封开西江大桥桥墩FRP柔性防撞浮箱安装技术总结4

西江（界首至肇庆）航道扩能升级工程桥梁防撞处理工程封开西江大桥桥墩FRP柔性防撞浮箱工程FRP浮箱安装技术总结西江10标项目部2017年12月1目录一、 概述21.1防撞浮箱概况21.2工程数量31.3安装设备3二、 施工难度分析5三、 安装前的准备工作53.1吊具制作53.2桥墩承台处理63.3支撑排架安装63.4测量放线7四、 水上安装74.1总体安排74.2工艺流程94.3航道调整94.4浮箱安装11五、 心得体会131、 概述1.1防撞浮箱概况封开大桥主桥主墩墩柱FRP柔性防撞浮箱的结构形式，设计成由12个单元箱（6个浮力单元箱，6个水阻单元箱）采用空间燕尾榫槽连接方式先积木式组合成2个端箱和2个边箱再积木式组合成整箱的FRP组合式环形箱体结构。墩柱FRP柔性防撞浮箱单元箱的结构形式，为FRP六面体箱壳构件内装相互密贴但不连接的FRP多边形柱壳构件（大部份为八边形柱壳构件，少量为六边形、五边形柱壳构件）并内衬FRP横向圆弧板构成的FRP柔性箱体结构。浮箱单元箱的顶面，设有便于柱壳构件装进和取出的人工检查井。浮箱单元箱的底面，设有提供吊装吊带绑扎空间的支墩。 墩柱FRP柔性防撞浮箱与主墩墩柱间的平、立面定位及支承连接，依靠浮箱内衬横向圆弧板的受压伸展与回弹复位功能，通过其与墩柱接触面的压紧、回弹往复循环产生的线接触、面接触支承转换作用，既减少其与墩柱立面的运动摩擦和克服墩柱表面的突出物干扰，实现浮箱随水位变化上下自由浮动的立面自定位和随涌浪撞击回弹复位的平面自定位；又增大其与墩柱立面的柔性缓冲过程和撞击支承面积，实现浮箱与墩柱间柔性消能和粘性耗能后进一步撞击缓冲及传力弱化的弱接触支承连接。主墩FRP防撞浮箱平面布置图见图1及图2。图1 封开大桥主墩墩柱FRP浮箱的立体结构形式图2 封开大桥主墩墩柱FRP浮箱的横截面结构形式1.2工程数量本工程共安装3个主桥墩（封开西江大桥16#、17#、18#桥墩）各箱体构件尺寸规格表品 名单件重量 （T)件数长宽(m)备 注端箱14.370265.632.43端箱26.698368.032.43端箱37.154968.032.43端箱46.698368.032.43端箱54.370265.632.43边箱7.454067.233.23内衬圆弧板0.59230检查井井盖0.040160总重量：240.639T1.3安装设备本工程选用3艘1600t运输船和最大起吊能力为200t的浮吊船（粤东莞工0338）并配备锚艇以及现场交通船。122、 施工难度分析封开西江大桥FRP柔性防撞浮箱采用200t浮吊水上安装，主要难度有以下几点：（1） 浮箱尺寸较大，各单元箱燕尾槽榫连接界面允许偏差仅为5mm，生产难度较大，易产生累计误差；（2） 西江航道繁忙，过往船舶较多，施工前需封闭一侧主航道并开通副通航孔，且只能白天施工，夜间必须恢复航道，安装有效工作时间较短；（3） 封开西江大桥处水流湍急，且前期航道整治工程已将河床覆盖层清走，不利于施工船舶作业，易爬锚；（4） 浮箱水阻箱下放只能一次到位，下放一部分后不允许再拔出，对测量放线精度要求高；（5） 浮箱无吊点且表面光滑，安装要求水平起吊且浮箱只能受竖直力，需制作吊具。（6） 设计支撑排架为120mm120mm方管，浮箱端箱和吊具重量约35t，且端箱重心位于桥梁承台边缘，支撑排架易发生挠度变形引起浮箱侧翻，安装定位后需对端箱进行加固；（7） 用于现场安装的200t浮吊臂杆长度为56m，桥梁净高约为42m，易发生碰撞，需专业的水上安装队伍，并派专人进行桥梁距离监测。3、 安装前的准备工作3.1吊具制作本工程吊具采用工字钢30a按下图焊接而成。该吊具有12个吊点，采用6条吊带捆绑浮力箱（黑色），可水平起吊浮箱。3.2桥墩承台处理封开西江大桥桥墩承台有以前桥梁施工时的旧钢筋、钢管槽钢等残留物，需进行处理。承台顶部标高偏差较大，最大高差有6cm。本工程采用现浇混凝土垫层调整顶部水平。3.3支撑排架安装为保证浮箱在水位低于 6.22m 条件下平稳地置放支承于承台顶面并增大其抗倾稳定性，在承台顶面增加了支承面更宽和更平整的 FRPS 浮箱支承排架。为加强支撑排架与承台的整体性，在排架两侧植筋，然后钢筋与排架焊接，植入的钢筋与排架顶标高齐平。选用直径25光圆钢筋，植入深度为40cm。支承排架由1201206mm方钢管按下图焊接组成。3.4测量放线运输船到达施工现场后对浮箱整体尺寸进行精确测量，按照该尺寸在承台上放线。