港珠澳大橋工程墩臺吊裝施工及措施

港珠澳大橋工程墩臺吊裝施工及措施

2015-05-0610:51

系統(tǒng)分類：技術(shù)資料

專業(yè)分類：路橋隧道

瀏覽數(shù):761獲取更多行業(yè)最新技術(shù)，請關(guān)注“

筑龍路橋

”微信公眾號，搜索“

筑龍路橋

”或“

zhulonglq

”即可關(guān)注~港珠澳大橋青州航道橋輔助墩、過渡墩輔助墩、過渡墩墩身為薄壁空心墩，輔助墩、過渡墩墩身高度分別為37.6m、35.4m，其中0.5m進(jìn)入承臺。每個橋墩分為上、中、下三個節(jié)段。下節(jié)段墩身高度為5.5m，其中0.5m伸入承臺；輔助墩、過渡墩中墩身高度分別為21.6m、19.4m；上節(jié)段墩身高度為10.5m。墩身截面外側(cè)尺寸為15m×5.5m(橫橋向×順橋向),倒角為1.5m×0.3m(橫橋向×順橋向)，內(nèi)側(cè)倒角為0.5m×0.2m(橫橋向×順橋向)。墩身壁厚1.2m。上節(jié)段墩身橫向變寬，變寬段高10m，頂部橫向?qū)挾?1.4m。墩頂設(shè)有檢修槽口，深1.5m。墩頂支座橫向中心距18m。對于過渡墩上節(jié)段墩身，橫向變寬段在縱向同樣打開，縱向?qū)挾扔?.5m增加至7.3m。港珠澳大橋深水區(qū)非通航孔橋橋梁工程CB03合同段深水區(qū)非通航孔橋承臺為六邊形，等寬段尺寸14.8m×11.1m×4.5m（橫橋向×中心順橋向×承臺高度），在樁基對應(yīng)位置，承臺設(shè)有預(yù)留后澆孔，后澆孔直徑3.6m，側(cè)壁設(shè)有環(huán)向剪力齒，齒高0.1m；變寬段尺寸為16m×12m×5m（橫橋向×中心順橋向×承臺高度），在樁基對應(yīng)位置，承臺設(shè)有預(yù)留后澆孔，后澆孔直徑3.8m，側(cè)壁設(shè)有環(huán)向剪力齒，齒高0.1m。除16#墩外，其它橋墩為薄壁空心墩，分為兩類，Ⅰ類過渡墩為分段式墩身，分為上、中、下節(jié)段；Ⅱ類過渡墩為整體式墩身。Ⅰ類過渡墩下節(jié)段墩身與承臺一起預(yù)制，下節(jié)段墩身高度為14m、14.6m兩種，上節(jié)段墩身高度為8.5m。Ⅱ類過渡墩墩身整體與承臺一起預(yù)制，設(shè)有施工縫，位于變截面段底部下方0.5m。見圖5.4-1、5.4-2。16#墩與島橋結(jié)合部非通航孔橋相接，為整體式墩身，設(shè)有施工縫，位于變截面段底部下方0.5m處。墩身整體與承臺一起預(yù)制。墩身截面尺寸為10m×3.5m(橫橋向×順橋向)，倒角為1.5m×0.3m(橫橋向×順橋向)，墩高15.735m（含蓋梁）。墩頂蓋梁高6.0m，底部截面與墩身相同，頂部截面尺寸24.5m×5m（橫橋向×順橋向)。為適用深水區(qū)和島橋結(jié)合部非通航孔橋不同的梁高，蓋梁頂在島橋結(jié)合部非通航孔橋側(cè)設(shè)有錯臺，截面尺寸為高1.5m，寬2.5m。最重整體式墩身為16#，重量約3380t；最重承臺及下節(jié)墩身52#、53#，重量約3174t；最重中節(jié)段墩身為53#，重量約1497t；最重上節(jié)段墩身為51#，重量約932t。墩臺吊裝施工及措施：(1)施工方案依據(jù)各預(yù)制墩臺的重量，墩臺的運(yùn)輸、安裝分為三種情況施工：①“宇航起重3000”浮吊吊裝裝船、大型運(yùn)輸駁船運(yùn)輸、“宇航起重3000”浮吊安裝非通航孔橋整體式墩臺（16#除外）、分節(jié)段預(yù)制承臺與下節(jié)段墩身、青州航道橋墩身，采用“宇航起重3000”浮吊吊裝裝船、大型運(yùn)輸駁船運(yùn)輸、“宇航起重3000”浮吊（16#除外）安裝方案。預(yù)制墩臺縱橫移至出海碼頭前端，利用“宇航起重3000”浮吊吊裝裝船下海，8000t大型運(yùn)輸駁船運(yùn)輸至待安裝墩位，拋錨定位后用“宇航起重3000”浮吊安裝至已完成的鋼管復(fù)合樁上，調(diào)節(jié)其平面位置及高程，吊掛在邊角四根鋼管復(fù)合樁上。②“小天鵝”號運(yùn)架船吊裝、運(yùn)輸、安裝非通航孔橋分節(jié)段墩身中節(jié)段及上節(jié)段，采用“小天鵝”號運(yùn)架船吊裝、運(yùn)輸、安裝方案。預(yù)制墩臺縱橫移至出海碼頭前端，利用“小天鵝”號運(yùn)架船吊裝、運(yùn)輸至待安裝墩位，拋錨定位后安裝預(yù)制墩臺。③非通航孔橋16#整體預(yù)制墩臺吊裝、運(yùn)輸、安裝非通航孔橋16#墩為本合同段內(nèi)最重節(jié)段，重約3600t（含圍堰、支撐等），采用“振浮7#”浮吊吊裝下海，8000t大型運(yùn)輸駁船運(yùn)輸至待安裝墩位，拋錨定位后用“振浮7#”浮吊安裝已完成的鋼管復(fù)合樁上，調(diào)節(jié)其平面位置及高程，吊掛在邊角四根鋼管復(fù)合樁上。(2)承臺及下節(jié)段墩身（或整體墩臺）安裝①安裝施工流程承臺及下節(jié)墩身安裝施工流程詳見“圖5.4-35

