吊机前支腿再拆除，并固定在已经安装的钢箱梁上，在进行后续钢箱梁吊装。在索塔支架区钢箱梁安装过程中，桥面吊机需多次定位，前支腿多次拆除和重安装。所以相比变幅式桥面吊机，这种方法篇麻烦，存在一定的局限性。第四章 具体的工程实例分析4.1 工程概况4.1.1 工程概况嘉紹大桥主航道桥是世界上首座六塔独柱四索面分幅钢箱梁斜拉桥，它的跨径布置位 70+500+5*428+200+70=2680m. 钢箱梁采用分幅的形式，单幅箱梁为栓焊流线型扁平钢箱梁。全桥钢箱梁刚醒绞外分为AJ共13种类型梁段。对于不设横梁梁段分为左右两部分预制。钢箱梁梁高4.0m（箱梁内侧内尺寸），单幅梁宽24m(含风嘴及斜拉索检修道)，两箱梁梁之间间距为9.8m,全幅总宽为55.6m。两横梁间横梁长9.8m，部分梁段在两幅梁之间设置箱型横梁和工字形横梁。过渡墩、辅助墩处横梁，即I 类和H 类梁段横梁下方安装有横向抗风支座连接架，抗风支座连接架与横梁底板采用高强螺栓连接。B2 类梁段处横梁与Z4、Z7 索塔之间设有塔梁纵向约束支座，横梁内部设置支座加劲构造。图4.1 钢箱梁段划分图为控制分幅钢箱梁的涡激振动，根据风洞试验研究成果，单幅钢箱梁在内侧斜腹板下方设有抗风导流板。导流板全桥布置在除70m 边跨和索塔无索区外的钢箱梁上。根据构造及施工架设的需要，全桥钢箱梁除刚性铰外划分为AJ 共13 种类型梁段。其中D1、E1、F、G 类梁段又根据风嘴及内侧斜拉索工作箱是否设置张拉孔及梁段是否设置压重槽分为若干类型。各梁段均为分幅结构形式，单幅箱梁为栓焊流线形扁平钢箱梁，外侧设风嘴，内侧设置斜拉索检修道，梁高4.0m（中心线位置箱梁内尺寸），整幅梁宽55.6m（含风嘴和拉索检修道）。对于不设横梁梁段（A、E1、E2、F、J 类梁段）分为左右幅两部分预制，设置横梁梁段（B1、B2、C、D1、D2、G、H、I）分为左右幅和横梁三部分预制。全桥共计374 个梁段（单幅），71 个箱形横梁以及32 道工字形横梁。横梁节段调整以后，标准梁段长度15.0m，边跨梁段最大吊装重258.90t（H类梁段，单幅），悬臂施工最大吊装重对于Z5 塔中跨侧为223.00t（J3 梁段，单幅），Z6 塔中跨侧为265.27t（J1 梁段，单幅），其余塔为221.48t（G 类梁段，单幅），刚性铰合龙梁段最大吊装重374.05t（单幅），其余合龙梁段吊重119.02t（单幅），横梁除了NBK1 梁段吊装重分别为31.258 和28.048t 之外，其余箱形横梁重量分别为28.048t（长箱型）和7.92t（短箱型），工字形小横梁吊装重4.985t。4.1.2 工程特点 （1）由于桥位区的钱塘江河口尖山河段河床宽浅、潮强流急、涌潮汹涌，桥区水域的涨落流路有分歧，河床地质颗粒较细，启动流速低，易冲易於，加上上游来的水丰，枯变化，河床变化剧烈。钢箱梁运输到位后，必须在50 分钟内将钢箱梁起吊离船，船舶退出。否则船舶将搁浅。因此吊装施工难度大，要求科学组织，精心施工。（2）嘉绍大桥钢箱梁采用的是分幅式，部分钢箱梁设置有横梁。采用的是分幅吊装方式，因此左右幅箱梁与前段梁的匹配接口、以及两幅梁与横梁的匹配接口所达到要求精度高，线型控制较为复杂，施工要求较高。（3）钢箱梁采用顶推几何合龙，最大顶推力会达到615t，顶推装置数量多，顶推装置的布置以及如何控制左右幅箱梁的顶推平衡，保证结构安全，难度较大。