广东省长大公路工程有限公司 511431
摘要：不同于常规节段拼装架桥机安装工程，本文中的节段拼装架桥机主要构架的安装过程全程在水上进行。主要结构采用600吨扒杆浮吊船吊装。工程所在地台州湾位于台州市椒江入海口，属强潮海域、典型的季风气候区。风速大、波浪大，潮水流速快的气象水文条件使得安装过程中重点与难点较多。
一、工程概况
台州湾跨海特大桥所使用的JP75上行式节段拼装架桥机，是根据桥梁结构设计提出的施工方案和近年来国内外大跨度桥梁施工经验以及本项目的特点而设计成的185.4 米JP1500-75 型架桥机。它由主桁结构、支承结构、起重天车和整机横移机构四大部分组成。其中支承结构包含前支腿、前中支腿、后中支腿、后支腿四大部件。
1—主框架、2—前支腿、3—主支腿、4—后支腿、5—起重天车、6—吊挂、7—10t辅助天车、8—墩旁托架、9—附属结构、10—液压系统、11—电气系统、12、张拉平台
图1—JP75型节段拼装架桥机总体结构图
二、架桥机安装过程概述
根据实际工况，安装过程分为两个阶段。第一阶段为安装准备工作阶段（构件预拼）。第二阶段为施工现场吊装阶段。
2.1第一阶段—安装准备
根据水上安装的施工特点，架桥机的支承结构包含前支腿、前中支腿、后中支腿、后支腿四大部件、辅助安装的支架与站位梁以及整机横移机构通过散装陆运方式先期进场，进场后分别使用25吨-75吨汽车起重机在施工现场拼装至可吊装状态。
每条主桁结构含12节主梁，共两条；按编号及使用位置，每三节在加工厂预拼成一段，即每条主梁分成4段，4段主梁装在1条运输船水运至施工现场。共2船。到达施工现场后，使用600吨扒杆浮吊船将单条运输船上的4段主梁按照编号顺序拼装成两段。
准备工作完成前，召集全体安装参与成员进行架桥机安装技术交底。交底会上，须根据计划的实际安装时间，参考气象信息，明确参与安装船舶的工作时间，工作工况，靠船工况。
2.2第二阶段—现场吊装（均使用600吨扒杆浮吊船吊装）
架桥机施工现场安装流程为：
①起重船站位选择
②墩顶块安装。每个约61吨）辅助支架1组（约7吨），中支腿2组总成安装，通电试运行，确保各项功能正常使用，调整到位，锁紧牢靠
③第1条主梁第一段吊装安装（约230吨）
④第2条主梁第一段吊装安装（约230吨）
⑤起重船移位，第1条主梁第二段吊装安装（约210吨）
⑥第2条主梁第二段吊装安装（约210吨）
⑦吊船移位前后平联安装
⑧2台16t小行车安装（单个约10吨）、2台180t起重天车安装（单个约62吨）
⑨前、后支腿安装（附图）
图5-安装完成的架桥机
三、整机试运行及荷载试验
3.1试运行前检查
1.液压泵、变速箱，各润滑和电动机运行机构，所加润滑油的性能，规格，数量应符合随机技术文件规定。
2.制动器，起重量限制器，液压安全溢流阀装置，超速限速保护，超电压及欠电压保护，过电压保护，过电流保护，应按随机技术文件进行调整和修正。
3.限位装置，电气系统，联锁装置和紧急断电装置，应灵敏有效，正确可靠。
4.电动机运转方向，手轮，手柄，按钮和控制方向操作指示方向，应与机构的运动及动作实际方向要求一致。
5.钢丝绳端的固定机器取物装置，滑轮组和卷筒上的缠绕应正确可靠。
6.缓冲器，车档，夹轨器，锚定装置应安装正确，确保可靠。
3.2起重天车空载运行
按设计要求进行起升，大车行走，小车横移，吊具回转，调向等动作的操作，并且进行起升高度限位，下降深度限位，大小车运行机构限位实验和设计规定的各机构空载速度实验等，并检测以下内容是否符合要求。
1.操作结构，控制系统联锁，互锁装置动作操作可靠，准确，馈电装置工作正常。
2.起升高度限位，下降深度限位，大小车运行限位动作可靠，准确。
3.液压系统无泄漏现象，润滑系统工作正常。
4.各工作机构动作平稳，运行正常，能实现设计的功能和动作，无异常震动，跳动，冲击，过热，噪音等不正常现象。
5.各工作机构空载速度在允许误差范围内。
3.3起重天车动载荷试运行
先以0.8倍的额定起重量，再以1.1倍的额定起重量，各机构分别进行检测。按其工作循环，对每个动作在整个运行范围内反复启动和制动，累计运行不应少于1h。检查是否符合以下要求。
1、检测中，运转正常，各机构工作平稳，无异常噪音。
2、检测中，制动器在制动过程中有效，可靠，空载启动时未出现反向动作与下滑现象。
3、检测后，各机构及构件无损坏，连接处无松动或损坏，电机、减速机无异常升温，液压系统无泄漏。