4、 水上安装4.1总体安排本桥防撞浮箱共计3套，分别安装在16#、17#、18#桥墩墩柱上，安装顺序为16#17#18#墩的防撞浮箱。每套FRP浮箱分端箱、边箱四大件，将在工厂预拼装检验合格的1套浮箱拆分成2个端箱、2个边箱四大件（见下图1、2、3、4），采用1600t运输船从新会港码头运输至封开西江大桥进行安装。将两端箱1#、2#放置在桥墩的支撑排架上，对端箱进行精确定位，采用手拉葫芦固定，然后起吊3#边箱与1#、2#端箱燕尾榫对位组装连接，最后起吊4#边箱与1#、2#端箱燕尾榫对位组装连接，实现浮箱的水上快速安装。本工程安装时间为2017年12月18日至2017年12月27日，共耗时10天。浮箱安装分块图及尺寸重量表单套浮箱分块图分块编号平面尺寸重量备注112150mm*8030mm29291Kg由5个箱体组成212150mm*8030mm29291Kg由5个箱体组成37688mm*3230mm7454 Kg由1个箱体组成47688mm*3230mm7454 Kg由1个箱体组成4.2工艺流程16#墩浮箱1、2、3#块安装16#墩浮箱4#块、17#墩浮箱1、2、3#块安装17#墩浮箱4#块、18#墩浮箱1、2、3#块安装施工船舶布置于左侧主通航孔承台套箱支承排架安装18#墩浮箱4#块安装验收施工船舶布置于左侧副通航孔施工船舶布置于右侧主通航孔施工船舶布置于右侧副通航孔图4.2浮箱安装施工工艺流程图4.3航道调整西江封开大桥桥墩防撞浮箱安装作业期间，为确保桥区通航安全，对封开西江大桥通航孔进行调整，共四个阶段。4.3.1第一阶段施工与通航方案（1）通航方案：本阶段不调整通航孔，船舶正常通航。（2）施工方案：运输船及浮吊船锚泊于左副通航孔，进行16#墩的1、2、3#浮箱吊装作业。4.3.2第二阶段施工与通航方案（1）通航方案：白天施工期间封闭左通航孔（上航孔），调整右通航孔（下航孔）为上航孔，临时开通右副通航孔为下航孔；夜间恢复原通航方案。（2）施工方案：运输船及浮吊船锚泊于左通航孔，进行16#墩的4#浮箱及17#墩的1、2、3#浮箱吊装作业。4.3.3第三阶段施工与通航方案（1）通航方案：白天施工期间封闭右通航孔（下航孔），临时开通右副通航孔为下航孔；夜间恢复原通航方案。（2）施工方案：运输船及浮吊船锚泊于右通航孔，进行17#墩的4#浮箱及18#墩的1、2、3#浮箱吊装作业。4.3.4第四阶段施工与通航方案（1）通航方案：本阶段不调整通航孔，船舶正常通航。（2）施工方案：运输船及浮吊船锚泊于右副通航孔，进行18#墩的4#浮箱吊装作业。4.4浮箱安装4.4.1试吊因运输船空间狭小不利于穿拉吊带，故需在浮箱装船前是捆绑好绳索，运输船到达现场后检查浮箱有无磕碰现象，若发现外观缺陷及时进行修补。利用之前捆绑好的绳索将6条8t吊带捆绑于浮力箱，每条吊带安装一个手拉葫芦，调整葫芦使浮箱水平，然后吊放置浮吊甲板，再重新捆绑吊带。图4.3.1捆绑吊带4.4.2安装端箱浮吊前后各抛八字锚锚泊固定。起吊1#浮箱，通过调整吊具底部的手拉葫芦使1#块浮箱水平起吊，然后将1#块浮箱吊至承台设计位置，此时浮箱尚未完全落地。在1#块左右两侧燕尾槽安装手拉葫芦与桥墩连接，进行微调定位，下放浮箱与支撑排架接触，此时浮吊钢丝绳不能放松。然后用一条8t吊带捆绑浮箱底部，另外在距承台顶部10米左右的桥柱上捆绑一组钢丝绳通过手拉葫芦与吊带连接用于加固端箱，防止倾斜。此时浮吊可缓慢放松钢丝绳，并观察浮箱稳定情况。第一块安装完毕后采用同样方法安装另一个端箱，然后测量1#和2#块浮箱之间顶部和底部的距离，如距离不满足则通过手拉葫芦微调2#块浮箱的位置，直至到达设计安装距离为止； 图4.3.2.1上游侧端箱 图4.3.2.2下游侧端箱 4.4.3安装边箱安装之前在1#、2#、3#、4#燕尾榫槽上涂抹润滑油，然后采用2根8t吊带水平起吊3#块边箱，将3#块边箱的燕尾榫对准1#和2#块浮箱之间的燕尾槽，若燕尾榫槽不能对准则通过手拉葫芦进行调整，再缓慢插入燕尾槽，若出现边箱卡住下不去现象，则在该边箱顶部放置重物进行压载，直至完全到位。组装完成后调整航道，将浮吊移至另一侧继续安装4#块边箱。边箱安装完成后拆除钢丝绳和吊带。图4.3.3安装边箱4.4.4安装圆弧板圆弧板安装较简单，但圆弧板紧靠桥墩，安装时需特别注意浮吊臂杆与桥梁距离。5、 心得体会本工程采用FRP柔性防撞浮箱，FRP复合材料是由纤维材料与基体材料(树脂)按一定的比例混合后形成的高性能型材料，具有轻质高强、耐腐蚀、弹性性能好等优