承臺及下節(jié)段墩身安裝施工流程框圖”。②安裝施工步驟承臺及下節(jié)墩身安裝施工步驟詳見“圖5.4-36

預(yù)制墩臺運(yùn)輸及安裝施工步驟圖(一)”、“圖5.4-37

預(yù)制墩臺運(yùn)輸及安裝施工步驟圖(二)”。③墩臺安裝前的施工準(zhǔn)備A、選擇合適時點(diǎn)墩臺的安裝施工對水文氣象環(huán)境依賴度較高，為海上作業(yè)，受水流、波流和風(fēng)等因素影響較大，因此首先選定合適的作業(yè)時點(diǎn)。根據(jù)氣象情況的了解，由于風(fēng)、雨、霧等惡劣天氣影響吊裝和測量工作，必須隨時掌握天氣情況，吊裝工作應(yīng)選擇作業(yè)點(diǎn)風(fēng)速5級以下，無雨霧天氣，并且溫差變化較小的時段內(nèi)進(jìn)行。B、基坑開挖、鋼管復(fù)合樁施工完畢墩臺安裝前基坑開挖、鋼管復(fù)合樁必須施工完成方可進(jìn)行。④墩臺安裝方法A、墩臺預(yù)制時要準(zhǔn)確安裝吊具。B、樁基施工完畢后還應(yīng)對樁頂口進(jìn)行處理，采用打磨機(jī)磨平鋼管頂面，保證鋼管頂面水平，同時鋼管頂面與導(dǎo)向裝置之間設(shè)置一圈鉛板，以確保鋼管頂面受力均勻。此外，在每根鋼管頂部需設(shè)置工具式導(dǎo)向裝置，以承臺預(yù)留孔順利穿入鋼管，防止承臺底部混凝土槽口損傷。C、墩臺在運(yùn)輸過程中采取抗滑移、抗傾覆等措施。D、“宇航起重3000”浮吊下放墩臺時，緩緩落鉤，利用鋼管導(dǎo)向裝置穿入鋼管，直至吊具擱置四根鋼管復(fù)合樁頂部，逐漸頂升吊具的豎向千斤頂，通過實(shí)時反饋的豎向千斤頂監(jiān)控系統(tǒng)，待四個千斤頂受力均勻后松鉤，完成墩臺由吊裝船受力向鋼管復(fù)合樁受力轉(zhuǎn)換。⑤導(dǎo)向裝置在鋼管樁樁頂設(shè)導(dǎo)向裝置，作為承臺下放時的導(dǎo)向和施工平臺，承臺墩身精調(diào)時在導(dǎo)向裝置上放置三向千斤頂作為精調(diào)裝置，詳見“圖5.4-38

