摘要：福建平潭海峡公铁两用大桥大小练岛水道桥主塔墩旁托架为大型超重墩旁托架，阐述大型墩旁托架在恶劣的海洋气候条件下选择合理的吊装方法，总结大型墩旁托架整体吊装、吊具选择、就位抛锚、空中转向、安装施工过程中吊装技术要求，结合海洋气候实际施工情况，对大型墩旁托架整体吊装技术进行简要阐述，进而对同类型墩旁托架整体吊装施工有良好的借鉴性。
关键词：大型、超重、墩旁托架、整体吊装。
1 工程概况
平潭海峡公铁两用大桥位于福建省东北部沿海，属合福铁路沿伸线，终至平潭岛，正线全长88.433km，跨海段全长16.322km。大小练岛水道桥设计铁路正线为双线，时速200km/h，公路为双向六车道，时速100km/h，桥宽35.5m，斜拉桥主桥上部结构为（81.1+140+336+140+81.1）m钢桁混合斜拉桥，全长778.2m。大小练岛水道桥主塔采用H型桥塔，塔顶标高+157m，塔座底标高+5.0m，塔柱高152m，墩旁托架高52.52m，两侧悬长共84m，下部宽41.8m，上部宽15m。
1.1施工条件
施工区域风大、浪高、水深、流急、潮汐明显、大风天数多，全年8级以上大风有130多天，季节性气候变化明显。该海域潮型属正规半日潮，最大潮差为6.91m。
1.2托架功能
主塔墩旁托架作为大临结构，主要用于辅助安装墩顶6节间钢梁及辅助跨7节间大节段钢梁，并承受斜拉索挂设前的钢梁及架梁吊机自重。具有承受钢梁吊装时的水平、竖向冲击荷载，其中7节间大节段钢梁自重3180t，临时呈简支状态支撑在辅助墩与主塔墩旁托架上；落梁后斜拉索挂设前的钢梁、架梁吊机自重以及台风荷载，满足钢梁纵横移及滑移需求等功能。
在复杂海域使用大临结构承受数千吨钢梁，在我国建桥行业首次尝试，对托架结构的安装精度和质量控制要求较高。
1.3托架结构
主塔墩旁托架采用钢管支架结构，总重量894.4t。钢管支架为双向倾斜的空间结构，其中边跨外侧钢管立柱采用Φ2000×22mm钢管，其余钢管立柱采用1500×18mm钢管，联结系型号为Φ1200×18mm、Φ1000×12mm、Φ800×10mm、Φ600×10mm钢管。
2 总体施工方案
主塔墩旁托架的钢管支架单元件在钢结构加工厂内匹配制造、运输至便于拼装下海的码头，利用龙门吊拼装各单元件，拼装成整体后处于卧式状态，安全通道等附属设施则在托架安装完成后现场安装。
单侧墩旁托架安装分为两个部分，一是撑杆部分，二是托架主体部分。先利用南北侧两台墩旁塔吊配合完成撑杆部分安装，再利用2000t双臂浮吊安装托架主体部分。
托架主体部分整体检查合格签认后，将2000t双臂浮吊安排在起吊码头区域抛锚定位，2000t双臂浮吊三个主钩按已定整体吊装方案进行挂钩，托架整体水平起吊脱离临时支撑台座，浮吊通过调整锚系退入深水区后起锚，2000t双臂浮吊由拖轮拖带至安装墩位处抛锚定位，以绞锚控制船体位置和方向，通过调节各个主钩高度来完成墩旁托架空中转体由整体吊装时卧式转化成立式，然后利用2000t双臂浮吊绞锚将托架运至墩位处，调整左右主钩高度使托架底部管口进入导向，对托架进行初定位，再精确对位，测量托架顶面标高无误后，先加固托架顶部，再加固托架底部，待托架顶层连接管焊接达到设计要求后方能松钩，完成吊装作业。
墩旁托架施工流程如下图1所示。
图2 主塔辅跨墩旁托架整体吊装吊耳布置图
考虑到竖直起吊时柱头吊耳受力最大，因此柱头吊耳安装方向与竖直起吊状态下钢丝绳的方向一致。
4 吊具选用
主塔主跨侧与辅跨侧墩旁托架形式基本相同，单侧吊装重量约为474.6t。两侧托架整体起吊均采用2000t双臂浮吊。墩旁托架设计为六个吊点，考虑到空中由卧式转体为立式时吊点处的自由转动，顶口采用四根L=20m、D=128mm的钢芯钢丝绳及四个500t卸扣，底口采用两根L=51m、D=90mm的钢芯钢丝绳，钢芯，1870MPa；破断拉力：10300KN、5090KN，镀锌；每根钢丝绳两端各安两个铝合金压制接头。
5 墩旁托架吊装前的准备工作
墩旁托架整体吊运安装前准备工作主要包括：清理墩旁托架吊装范围内的障碍物、焊接托架底部接引导向等。
主塔墩防撞箱围堰侧板顶部两侧均安装有安全护栏，墩旁托架吊装前须提前将吊装范围内防护栏杆拆除，待托架安装完毕后再恢复栏杆。