4.2桥面吊机的设计要求桥面吊机是本桥钢桁加劲梁架设安装的关键设备，桥面吊机的技术性能必须满足大跨径悬索桥钢桁加劲梁架设的使用要求，适应架设过程中的各种施工工况，满足钢桁梁架设过程中的线形变化，满足临时铰过铰作业，使钢桁梁架设施工安全、优质、快捷。综合分析，桥面吊机设计主要技术要求有：（1）需具备全回转功能，钢桁梁上走行功能；（2）单榀钢桁梁梁段最大吊装重量70t（包括短吊索区的专用吊具重15t），相应吊距22m桥面吊机起重力矩需达1540t.m （3）钢桁加劲梁和永久吊索在桥面吊机工作支腿压力临时荷载作用下会产生较大的结构内 力，为确保钢桁加劲梁和永久吊索的受力安全，吊机机身设计重量需受到限制，不得超过138t，由此需认真研究桥面吊机的机身重量和需满足的工作性能之间的对立关系，桥面吊机设计必须在满足使用要求的基础上优化机身结构设计，控制机身重量； （4）桥面吊机设计中为控制机身重量取消配重部分，吊机工作时机身必须锚固在已安装好的钢桁加劲梁上，以确保吊机作业安全。桥面吊机的安全及锚固措施需专项研究，同时在全桥没有贯通前，桥面吊机始终处于柔性及悬浮体系之上，其行走方式及安全措施必须安全可靠； （5）在钢桁梁采用逐次无铰刚接法架设时，施工阶段永久吊索及主桁架杆件内力较大，超过了结构允许范围，为释放由于悬臂拼装引起的吊索及主桁架各杆件的过大内力，在主桁架上弦杆的四个节点（10#、20#、81#、91#）位置设置临时铰，临时铰处钢桁梁上弦杆设置150mm销轴，下弦杆断开，主桁架顶部成折线，坡度最大达到8.2%，由此需研究桥面吊机爬坡性能和过铰作业方式； （6）根据运输及现场安装条件，设计上需充分考虑桥面吊机现场组装的可行性和方便性，控制杆件的单件尺寸和重量；4.3 桥面吊机的工作机构4.3.1 主起升机构 主起升机构由交流变频电动机（YTSZ315M1-8 90kW，带编码器、超速开关等）驱动，经减速器、卷筒驱动起升钢丝绳和吊钩组及货物，实现货物的上升和下降运动。卷筒为钢板卷制焊接而成，卷筒表面切有折线绳槽，采用四层卷绕。卷筒轴的一端设置有机械式的起升高度 及下降高度限位装置。 在电动机和减速器高速轴设置有液压推杆制动器，为了适应钢桁梁吊装过程较长，为确保安全，在减速器高速轴的另一端也设置了制动器装置。采用交流变频调速，可在较大范围内调速，并可有效降低起升机构起、制动时的冲击振动为确保安装对位要求，设置了微速控制开关。各种幅度下的起重量严格按起重量曲线控制，调试时由起重负荷限制器的生产厂家调定。4.3.2 变幅机构 变幅机构为工作性变幅机构，其驱动型式为钢丝绳滑轮组传动，驱动臂架摆动以改变起重机的幅度。变幅机构的卷筒包括两部分，一部分为变幅钢丝绳卷绕段，另一部分为主起升钢丝绳卷绕段（补偿卷筒），变幅钢丝绳和主起升钢丝绳的出绳方向相反，在变幅过程中，由补偿卷筒放出或收回一定量钢丝绳以补偿货物的升降，以使货物在变幅过程中，沿近似水平线移动，既减小变幅功 率，也改善了操作性能。经优化，变幅卷筒、补偿卷筒的直径相同，有效简化了结构。主起升钢丝绳的一端固定在主起升卷筒上，经补偿滑轮、起升滑轮组、吊钩滑轮，另一端则固定在变幅及卷筒补偿机构的补偿卷筒上。变幅机构，由一台交流变频电动机（YTSZ250M-8 37KW）驱动，经减速器、卷筒驱动钢丝绳滑轮组，拖动臂架摆动，从而改变起重机的幅度（工作半径）。采用交流变频调速，可在较大范围内调速，并可有效降低变幅起、制动时的冲击振动。