摘 要：海上大体积箱梁整体架设施工方法研究，经过多个项目总结形成，将海上箱梁施工转为陆上施工，箱梁现浇转为工厂化预制，减少了海上作业，规范安全管理，保证工程质量，缩短建设工期，降低工程造价，经济效益和社会效益显著。
关键词：海上 大体积箱梁 预制 整体架设 精确 质量 安全 效益。
1．前言
目前跨海大桥施工技术已经逐步成熟，在重盐度环境下，为了保证砼施工质量及耐久性，跨海大桥基本采用岸上预制箱梁、海上架设的施工方法。由于跨海大桥里程长，基本都采用60m、70m等大跨度箱梁施工，桥面宽（20m左右）、体积大（800m3左右）、重量重（2000t以上），在潮汐复杂的海况下起吊、运输、定位架设及精确调位难度高，在国内都属罕见。先后在东海大桥、杭州湾跨海大桥、青岛海湾大桥承建箱梁预制架设任务，通过探索、实践、完善、优化及创新，解决了取梁、墩顶布置、架梁及精调箱梁等一系列重大技术问题。
2．施工特点
2.1 跨海大桥采用陆地上预制箱梁，大型运架船（浮吊）架设的方法，变海上箱梁施工为陆地施工，变现浇为工厂化预制，避免了海上作业，便于施工管理，既能保证工程质量，又可以缩短全桥工期，降低工程造价，效益显著。
2.2 施工工艺适应所有运架船的要求，确保了架梁的安全性和高效性，为跨海大桥的发展积累了经验。
2.3 临时支座滑动装置、精调装置等先进设备的研制，保证了箱梁架设的安全及精度要求。
2.4 综合了多种施工方法，研究分析潮汐规律，总结比较形成施工方法。
3．适用范围
适用于海上大体积预制箱梁的起吊、运输及架设。对高墩、浅水、偏心、跨栈桥等施工环境均能适应。
4．工艺原理
用大型运架船对大体积预制箱梁的架设，要尽可能减少海上操作人员，尽可能减少海上操作步骤，尽可能减少海上操作时间，尽可能变海上高空作业为陆地作业，精细化控制质量，安全设施齐全，安全、优质、高效完成箱梁架设。
5．施工工艺流程及操作要点
5.1 施工工艺流程
5.2 操作要点
5.2.1临时支座:临时支座主体由钢砂顶和滑动装置组成，钢砂顶要根据梁体重量进行预压和锁定，然后根据顺序进行组装，由下至上依次是：大托盘-不锈钢板-聚乙烯四氟板-小托盘-钢砂顶-钢板（调标高）-减震板（橡胶垫板）-调坡钢板（如果有坡度）
5.2.2 墩顶平台: 箱梁架设、墩顶布置及湿接头施工过程中均需要墩顶平台来操作，墩顶平台围绕墩身周边，低于墩顶1.2m，紧贴墩身，宽度不小于0.8m，满铺脚手板作为操作平台。墩顶平台具备可拆卸，体系转换完成后，墩顶平台进行拆除。
5.2.3 码头取梁: 根据水位条件不同，计算取梁时间，中心起吊要求水位低于梁底4m方可进行，同时为更好控制取梁精确度，降低取梁风险，一般选择在退潮取梁，运架船起梁后，松艏锚退出码头，然后起尾锚，根据潮水标高或水深要求进行运输。
5.2.4 海上运梁：根据潮水时间表进行海上运输，一般选择退潮运梁，涨潮架梁，利于运架船航行和操作。海上运输过程中要抛锚艇进行护航，并及时清理海上渔网及渔船，严格按照海事局规定的航线进行运输。
5.2.5 抛锚定位：
⑴首先进行艏锚抛定。根据潮水流速和流向决定艏锚抛定数量，一般情况艏锚抛2个交叉锚，遇上大潮或大风天气艏锚需要增加1-2个直线锚进行绞锚定位，以增加运架船的前进动力。艏锚抛定距离和角度听从运架船指挥，通过GPS定位抛锚，防止跑锚或锚力不足。
⑵其次进行尾锚抛定。在艏锚抛完后，立即对尾锚进行抛定，为了精确控制运架船定位，尾锚一般抛2个交叉锚，遇上大潮或大风天气艏锚需要增加1-2个直线锚进行绞锚定位，以增加运架船的定位动力。