墩臺安裝導(dǎo)向裝置結(jié)構(gòu)示意圖”。⑥精確定位A、墩臺精確調(diào)位施工流程墩臺精確調(diào)位流程詳見“圖5.4-39

墩臺精確調(diào)位流程框圖”。

B、精確調(diào)位方法墩臺精確調(diào)位通過各調(diào)整油缸組來完成，調(diào)整油缸分組詳見“圖5.4-40墩臺調(diào)整油缸分組框圖”，其中豎向調(diào)整、X向調(diào)整、Y向調(diào)整和墩臺頂緊油缸組用于精確調(diào)位。各油缸組的每個油缸均可獨(dú)立控制伸縮的位移和載荷，實(shí)現(xiàn)精確調(diào)整。a.墩臺垂直度調(diào)整墩臺垂直度主要控制墩身垂直度，通過X向和Y向油缸組來精確調(diào)整。墩臺垂直度變化時，4個支點(diǎn)的豎向千斤頂荷載將發(fā)生變化，因此在調(diào)整過程中應(yīng)同步觀測各豎向千斤頂?shù)呢?fù)荷，并同步進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，確保4個支點(diǎn)的豎向千斤頂受力均衡。b.墩頂標(biāo)高調(diào)整墩頂標(biāo)高調(diào)整通過豎向調(diào)整油缸組來完成，由于調(diào)整墩頂標(biāo)高是在墩身垂直度調(diào)整后進(jìn)行，因此標(biāo)高調(diào)整時，豎向調(diào)整油缸組的4個油缸同步調(diào)整。c.墩頂平面位置調(diào)整當(dāng)墩臺垂直度及墩頂標(biāo)高調(diào)整到位后，利用X向、Y向油缸組來進(jìn)行墩頂平面位置的精確調(diào)整。根據(jù)實(shí)測墩頂平面位置偏差，通過X向、Y向油缸組實(shí)現(xiàn)墩頂平面位置的精確調(diào)整。C、墩臺調(diào)位精度控制a.質(zhì)量檢驗(yàn)評定標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》(JTG/T

F50-2011)，墩、臺身安裝的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)詳見“表5.4-22

墩臺安裝實(shí)測項(xiàng)目表”。b.調(diào)位設(shè)備精度控制墩臺的精確調(diào)位主要采用液壓千斤頂來控制，參與精確調(diào)位的千斤頂包括：吊具上的水平千斤頂(X、Y兩個方向)和懸掛系統(tǒng)的三向千斤頂。精確調(diào)位的主要原理是：通過GPS定位信號，由主控系統(tǒng)進(jìn)行定位分析計(jì)算，輸出控制指令，控制各向調(diào)位油缸的伸縮，從而實(shí)現(xiàn)精確定位。該系統(tǒng)調(diào)整范圍及控制精度詳見“表5.4-23

調(diào)位系統(tǒng)調(diào)整范圍及控制精度表”。其中壓力傳感器為德國進(jìn)口，測量精度為5‰；行程傳感器主要元件為德國進(jìn)口，實(shí)時測量油缸的行程，測量誤差0.1mm。根據(jù)調(diào)位系統(tǒng)的調(diào)整范圍及控制精度可知，調(diào)位設(shè)備能保證安裝精度要求。(3)預(yù)制墩臺安裝的精度和測量控制預(yù)制墩臺安裝施工測量主要工序包括：吊裝定位、墩身安裝精調(diào)位及驗(yàn)收測量。測量與監(jiān)控的關(guān)鍵工序：平面和高程基準(zhǔn)測量，墩身頂口坐標(biāo)、高程測量及墩身垂直度測量。①吊裝過程測量吊裝控制測量采用GPS定位系統(tǒng)。根據(jù)預(yù)制時在墩頂標(biāo)定的測量控制點(diǎn)，在預(yù)制承臺、墩身下放過程中，實(shí)時測量定位點(diǎn)的位置和高程，經(jīng)過計(jì)算機(jī)程序計(jì)算出承臺、墩身下放過程中的平面位置、傾斜度、平面扭角等下放定位參數(shù)，控制承臺、墩身的下放定位。實(shí)測數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)坐標(biāo)成果對比分析，確認(rèn)最終安裝位置。②精確調(diào)位平面位置測量采用GPS-RTK法控制，垂直度采用高差推算法與激光鉛直儀法共同控制，并以垂球法復(fù)核。高差推算法通過觀測墩臺身上4個角點(diǎn)高差，精確推算墩臺身傾斜度，采用天寶DiNi03電子水準(zhǔn)儀，標(biāo)稱精度：±0.3mm/km。通過測量數(shù)據(jù)指導(dǎo)調(diào)位系統(tǒng)進(jìn)行墩臺垂直度、高程、平面位置精確調(diào)位。(4)中、上節(jié)段墩身的安裝施工根據(jù)總體方案，中、上節(jié)段預(yù)制墩身全部采用“小天鵝”運(yùn)架船安裝。中、上節(jié)段墩身安裝施工詳見“圖5.4-41