3.4起重天车静载荷试运行
将起重天车停在架桥机主桁架跨中，无冲击地起升额定起重量的1.25倍载荷距离地面100mm-200mm处，悬挂停留10分钟后，重复3次，检测后检查是否符合以下要求：
1.结构无永久性变形和油漆剥落。
2.焊缝未产生裂纹。
3.连接处无松动。
4.主要零部件无损坏。
5.主梁挠度符合要求。
6.液压系统未超出额定压力值，未产生泄漏。
四、安装过程中重点与难点
4.1运输船靠船工况
受潮汐制约影响，运送主梁的驳船，靠船工况必须是在涨潮后的高平潮时垂直水流方向靠船（严禁涨潮靠船）。此种靠船方式，驳船必须在出现快速退潮水流之前解缆离场，否则在快速水流中，驳船无法保证船体平稳。此种潮汐情况一天只会出现一次，且每天的时间不同。为保证施工安全，从驳船开始进场靠船，至浮吊起吊主梁后驳船离场的这一段时间，被限制在2个小时内。因此，参与安装的人员及设备，必须前一天确定好高平潮出现的时间，第二天提前一个小时进场准备安装。驳船开始靠船，全体人员进入工作状态，岸上工作人员须配合驳船拉缆绳，尽量缩短靠船时间。靠船可靠后，浮吊船须快速横移就位，尽快完成吊装主梁吊具吊索安装，并起吊主梁至安全高度，让驳船解缆离场。
图6-运输船靠船，浮吊船起吊
4.2中支腿安装施工工艺
中支腿采用船吊安装墩顶梁上之前，将中支腿支撑位置采用高强灌浆料进行找平，带找平灌浆面强度达到要求后，将中支腿吊至墩顶梁上，位置准确后，使用4根φ36螺纹钢将中支腿与墩顶梁锚固完成。
4.3主梁对接工艺
安装流程的中⑤⑥中有主梁对接工艺，该工艺在操作上属安装工程的最重点也是最难点。一侧主梁吊装至中支腿上方后，一端安放中支腿托架摆轴正中，另一端安放在辅助中支架上（辅助中支架另做），用4根φ36螺纹钢把主桁架支撑与中支腿梁锚固锁紧。另一侧主梁与前节段主梁对接时，应缓慢将对接主桁架安放于中支腿上方滑动支撑上，然后使用中支腿纵移油缸将主桁架对接，在对接过程中，应缓慢操作，防止各构件之间猛烈撞击。
图7-主梁对接图
相对于陆上安装，受水流不稳定因素影响，主梁对接定位时会随着涌浪和水流方向不停的晃动，这一影响极大地增加了安装难度。尽管主梁接头处设置了对位销，但涌浪和水流造成的晃动，很容易将已经吻合的对位销分离。现场安装对接时，使用了三台十吨手拉葫芦分别挂在两段主梁横截面的三个顶点。在两段主梁接头位置间距小于2米时，收紧手拉葫芦将可移动主梁逐渐拉近，以缓冲涌浪和水流造成的晃动。即便如此，接头也很难对接成功，现场单个接头一般对接次数都在十次以上，耗时近两小时。
另一方面如果潮水水深低于3.0米时，浮吊船会出现搁浅，届时浮吊船无法完成水平位置调整。因此自从驳船起吊主梁后，至吊装到位浮吊船解钩后退至安全停泊水域的这一时间段，也被限制在2个小时内。此时间段最耗时间的工作是主梁落位及临时固定，以及前后主梁对接。要求浮吊在位移到可固定主梁或对接主梁时，安装小组必须在90分钟内完成临时固定或对接，方能保证浮吊船在搁浅之前解钩离场。
基于以上两点，在安装准备工作完成后，对照工程所在地潮汐表和工程时序表，安装小组专门编制了拼装时序表。
4.4螺栓施拧工艺
架桥机主桁架各段连接使用的高强螺杆，由一根特制双头螺杆，2个垫片，2个螺母组成，施拧工具采用1000Nm液压扭矩扳手进行施拧，施拧前按照规定进行标定检测工作，方可进行操作。主桁架连接螺栓采用扭矩控制法进行施拧，施拧控制扭矩值为1300KN，需要分初扭，终扭两次进行施拧，初扭扭矩值按终扭矩值50%，初拧后用黄色油漆进行标记，全部初拧后再终拧，终拧后用红色油漆标记。
五、结语
本文中的安装工程方案编制历时近一年。前后多次修改主梁吊装方式。经多次现场考察研究后，根据架梁实际情况和现场的实际情况，否定了工地现场搭建拼装和存放工作平台的方案，转由在运输船舶上将主桁架分段拼装成形，工地现场直接吊装上墩，能一次调整到位。单这一变动直接减少安装工程费约伍拾万元。由此看见，安装大型施工装备，好的安装方案可以为施工单位节省较大的成本，值得我们工程人深入钻研！
论文作者:郭彪
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第2期
论文发表时间:2018/6/16
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