为了适应钢桁梁吊装过程较长，为确保安全，在减速器高速轴的另一端也设置了制动器装置。同时，在卷筒轴的一端设有限位开关，各用于最大幅度和最小幅度的减速及限位，此外，在A字架的结构上还设有机械止挡装置，以防止起重机臂架在小幅度时因坡度、惯性、风载等有可能出现的后倒意外。4.3.3 回转机构 回转机构由回转支承装置和回转驱动装置两部分组成。回转支承装置采用大型三排滚子滚动轴承（131.50.3150型，外啮合）回转驱动装置共两台，对称布置，均采用立式交流变频电动机（YTSZ225S-8 22KW）驱动，减速器为四级立式行星减速器，经行星小齿轮驱动起重机回转部分回转。 回转驱动装置的传动系统中，设有极限力矩联轴器，以保证起重机在急剧起、制动时，以及起重机臂架在回转受阻时，保护传动系统的另部件。回转驱动装置中的制动装置为常开式脚踏液压制动器，制动器的制动力矩可由司机控制以保证制动平稳，并设有手动锁紧装置，防止起重机回转部分因风载而自行转动。回转机构中还设有回转部分的锚定装置，以在起重机不工作时将起重机回转部分锁定。采用交流变频调速，可在较大范围内调速，并可有效降低回转起、制动时的冲击振动。4.3.4 幅起升机构 起重机设有副起升机构一台，具有较高的起升速度，其结构和组成见图4。副起升机构由电动机、联轴器、制动器、减速器、卷筒组、钢丝绳卷绕系统及吊钩组等部分组成。交流变频电动机（YTSZ225S-8 22KW），经联轴器（带制动轮）、减速器、卷筒联轴器驱动，驱动副起升滑轮组（倍率为2）、吊钩组，提升或下放货物。减速器采用SEW（天津）产品，不仅其外型尺寸较小、重量较轻，使用可靠，使用寿命长，更重要的是其高速轴的允许转速高（3000转/分）。电机和减速器高速轴处于高转速运转，采用高质量的硬齿面减速器较为合理。卷筒为钢板卷制焊接而成，为单层卷绕，卷筒表面切有螺旋绳槽，有利提高钢丝绳使用寿命，卷筒轴的一端设置有机械式的起升高度及下降高度限位装置。在减速器高速轴设置两台液压推杆制动器。 4.3.5 下车总成 下车总成结构和组成。由下车底盘、步履走行机构、锚固系统、液压系统等组成。 下车底盘主要由一个支承圆筒和四个双工字形截面的支腿组成。支承圆筒为上车提供支撑和联接，圆筒周围有四个支腿，在每个支腿头部下面安装有一个带机械锁定的支顶油缸，在吊机工作时起调平和支承的作用。支顶油缸的底座设有橡胶垫，以保证在与桥梁接触时不对桥梁产生伤害。 步履走行机构由轨道梁、走行油缸和滑靴等组成。两根轨道梁在顺桥方向布置，间距为12m。每个支腿下面有一个滑靴，在滑靴槽的导向作用下，整车可以沿轨道梁滑动。步履轨道两端设有可纵向转动的铰支座，中部设有可伸缩的球形铰座，满足起重机纵向折线走行的要求。折线走行的夹角最大可达9。吊机通过四个支顶油缸支承在已架设好的钢桥横梁上，油缸提供支反力满足工作时的受力要 求；通过精轧螺纹钢筋把四个支腿锚定于步履轨道上，同时步履轨道通过精轧螺纹钢筋锚定于架设钢桥的横梁上，保证工作时提供足够的拉锚力。在底盘上设有一个小型液压通过一个22kw电动机带动一个齿轮油泵。由一个六联手动换向阀控制，分别驱动车体两侧的走行油缸和支顶油缸。 4.4 桥面吊机钢箱梁的两种方式 1一般的架桥机是采用大型的起重船安装到位，钢箱梁通过船舶运至桥位，大型起重船通过自身的旋转将钢箱梁放置在支架平台上。 