中、上節(jié)段墩身安裝施工步驟圖”。在承臺及下節(jié)預(yù)制墩臺（或中節(jié)段）上設(shè)置節(jié)段導(dǎo)向裝置和臨時墊塊（或混凝土支撐柱），利用“小天鵝”號吊裝中節(jié)段墩身（或上節(jié)段墩身和墩帽），上下構(gòu)件之間設(shè)置可調(diào)裝置，延著導(dǎo)向裝置擱置于臨時墊塊（或混凝土支撐柱）上，精確調(diào)整對位后，連接預(yù)應(yīng)力粗鋼筋并安裝塑料波紋管墩身接縫密封裝置，在接縫處噴涂環(huán)氧樹脂，取走臨時墊塊（或混凝土支撐柱），下落中節(jié)段墩身（或上節(jié)段墩身和墩帽），再次精確微調(diào)定位，完成張拉預(yù)應(yīng)力粗鋼筋及真空壓漿。分段式墩身接縫處涂抹環(huán)氧樹脂(或環(huán)氧砂漿)，材料應(yīng)符合ASTM32標(biāo)準(zhǔn)和其它適用的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)作完全試驗(yàn)的高交連(cross-linked)環(huán)氧樹脂。①施工準(zhǔn)備A、按安裝預(yù)制墩臺計(jì)劃安排順序，安排專人對存儲場待架節(jié)段墩臺逐一進(jìn)行檢查，并作好安裝前預(yù)制墩臺檢查臺帳。檢查工作應(yīng)提前一定時間進(jìn)行，并與預(yù)制工區(qū)對應(yīng)責(zé)任人經(jīng)常和定期聯(lián)系核對。B、選擇合適時間對安裝節(jié)段墩臺兩端面進(jìn)行拼裝前的處理。用電動鋼絲刷刷清接觸面并排除灰塵等影響膠拼質(zhì)量的因素。C、在存儲場放好預(yù)制墩臺安裝各向中線和相關(guān)標(biāo)志標(biāo)線，以便吊裝時快速對位、定位。D、安裝節(jié)段起吊浮吊準(zhǔn)備就緒。其吊裝用浮吊屬大噸位水上起重機(jī)械，在預(yù)制節(jié)段墩臺吊裝之前對吊裝船進(jìn)行全方位檢查、檢驗(yàn)、檢測工作。E、墩頂標(biāo)高的復(fù)測、臨時墊塊的施工、導(dǎo)向裝置的安裝均需通過檢查合格。F、試驗(yàn)室應(yīng)提前做好環(huán)氧樹脂膠粘劑的配比試驗(yàn)工作。G、吊裝節(jié)段預(yù)制墩臺之前應(yīng)上報分項(xiàng)工程開工申請報告，獲得監(jiān)理工程師的批準(zhǔn)。H、組織安排好機(jī)械、人員、設(shè)備等各環(huán)節(jié)工作。②測量控制由于墩身匹配預(yù)制，在分節(jié)安裝時，墩身的平面位置控制是測量控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，為滿足規(guī)范對安裝精度的要求，墩身平面位置使用2臺全站儀同時觀測。平面位置控制：首先在已安裝的墩身頂部測放出墩身軸線，通過吊具上的調(diào)節(jié)裝置在墩身下放時初步調(diào)節(jié)平面位置，對應(yīng)墩身導(dǎo)向裝置，緩緩下放，通過墩身導(dǎo)向裝置放置在臨時墊塊上，平面位置即可在控制范圍內(nèi)。安裝標(biāo)高控制：墩身標(biāo)高采用層層控制的方法，即從承臺及下節(jié)段墩身安裝時開始，安裝時均將標(biāo)高的偏差值控制在范圍之內(nèi)，根據(jù)該值再調(diào)整墊塊高度，盡量降低累計(jì)誤差。③墩身外部施工平臺預(yù)制節(jié)段墩臺導(dǎo)向設(shè)置安裝、墩臺精確定位微調(diào)、安裝及取消臨時墊塊、連接預(yù)應(yīng)力鋼筋、涂裝環(huán)氧樹脂等均需要一個操作平臺。操作平臺不僅供操作人員使用，還需要承載其它操作必須器材、設(shè)備重量。操作平臺采用鋼結(jié)構(gòu)。操作平臺如“圖5.4-42