由于托架采用2000t双臂浮吊整体吊装，浮吊会受风浪影响导致托架上下、左右晃动，破坏周边物体，造成安装对位困难，存在安全隐患，因此为使托架能顺利与承台预埋件相连，故预先在承台预埋件上焊接一个下放接引导向构造，导向采用钢管+加劲板形式，如下图3所示。
图3 主塔墩旁托架接引导向
6 托架整体吊装
为了保证托架安装顺利，应密切关注天气和海浪变化，选择连续三天风力小于6级，浪高小于1.5m时进行托架整体吊装。
浮吊在起吊托架时吊距63m，吊高78m，浮吊单钩最大允许吊重500t，满足使用要求。
6.1墩旁托架码头处起吊就位
吊装挂钩如图4所示 2000t双臂浮吊右臂前主钩A分别采用两根D=128mm的钢丝绳、500t卡环、转换吊具与托架顶部内侧两个G6柱头吊耳连接，浮吊右臂后主钩C分别采用两根D=90mm的钢丝绳通过销轴与托架内侧两个G6柱脚吊耳连接，左臂前主钩B分别采用两根D=128mm的钢丝绳、500t卡环、转换吊具与托架外侧两个G3柱头吊耳连接，卧式水平起吊时2000t双臂浮吊仅右臂前、后主钩A、C钩水平起吊，左臂前主钩B不参与受力，仅随托架起升自由调整主钩高度，待托架整体水平吊装起吊超过临时支撑3～5m时，2000t双臂浮吊通过调整锚系缓慢移至深水区，起锚准备，由拖轮帮拖至桥位处。
图4 主塔墩旁托架码头卧式起吊状态示意图
6.2、墩旁托架转向就位
将托架从起吊码头呈卧式吊出后，2000t双臂浮吊通过右臂前主钩A上升，后主钩C下落，调整托架状态，由卧式转变为正立式，如图5所示，当浮吊右臂前主钩A与托架重心位于同一直线上时，开始起升浮吊左臂前主钩B，浮吊右臂后主钩C松脱吊耳，托架通过500t卡环、转换吊具将正立式转换为侧立式，满足托架安装方向要求。如图6所示。
图6 主塔墩托架状态由正立式转换为侧立式示意图
6.3墩旁托架下放就位
墩旁托架卧式水平整体吊装运输至主塔辅跨侧，2000t双臂浮吊抛锚定位，做就位安装准备。墩旁托架墩位处下放布置如下图7所示。
图7 主塔墩旁托架墩位处下放布置图
（1）托架下放初定位。首先通过浮吊的吊钩起升和两边侧锚调整浮吊的纵轴线位置，使托架连接管与撑管对接口横桥向大致重合（注意浮吊臂杆与塔柱之间的位置关系，避免碰撞）；其次通过调整前进锚，使托架的纵轴线与下横梁的纵轴线大致重合，船首距离托架顶部中心约63m，调整2000t双臂浮吊扒杆角度，使托架位于下放位置的正上方，达到托架下放前初定位的要求。
（2）缓慢下放托架至距离接引导向约2m时暂停。待托架摆动较小时检查托架底口是否与导向钢管中心重合，否则再次调整托架位置。
（3）托架下放至接引导向中时，采用2台10T倒链葫芦对托架进行精调，使其余3个角桩都在承台预埋钢板范围内，继续缓慢下放直到四个角桩接触承台顶预埋钢板。
（4）通过调节浮吊靠塔柱侧主钩，微调主钩重心，向撑管B2接头靠拢，先固定托架顶部，再将顶部平联杆B2对接处八根Ф32精轧螺纹钢拉杆快速安装详见图8所示，使托架与撑管连成整体，并通过撑管传力至下横梁预埋件，经16个M42-26.5爬锥与下横梁连成整体。
（5）托架焊接过程中随半日潮涨退潮影响，主钩的带重量必须保持不变，过程中随潮水高低落起钩，要有专人负责指挥浮吊，待托架顶层连接管焊接达到要求后方能松钩，完成吊装作业。
图8托架顶层连接管B2对接处理
7 结束语
福建平潭海峡公铁两用大桥大小练岛水道桥主塔墩旁托架施工具有结构大、重量大、吊装设备大，风大、浪高、水急、施工难度大，工期紧、任务重、质量要求高等特性集聚一体，通过施工组织精细化，技术管理科学化，方案选定合理化，吊装技术成熟化，结合桥址常年海况，合理避让风浪潮汐，充分掌握半日潮涨退潮时间，抓住最佳施工时机，历时8天顺利完成主、边垮墩旁托架安装，比预定工期提前完成7天，为紧后工作滑道粱施工、边跨整节段钢桁梁架设和墩顶六个节间节段梁架设争取宝贵的时间。
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论文作者:杨龙
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第4期
论文发表时间:2018/6/13
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