2新型的架桥机通过预先搭设的支架平台，桥面吊机骑跨在桥梁的纵轴线上，桥面吊机桥轴线一次驻位即可完成单个支架区 上行式架桥机：他不需要铺设运行轨道，起升高度大，安装方便，但是对道路的要求很高。 自行式简易架桥机：该机采用待吊的预制梁配重平衡方式纵移过孔，使整机总长度缩短为桥跨的14倍；主体结构采用空腹箱形梁，刚性好，使整机自重大幅度降低，纵横运行更平稳，整机运行机构可360度任意转向，可架设任意方向和角度的正交、斜交桥。与同类技术相比，该机具有机身短，自重轻，起重能力强，纵横电动运行，架桥效率高，集中控制，操作简便，转场运输方便等特点 下行式架桥机：采取在预制场内生产节段梁，降低了天气对生产制品的影响。在施工中采取自动化生产的程度高，生产的速度大幅度提高，生产的成品质量有保证，施工误差及以外发生几率可降到最低，采用节段预制拼装可降低施工作业对周边环境的干扰，对繁忙的交通要道无需进行长期的交通疏解。 相对于现浇省略了施工脚手架的搭设，排除了很多人为和现场复杂的场地等不安全因素。 4.5国内外同行技术比较 从查询国内的相关文献看，国内玩关于支架区钢箱梁不采用起重船安装的研究和方法较少。在目前国内部采用大型起重船进行支架区钢箱梁安装案例的有两个例子。一例为广州珠江黄埔桥，一例为湖北荆岳长江公路大桥，但是与嘉紹大桥支架区相比，存在一定的差异性：（1）桥面吊机采用一次驻位骑跨桥梁纵轴线的方式完成单个支架区全部钢箱梁安装技术，减小桥面吊机移位和拼装次数。（2）变幅式桥面吊机安装钢箱梁方案可以适用于索塔支架区，同时也可以适用于边跨支架区。（3）钢箱梁与桥面吊机快速链接技术。将传统的钢箱梁于吊具之间的刚性接头改为钢丝绳柔性接头，大大缩短了钢箱梁与吊机的连接时间。（4）对于施工费用而言，由于未采用大型起重船舶安装的方法，大大节约了船舶设备费用。虽然采用了桥面吊机进行钢箱梁安装，但是由于支架区钢箱梁安装完成后，桥面吊机可就地周转至后续钢箱梁悬臂安装阶段。并未增加支架区钢箱梁采购桥面吊机的成本。大大节约了施工费用。 4.6 该技术的成熟程度 安装方法采用桥面吊机驻位在桥梁中轴线预先搭设的支架平台上，通过桥面吊机自身的变幅功能，将钢箱梁起吊后放置于预先搭设的搁置平台上，进而将钢箱梁通过横移和纵移两次滑移就位。从查询国内相关文献看，刚想梁支架搭设和钢箱梁在支架上滑移已经应用的较为成熟。但是桥面吊机采用一次驻位骑跨桥梁纵轴线的方式完成单个支架区全部钢箱梁安装案例，并不多见。 本项目以下几个方面有着较高的成熟度。 （1）支架区钢箱梁支架的设计。国内多座跨海跨江大型桥梁索塔区钢箱梁均搁置在临时支架上，临时支架的设计与搭设目前运用较为成熟。 （2）桥面吊机的设计与制造业较为成熟。目前，国内关于桥面吊机的设计与制造均有较多较为专业的单位，设计理念和设计方法较为先进，加工制作工艺和精度业较为先进，运用较为成熟。 （3）钢箱梁滑移较为成熟。钢箱梁在支架上滑移目前已经在多个桥梁上成熟运用，采用牵引工具将钢箱梁在支架上牵引拖移，施工安全性和施工功效也可以得到保障。 通过对本项目进行研究分析，本项目具备了良好的基础条件，技术方案可行，就具有良好的经济效益，社会效益及市场竞争力，且意义巨大，有力的促进了支架区钢箱梁施工技术的推广与应用，进一步推动了复杂水文条件下大型桥梁的建设水平。4.7总体施工工艺及流程 变幅式桥面吊机固定于预先搭设的支架平台上，且桥面吊机骑跨在桥梁的纵轴线上，桥面吊机桥轴线一次驻位即可完成单个支架区全部钢箱梁安装。