墩身外部施工平臺布置圖”所示。④預(yù)制墩臺導(dǎo)向裝置本項(xiàng)目所處區(qū)域?qū)倌蟻啛釒ШＱ笮约撅L(fēng)氣候區(qū)。處于熱帶氣旋路徑上，登陸和影響的熱帶氣旋十分頻繁。為減小波浪對安裝船體沖擊擺動幅度，降級季風(fēng)對安裝墩臺產(chǎn)生的不利影響，特在底節(jié)段墩頂上方設(shè)置節(jié)段墩臺導(dǎo)向裝置。導(dǎo)向裝置有6套預(yù)埋件組成，單塊預(yù)埋件像“尖刀”形狀，置與下節(jié)段墩臺頂面內(nèi)部，預(yù)埋件與下節(jié)段墩身用螺栓連接，上節(jié)段墩身內(nèi)部埋置鋼板，墩臺對接時，使“尖刀”沿著鋼板插入。墩身對接導(dǎo)向裝置如“圖5.4-43

墩身對接導(dǎo)向裝置示意圖”所示。⑤中、上節(jié)段墩身安裝施工中節(jié)段（上節(jié)段）墩身吊裝就位前，在承臺及下節(jié)段墩身（中節(jié)段）頂部預(yù)留位置安裝對接導(dǎo)向裝置及臨時墊塊，利用薄鋼板調(diào)整臨時墊塊標(biāo)高，必須確保四點(diǎn)的標(biāo)高一致并符合設(shè)計(jì)要求。臨時墊塊頂部安裝橡膠支座，以緩沖上部墩身下放時的沖擊力。臨時墊塊位置如“圖5.4-44

墩頂臨時墊塊位置示意圖”所示?！靶√禊Z”號運(yùn)架船將中節(jié)段（上節(jié)段）墩身運(yùn)至待安裝墩位，拋錨定位，通過絞錨將墩身吊至對應(yīng)的待安裝的墩位上方，緩緩落鉤，當(dāng)墩身降低至距支撐柱橡膠支座頂面1250px時停止落鉤，通過調(diào)整吊具的調(diào)節(jié)裝置初步調(diào)整墩身平面位置后，緩慢下落，直至上下導(dǎo)向裝置套攏，墩身在臨時墊塊橡膠支座上基本就位后，松吊鉤，由臨時墊塊支承受力。同步驟進(jìn)行下一節(jié)墩身安裝。⑥涂裝環(huán)氧樹脂檢查涂刷環(huán)氧樹脂膠粘劑前，接縫面要用清水洗凈，不得有油污，有油污處應(yīng)用丙酮進(jìn)行洗刷，接觸面清洗后，應(yīng)使之自然風(fēng)干，方可涂刷氧樹脂膠粘劑。涂刷環(huán)氧樹脂膠粘劑，涂刷要求快速均勻，厚度1mm左右(指每一條縫兩個面)。如施工氣溫低于5攝氏度時，混凝土膠拼面應(yīng)用紅外線加熱板進(jìn)行加熱到20攝氏度后，才能刷膠粘劑，以增加膠粘劑滲透能力，增大粘結(jié)強(qiáng)度。膠粘劑涂刷完畢，應(yīng)立即采取措施，防止雨水侵入。⑦預(yù)應(yīng)力施工預(yù)制墩臺在預(yù)