⑶开始绞锚进桥位。通过前后左右4-8个锚的拉力控制，绞艏锚松尾锚，绞左锚（右锚）松右锚（左锚），调整运架船体的角度和位置，精确进入桥位。
5.2.6 架梁准备：精确对位后，下落墩顶平台及临时支座，墩顶平台下落到墩顶并固定后，人员下到平台上，定位临时支座的位置，并测量临时支座的标高，确保同一片箱梁的四个临时支座高差不超过5mm，通过增减不同厚度的钢板来调整标高，同时根据箱梁纵坡大小选择不同型号的调坡钢板。
5.2.7 落梁定位：墩顶布置完成后，开始进行箱梁架设，四点同步下落箱梁，在箱梁底面距临时支座顶面30cm时，检查四个临时支座是否距箱梁底面尺寸相同，相差不得超过2cm，，此时检查箱梁对位情况，通过墩定放样的架梁线进行前后左右调整，直到架梁线和箱梁中心线满足精调范围的要求（15cm），再四点同时下落至临时支座。落梁后要检查同一侧梁端两侧底部标高高差不得大于1cm。然后用角钢或槽钢在大托盘和小托盘之间卡上，防止水平方向受力滑动。
5.2.8 起锚退出、返航：箱梁落到临时支座上后，松吊带，落小托梁至运架船上，起吊带和小托梁钢丝绳，托梁下落过程中必须确保8个吊索锚头均离开小托梁，托梁钢丝绳在下落托梁时与箱梁预留孔要顺直不得磨损钢丝绳，吊索提升过程中必须有专人看护，防止锚头挂住孔壁。同时抛锚艇起艏锚，运架船退出桥位，再起尾锚，返航。
5.2.9 箱梁精调：预制箱梁标高在检查符合设计要求后，就可安装调位顶支座及调位顶。在调位顶安装前应将滑移构架与钢砂顶之间的限位槽钢或角钢取出。在梁体精调时，其纵向和横向不能同时进行，应按先纵移后横移的顺序进行。在向一个方向调位时，顶推力为相反方向的水平顶，顶塞应先松开一定距离，但不能太大，以发挥保险作用，若调位幅度较大，可分几次调节水平顶松开的距离，具体要求如下：
⑴箱梁精调定位时，必须在待移箱梁低端设置支撑，通过塞填和抽取钢板来调节，移梁过程中必须确保箱梁与支撑间的间隙不大于3cm。
⑵纵移时两端的移梁负责人必须信号畅通。
⑶移梁前必须在橡胶板、钢垫板、钢砂顶及大小托盘间用石笔划线，并在移梁过程中观察有无错动。
⑷箱梁纵横移时，必须保证四个临时支座同步顶进，不得单独顶其中的一个或两个支座，采用油压表读数和位移双控，四个临时支座最大不同步偏差不得大于5mm。对于起动困难的采用在低端增加两台千斤顶的方式，高端必须同时设置2台千斤顶，即共6台50t千斤顶顶推。
⑸每个临时支座的顶推不得顶偏，确保居中和方向正确，严防斜向顶推。
⑹移梁就位后，应将临时支座的大托盘与小托盘之间放置限位槽钢或角钢。
6．材料与设备
主要材料与设备见表6.1。
8．安全措施
8.1 船舶入港前，驾驶台要密切掌握当日的天气，根据当时的潮高、流速、水位、风向等情况，确认满足作业要求后方能入港；海冰期停止架梁作业。能见度不良时，船舶应停止一切作业；若在锚泊时，应严格执行雾航规定。
8.2 船舶各部门接到入港作业指令后，作业人员应穿戴好防护用品，准时到达岗位，并按操作规程对机械设施和索具进行检查和确认。
8.3 退出码头后，架梁人员应检查垫木的完好和铺垫的平整度，防止梁体与架梁台钢构直接摩擦；梁体下落时，其底部与架梁台间距不足600㎜，禁止操作人员在其间进行操作，以免因风浪颠簸时作业间距不够而伤人
8.4 船舶航行至架梁海域后，密贴关注潮位标高及水深情况，驾驶人员根据潮位水深和风浪情况确定架设作业时间和抛锚顺序，并通知架梁人员和起锚船。
8.5 架设作业完毕后，船舶应立即退出桥墩，并通知起锚船进行起锚作业，做返航准备；若当时潮位低，水深不够时，船舶应退离桥轴线至少70m，调整船艉锚系，驾驶室和甲板部按航行规定轮值，其他部门待命。