桥面吊机通过变幅机构，带载实现起重大臂与水平夹角4676度的变幅。通过大臂变幅，实现了从运输船舶上起吊钢箱梁然后收回变幅至支架搁置平台上，将钢箱梁放置于搁置平台上。单片吊装完成后，依次换移后再纵移就位。 4.8主要施工方法4.8.1 支区钢箱梁安装总体施工技术 变幅式桥面吊机固定在预先搭设的支架平台上。且桥面吊机骑跨在桥梁的纵轴线上，桥面吊机桥轴线一次驻位即可完成单个支架区全部钢箱梁安装。桥面吊机通过变幅机构，带载实现起重大臂与水平夹角4676度的变幅。通过大臂变幅实现了从运输船舶起吊钢箱梁然后收回变幅至支架搁置平台上，将钢箱梁放置在搁置平台上。单片吊装完成后，依次换移后再纵移就位。 总体工艺流程图如下图所示滑块放点就时焊接固 吊前准备吊前准备1桥面吊机调试 运梁船就位 变幅并下放吊滑轮安装，上钢丝绳 起吊至离船10cm并静止10min在梁段离船面50cm以上时，停止起吊 检查吊机，钢丝绳，支架体系情况 起吊至支架上方50cm高变幅并缓慢下放至横移轨道顶面 解除钢丝绳完成吊装钢箱梁滑移就位 完成10片钢箱梁的吊装 完成精调及工地焊接 利用塔吊完成横梁，内侧检修道安装 支架区钢箱梁安装完成图4.1 梁段安装总体流程图4.8.2 支架的设计与搭设钢箱梁支架根据钢箱梁分布和重量进行设计与施工。钢箱梁支架设计时，除考虑钢箱梁的整体承载受力外，重点考虑钢箱梁滑移施工需要。支架区梁段包括边跨支架区和索塔支架区两部分。钢箱梁通过一侧布置一台变幅式桥面吊机完成起吊和安装工作。钢箱梁起吊后安放于桥梁中轴线上，再通过横移支架及纵移支架实现钢箱梁滑移就为。故在进行支架设计和施工时，重点考虑横移和纵移支架的布置。因为钢箱梁需要横移和纵移多次滑移。为防止滑移过程中，桥面吊机和钢箱梁在高度相互影响，桥面吊机应该安装在钢箱梁设计高度上。防止钢箱梁与桥面吊机在高度上互相影响。图4.2 支架立面图 4.8.3 桥面吊机锚固设计的关键技术 由于钢箱梁设计为分幅式钢箱梁，两幅钢箱梁间距为9.6m。桥面吊机驻位技术应该驻位与左右两幅钢箱梁之间。由于钢箱梁需要在桥面吊机下方滑移，故桥面吊机需要锚固与支架上，且桥面吊机高度超过钢箱梁安装后的高度。 桥面吊机采用骑跨桥的轴线一次驻位的方式即可完成支架区全部钢箱梁安装，减小桥面吊机移位和平装次数，降低施工风险。4.8.4 桥面吊机选型技术 280t变幅式桥面吊机吊臂有效长度25m,通过变幅结构，可带载实现与水平夹角4676度的变幅，吊臂最大幅度22m,最小幅度8.6m,吊高52m,能够满足所有边跨支架区梁段吊装的需要，待边跨梁段吊装完成后，周转至28好墩进行标准梁段吊装。表4.1 变幅式桥面吊机性能参数一览表 机构名称项目参数起升机构起升能力280t起升速度1.2m/min起升高度52m起升滑轮倍率10*2起升卷扬机能力16t 12m/min 45kw*2带载变幅变幅范围22m8.6m平均变幅速度1,2m/min平均蝙蝠时间12min变幅滑轮倍率12*2变幅卷扬机能力16t 12m/min 45kw*2走行机构走行速度1.2m/min一次步进最大距离2.7m走行倾覆安全系数2.2工作条件工作时吊臂仰角4676前支点最大支反力420t*2厚点最大拉力190t*2适应横坡2%横移机构横移范围160mm横移速度1.9m/min整机最大外形尺寸12.5m*24.4m*45.5m整机工作级别A3机构工作级别M4动力条件200Kw 380V 4AC 4.8.5桥面吊机空中立拼关键技术 4.8.5.1拼装工艺比拼由于桥位处于钱塘江水域水文条件的特殊性，大型起重船舶无法驻位。