港珠澳大桥外海三塔拉桥施工创新工艺及关键技术

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90°工况 139、140塔身吊具铰 轴等效应力云图(2800t×105m
gc.st90 放大30倍)
二、主要设备选型
5、138#钢塔Z1-Z12段吊具
吊具采用抗弯扭性能强、吊装 工艺方便的箱式结构,分别连接钢 塔及一级通用吊具,一级通用吊 具通过A168mm高性能无接头绳圈 与“长大海升”吊钩连接。
70°时,副勾起升高度
102.5m。用于安装钢塔
吊具、配合钢塔吊具拆
除。
中南898照片
中南898参数
二、主要设备选型
4.139#和140#钢塔吊具
吊具采用抗弯扭性能强 、吊装工艺方便的箱式结构, 分别连接钢塔及可浮动吊臂 ,通过A168mm高性能无接头 绳圈与起重船吊钩连接。
A168mm高性 能钢丝绳
卡板照片
二、主要设备选型
3、吊具与主塔连接销轴(φ 300mm)计算 由以上计算吊具总起升载荷4265t。连
接销轴共8件,考虑载荷不均,按4个销轴计 算,每个销轴受力:4265/4=1066.25t,销轴 应力计算
τ =1066.25x10^4/3.14/150^2=150.8MPa 材料为30Cr2Ni2Mo,屈服强度为635MPa 安全系数:n=635x0.6/150.8=2.52
港珠澳大桥外海三塔斜拉桥施工 创新工艺及关键技术
目录
一、工程概况 二、主要设备选型 三、吊装工艺及技术 四、吊装过程风险分析 五、吊装过程监控措施
一、工程概况 二、主要设备选型 三、吊装工艺及技术 四、吊装过程风险分析 五、吊装过程监控措施
一、工程概述
二、主要设备选型
139#和140#钢塔吊具验算
2、吊轴受力计算 力臂取675mm,
σ =2132.5x10^4x675/(3.14x700^3)x32=427MPa τ =2132.5x10^4/3.14/350^2=55.4MPa 合成σ =430.6MPa
材料为0Cr2Ni2Mo,屈服强度为590MPa 安全系数:n=590/430.6=1.37。
F9#节段)
Z12(含副 220 塔F10#~ 21.6209 212
F12#节段)
139# Z0 3.45 500 Z1-Z12 106.256 2800 300
江海直达船航道桥钢塔吊装分节参数表
一、工程概述
钢塔制造
一、工程概述
钢塔整体段吊装难点和重点:
整体段吊装高度高(高度105m)、吊装重量大(整体段重量达2800T,吊具 300T,合计3100T)。类似大型钢塔吊装在国内外属首次,尚无成熟经验可以 借鉴;
浪能力进行验算。
“幸运海”平驳船 装载图
二、主要设备选型
卷扬机及滑道布置图
二、主要设备选型
滑靴结构图
二、主要设备选型
“幸运海”平驳船
滑靴结构图
二、主要设备选型
3.“中南898”起重船


该船船长76米,
型宽26.6米,型深5.6米
,2个主勾安全工作负荷
300T,1个副勾安全工作
负荷300T,臂架仰角
一、工程概述
首节钢塔
墩号
编号
高度 (m)
重量 (T)
编号
钢塔整体段
塔顶段
高度 重量 吊具重量 (m) (T) (T)
编号
高度 重量 (m) (T)
140# Z0 3.45 500 Z1-Z12 105 2800 300
138# Z0
3.45
Z1-Z11(含 500 副塔F1#~ 83.3791 2560
图(2800t)
二、主要设备选型
90°工况 钢塔钢结构塔身吊具UY80结构位移云图(2800t )
二、主要设备选型
4.2 139#和140#钢塔吊具销轴验算
1、吊具端梁吊轴倾斜,吊轴卡板受力计算: 吊具总起升载荷: 1.15x300+1.4x2800=4265t 单侧端梁受力:4265/2=2132.5t 吊具按倾斜5°计算端梁水平分力: 2132.5xsin5°=185.9t 吊轴轴端采用圆卡限位,尺寸如图, 圆卡剪切应力: 185.9x10^4/(3.14x500x40)=29MPa 轴端圆卡选用Q620材质,强度满足要求。
承台施工时预埋 Z0节段锚杆
锚杆组件加工、 静载试验
Z0节段吊装就位
Z0节段加工运输
承台顶与承压钢板间 隙压浆
锚杆第一次张拉
浮吊吊装整体段 (Z1#~Z11#)就位
索塔整体段与Z0段全 截面栓接
浮吊吊装整体段 (Z12#)就位
整体吊装段(Z1#~Z11#) 加工运输
整体吊装段(Z12#) 加工运输
附属结构安装
• 2. Z0节段安装