8.6 船舶在离开码头、驶往桥区航行、桥区锚泊和箱梁架设过程中，应及时向海事部门报告船舶动态。
8.7箱梁专用运架船八台起重卷扬机每端四台一组控制同步，且提梁前应调整两端水平，避免一端脱离滑道的不利状况，防止局部挤压造成滑道变形或梁体混凝土破坏。
8.8 运架船取梁退出码头后，架梁人员应检查垫木的完好和铺垫的平整度，防止梁体与夹梁台钢构直接摩擦。
8.9 钢砂箱按设计吨位进行预压，以消除非弹性压缩变形。且墩顶调位装置安放平整、位置正确、抄垫密实。
8.10 箱梁架设前精确测量钢砂顶顶面高程，使钢砂箱支承顶面高程满足设计要求，确保四个临时支座受力均匀。
8.11 箱梁架设施工属于海上高空作业，在施工前要求进行全面的、针对性的安全技术交底。提高施工人员的安全意识，切实树立“安全第一”的思想，建立健全安全管理保证体系和各级安全岗位责任制，制定严格的安全生产目标及方针。
8.12 严格遵守水上施工防护规定的有关条文，须备足救生圈、救生绳及救生船。船上工作人员要穿好救生衣，高空作业系好安全带，施工人员戴好安全帽。
8.13 在整个箱梁架设期间，安排专一指挥人员同运架船上指挥人员用对将机联系，其他人员不得参与指挥。在箱梁架设期间，墩顶所有施工人员只允许站在墩顶平台上。
8.14 夜间架梁施工作业，桥墩施工区照明应充足。
8.15 在箱梁调位时，梁体两端信号要统一，操作步骤要一致。
8.16 所有墩顶平台两侧要有可靠的栏杆扶手，确保施工作业安全。
9．环保措施
9.1 所有施工船舶禁止向海中投放垃圾及生活污水，设置专用垃圾回收箱，集中运至岸上统一处理。
10．资源节约
10.1 大体积箱梁快速架设，对人员需求少，船舶油耗少，大体积箱梁预制架设变海上施工为陆地预制、架设，节约大量海上施工船舶机械设备及人工。
11．效益分析
11.1大体积箱梁整体架设是利用国内现有的大型浮吊进行施工，变海上箱梁现浇施工为陆地预制施工和运输架设，确保了箱梁预制质量同时，还确保了箱梁架设的安全和质量，对工程过程中的安全风险降低了，质量隐患减少了，施工难度降低了，同时也取得巨大的经济效益。
11.2目前国内外正在发展大体积预制构件，通过大型浮吊进行安装施工，从预制桩、预制承台到预制墩身、预制箱梁和预制主塔等，均化海上施工为陆地工厂化施工，然后通过现代的大型浮吊进行架设。
11.3陆地工厂化预制构件安全、质量有序可控，成本也有很大的节约，各项技术经济指标均有相当的优化。
12．应用实例
12.1 杭州湾跨海大桥大体积预制箱梁架设。成功架设541片70m箱梁，包括海上取梁1片，各项指标均满足要求。
12.2 青岛海湾大桥大体积箱梁预制架设。成功架设154片60m箱梁，海上成功存、取梁21片，各项指标均满足要求。
12.3广深沿江高速机场特大桥228片60m箱梁预制架设、珠港澳大桥箱梁预制架设均采用了整体架设施工方法。
13．发展前景
13.1目前国内大型浮吊设备比较先进可靠，海上箱梁架设工艺工法成熟，铁路工程海上箱梁预制架设将成为优选方案，海上（水上）施工陆地化，现浇施工工厂化，效益可观，质量安全可控。
论文作者:段立波,,
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年18期
论文发表时间:2019/11/7
标签：支座论文; 海上论文; 作业论文; 钢砂论文; 体积论文; 标高论文; 船舶论文; 《工程管理前沿》2019年18期论文;