桥面吊机无法采用整体起吊的工艺进行安装，只能在支架顶端散件上桥现场高空拼装。由于桥面吊机具有变幅功能，桥面吊机散拼有两种形式，一种是大臂下趴至水平位置进行拼装，拼装完成后再起升大臂，也就是卧拼，一种是大臂竖起，拼装过程大臂始终保持竖起状态，也就是立拼。根据两种施工工艺的不同，进行工艺必选如下图表4.2 两种工艺的比选施工方法散件空中卧拼方式（搭设拼装平台进行拼装）散件立拼（无需搭设拼装平台）施工工艺通过在钻孔平台搭设钢管支架，立柱顶面搭设HM588主承重梁，承重梁上布置9组贝雷梁，每组贝雷梁8片，在贝雷梁上布置工22b分配梁，分配梁上布置8mm后钢板作为单个桥面吊机拼装平台。整个平台与钢箱梁梁面高度一致（约40mm），平台为25m*11m宽。拼装平台搭设完成后你，实现桥面吊机大臂卧拼，大臂及钢丝绳拼装完成后开始缠绕钢丝绳并安装吊具，最后通过变幅钢丝绳将大臂变幅至要求角度先将桥面吊机底架，后立柱，斜支撑，卷扬机，电气液压总成安装到位，然后通过在钢箱梁顶面与桥面吊机大臂臂头段，桥面吊机大臂与底架及斜支撑设置揽风绳及临时枝撑杆，实现桥面吊机整体稳定，待大臂安装完成后开始缠绕钢丝绳，最后进行桥面吊机吊具安装安装工期单墩4台桥面吊机拼装支架搭设所需时间为30天无需搭设平台资源投入主要设备 900t.m塔吊一台，25t汽车吊一台，100t履带吊一台，用于桥面吊机拼装机拼装平台搭设单墩4台桥面吊机拼装人员投入 50人主要设备900t.m塔吊一台，25t汽车吊一台，用于桥面吊机拼装，单墩4台桥面吊机拼装人员投入 30人从必选的上表可以看出，桥面吊机立拼优势明显，但是技术要求高。经综合对比，最终选用桥面吊机立拼技术。4.8.5.2 桥面吊机空中散拼施工技术 底架与下滑道安装将四件高800mm的简易支架按图示位置放置，可在方便装的平台上先单边底架与单边下滑道安装成型： 图4.3 底架与下滑道安装图 斜支撑与后立柱的安装 将单边斜支撑按序号安装，用吊机按图示位置吊置地加上，对准底架孔位后穿轴定位，装上可调节临时支撑杆与穿好拉紧用的揽风绳，用吊机提起斜支撑臂头端，当提起至一定高度时，临时支撑杆摆至垂直位置时与底架固定，用10T葫芦拉紧两侧面缆风绳，用吊机将单边立柱吊置图示位置，下端与底架孔穿轴定位，上端对准斜支撑臂头轴孔后穿轴。另一边用同样方式安装，安装后安装中间个链接架并拧紧各部分螺栓。 图4.4 斜支撑的安装 卷扬机与其余部件安装将16t卷扬机与其余部件与其余部件（如司机室，电控柜，液压站与平台，走梯，角度指示牌及盘式制动器用的液压站）用吊机吊置图示位置，用螺栓拧紧固定，检查所有卷扬机各需油部位的油位是否符合要求。 井架安装完成后，应进行空载、满载和超载（10%）试运转，即：空载上下连续运转10分钟，满载和超载应先提升1m停置10分钟后，继续上下循环运行10分钟。在试运行中应检查井字架、钢丝绳、卷扬机、制动器、电器开关、吊兰、滑轮、缆风绳、地锚以及各种安全装置（限位器、防坠落装置、电铃等）的情况，并认真做好试运转记录，以备交付使用。图4.5 卷扬机的部件安装电路总成的安装 请专业人员对电路总成进行安装，电路安装完成后调试，分别点动各卷扬机，检查各卷扬机工作与制动是否正常液压总成与后锚固的安装 请专业人员对液压部分进行安装，液压总成安装完成后调试，分别点动各油缸，检查各液压管路是否漏油，油缸工作是否正常。