Z0节段重500T,采用“长大海升
”3200T浮吊吊装,Z0节段吊具用一级通
用吊具与浮吊连接。Z0安装就位后,以
东西两侧提前安装的钢管(内灌砼)为
基础,采用4台650T三维千斤顶对Z0节段
进行精确调位。

Z0节段临时固定后对该预留空隙
进行灌浆处理。待水泥砂浆( M50 )强
度达到要求后,外圈50根锚杆进行第一
45°工况 钢塔吊具 UY80铰轴等 效应力云图 (2800t)
二、主要设备选型
45°工况 钢塔钢结构塔身吊具UY80结构位移云图(2800t)
二、主要设备选型
90°工况 塔身吊具UY80结构 等效应力云图(2800t)
90°工况 塔 身吊具UY80结 构等效应力云
图(2800t)
90°工况 钢 塔吊具UY80铰 轴等效应力云
次张拉,张拉力为3500KN。桥面铺装等
二期恒载施加完成后进行第二次张拉,
张拉到4000KN。内圈24根锚杆在整体段
吊装前张拉至4000KN。
Z0节段安装侧面图 Z0节段安装立面图
三、吊装工艺及技术
• 3.钢塔导向设计与安装(整体段)

在Z0节段外腹板外顶面4个角栓接定位导向钢板进行钢塔的平面定位。
疏浚宽度方向为138140#墩桥轴线以南250m, 138-140#墩桥轴线以北50m 。疏浚长度方向为138#墩 横桥向中心线以东50m, 140#墩横桥向中心线以西 50m。
清淤疏浚范围
三、吊装工艺及技术
• 2. Z0节段安装
Z0节段螺杆定位支架
Z0节段效果图
Z0节段螺杆图(定位架拆除后)
三、吊装工艺及技术
江海直达船航道桥采用中央单索面三塔钢箱梁斜拉桥,桥跨布置为110+ 129+258+258+129+110=994m,两个中跨和次边跨布设斜拉索。
钢塔为“海豚”形全钢结构,主塔柱受力部分由下至上共分为Z0~Z12十三 个节段,其中138#和140#塔总高度均108.5m,139#塔总高度109.756m。钢塔 采用工厂制造,整体吊装方案。
待桥面铺装等二期恒载施加 完成进行锚杆第二次张拉
锚箱内填充M55水泥砂浆和 9501D不干性阻蚀密封膏
138#钢塔吊装施工工艺流程
三、吊装工艺及技术
1.吊装前清淤疏浚
“长大海升”吊装 3200T时,船首吃水6.2m, 因此疏浚后水深应确保低 潮时达到7m要求。设计最 低通航水位为-1.18m,则 疏浚后底标高为-8.18m。
受钢塔整体段运输的条件制约(主塔 在下,副塔在上),以及长大海升起重 船舶的特点(船长110m);139、140钢 塔顺桥向泊位起吊,138#钢塔吊装时, 起重船只能垂直于桥轴线吊装,必须分 两节才能实现。
副塔柱
主塔柱
钢塔运 输装船 示意图
一、工程概述
138#、139#、140#钢塔构造图
138#钢塔吊装分节示意图
一、工程概述
各墩位平台之间间距如下图 :138#-139#及139#-140#平台间距为210m, 137#-138#及140#-141#平台间距85m。
通航孔桥137#-141#平台平面布置图
一、工程概述
综合钢塔吊装高度及施工水域水文条件,“长大海升”起重船是目前国内唯 一一艘能够完成该项吊装任务的船舶。
受主塔结构制约,为适应主塔吊装各种姿态要求,吊具结构设计复杂,吊具 与钢塔吊装钻孔匹配精度要求高;
受高空作业环境和海况影响,吊具安装和拆除难度大; 钢塔吊装和吊具拆除所需船舶众多,船舶组织和协作要求高。
一、工程概况 二、主要设备选型 三、吊装工艺及技术 四、吊装过程风险分析 五、吊装过程监控措施
三、吊装工艺及技术
吊装钢箱梁
二、主要设备选型
2.“幸运海”平驳船