吊臂的安装将单臂尾段与拆除段在方便安装的平台安装成型，按图示位置焊上调节杆耳座与揽风绳用拉耳，顺将缆风绳一端穿入耳座和可调拉杆用轴定位在耳座上，可调拉另一端拴着线绳。用吊机将臂尾吊置图示底架绞孔中穿轴，并保证臂尾段中心线相对垂直中心线58度，把线绳端可调拉杆拉至图示位置，焊上相配的耳座穿轴固定，两边臂尾端安装好后，将吊臂下端支撑杆地址安装位置用螺栓拧紧，将臂头段焊上缆风绳用拉耳，顺将缆风绳一端穿入耳座，用吊机将单边臂头段吊置图示位置与拆除段用螺栓连接，用10t葫芦拉紧下端缆风绳，待两边安装完成后，安装吊臂中间连接系。吊臂竖起并前倾 58的安装方法，安装步骤如下： (1)安装前准备工作：1)制作简易支撑架 2 件、吊臂安装平台 1 套等； 2)准备好安装时所需的辅助工具，如：吊装钢丝绳、揽风钢丝绳、牵引钢丝绳、钢丝绳夹、卸扣、手拉葫芦、机械千斤顶、注油枪及安装用扳手等；(2) 在尾段吊臂装上可调拉杆耳座，可调拉杆可借用吊具的可调拉杆；(3)将吊臂中段与吊尾段臂在地面上组装并拧紧螺栓（注：此部位螺栓的拧紧要满足设计要求），且吊臂中段与吊臂安装平台组装；(4)用塔吊将组装好的吊臂中、尾段吊置底架上方，与底架用销轴固定并拧紧螺栓；(5)将塔吊吊钩下降一点，让吊臂处于前倾 58的状态；吊具安装 将吊臂变幅到75度左右，用吊机将吊具安装所需部件吊置图示位置安装。安装完成后将吊臂变幅至46度即可。安装完成，进行桥面吊机检查，试车及试吊 实践证明，桥面吊机采用空中立拼的拼装工艺有效，快速且质量可靠。对类似桥面吊机拼装施工具有良好的借鉴性及参考价值。4.8.6钢箱梁安装技术4.8.6.1钢箱梁快速起吊技术：由于建设条件特殊，桥位处于钱塘江起潮点，桥位区水文条件极其恶劣，河道宽浅，水深不足，涌潮汹涌，地位时局部仅11.8m，同时该处河床不稳定，图层启动流速低，冲刷严重，船舶易埋锚或走锚。所以本桥所有梁段安装均通过运梁船舶趁高潮位将梁段运抵现场并通过280t桥面吊机进行吊装。从船舶抛锚就位桥面吊机与钢箱梁连接钢箱梁起吊的整个施工过程时间须控制在两个小时之内。经试航试验验证，高平潮起吊作业有效时间仅为50cm。为加快桥面吊机与钢箱梁的连接速度，桥面吊机与钢箱梁之间采用柔性连接。每套软连接装置由吊具横梁连接座，8片滑轮和四根无接头绳索组成，起重4片滑轮直接安装在连接座上，另4片滑轮由两个吊轴与箱梁临时吊点连接。每台桥面吊机配置4套软连接，在波浪起伏的江面上进行连接作业时，优势尤为明显。柔性连接的特点较常规刚性销轴连接而言，具有连接快速的特点。即柔性连接的下吊点可实现安装在钢箱梁上，运输钢箱梁的船舶驻位完成后，钢箱梁吊架上的钢丝绳直接栓挂在钢箱梁的上吊耳即可完成。连接快速，尤其适用于水文条件恶劣，船舶驻位时间短的桥位区域。表4.3 连接方式比较表 施工方法传统刚性销轴连接方式箱梁快速组合接头 施工工艺吊机吊具和钢箱梁之间分别设置吊耳。连接时，在两个吊耳之间穿入销轴，将吊具和钢箱梁固定在一起，起到连接固定的作用。通过吊具将钢箱梁进行提升和安装。需要吊装的钢箱梁或结构物的吊耳上提前安装销轴和挡板。吊机的吊具上也预先安装销轴，挡板及钢丝绳。当钢箱梁运输至现场时，直接将吊具上的吊索直接栓挂在预先安装在结构物上的销轴即可实现连接。 连接时间单片钢箱梁共计4个吊耳，钢箱梁的船舶在水面上起伏