钢塔选用“幸运海”驳船运
输,载重量18000T,平驳尺寸
125m×35m,满载吃水5m。本运输船
在甲板上设二道纵向滑轨,滑轨高约
1.23m,滑轨设在两道甲板纵桁上,
间距3.96m左右,滑轨宽0.8m,滑道
长约106 m。塔架对应的甲板进行局
部加强,并对塔架稳定性和船舶抗风
二、主要设备选型
1.“长大海升”起重船
钢塔吊装选用“长 大海升”3200T起重船 ,工作角度40°~67° ,额定起重能力3200T ,主钩4×800t,横向 间距24m,前后中心间 距5.375m。
“长大海升”起重船
船舶参数 单位:m
二、主要设备选型
“长大海升”起重船起重作业
吊 装 钢 套 箱
导向结构采用5cm厚钢板焊接而成,加劲板采用4cm钢板,与整体段交汇处设置
2mm的间隙。单面用56根10.9级M24螺杆连接。
三、吊装工艺及技术
3.钢塔导向设计与安装(塔顶段)
在Z11节段外腹板外顶面4个角栓接定位导向钢板进行钢Fra Baidu bibliotek的平面定位。导 向结构采用5cm厚钢板焊接而成,加劲板采用4cm钢板,与整体段交汇处设置 2mm的间隙。单面用56根10.9级M24螺杆连接。
一级吊具 高性能钢丝绳
吊具
138#钢塔Z1-12段吊具图
二、主要设备选型
5.1 138#钢塔塔身整体段吊具验算
钢塔吊具结构等效应力云 图(2600t)
塔身吊具铰轴 等效应力云图
(2600t)
钢塔吊具结构 等效应力云图
(2600t)
二、主要设备选型
钢塔钢结构塔身吊具UY80结构位移云图(2600t )
二、主要设备选型
6、138#钢塔塔顶段吊具
塔顶段钢塔自重220T,采用 梁式结构吊具吊装。挂点位 置直接与“长大海升”吊钩 连接。
138#钢塔塔顶段吊具图
一、工程概况 二、主要设备选型 三、吊装工艺及技术 四、吊装过程风险分析 五、吊装过程监控措施
三、吊装工艺及技术
承台施工时预埋 Z0节段锚杆
三、吊装工艺及技术
4.钢塔吊装 4.1 139#、140#钢塔整体段吊点设置
139#、140#钢塔 吊点设置在Z10节段 底部以下0.86m(距 离钢塔顶部36.76m) ,吊具连接轴组件中 心线紧贴钢塔侧面。 与钢塔重心偏差距离 :高度方向21.55m, 顺桥向1.37m。
吊具结构与吊点布置图
吊点与重心位置关系
锚杆组件加工、 静载试验
Z0节段吊装就位
Z0节段加工运输
承台顶与承压钢板间 隙压浆
锚杆第一次张拉
浮吊吊装整体段就位
索塔整体段与Z0段全 截面栓接
整体吊装段 加工运输
附属结构安装
待桥面铺装等二期恒载施加 完成进行锚杆第二次张拉
锚箱内填充M55水泥砂浆和 9501D不干性阻蚀密封膏
139#和140#钢塔吊装工艺流程
139#和140#钢塔吊具图
二、主要设备选型
4.1 139#和140#钢塔吊具验算
1、吊具钢结构按许用应力设计法设计 由起重机设计规范(GB/T3811-2008)中的4.2.1.1计算载荷和载荷系数,考 虑起升冲击系数φ 1和起升动载系数φ 2。φ 1=1.15(海上吊装原因增大),φ 2=1.4 。吊具结构和浮吊柔性连接,取吊装浮吊机构驱动加(减)速动载系数φ 5=1。 2、自重振动载荷=φ 1PG,起升动载荷=φ 2PQ。其中PG为吊具自重载荷,PQ是 额定起升载荷(吊装模块自重)。选载荷组合B1。 3、计算时考虑8级风载荷的作用。 4、按起重机设计规范(GB/T3811-2008)中的表G.11:安全系数n=1.34。吊 具结构材料基本许用应力[σ ]=σ s/1.34,剪切应力[τ ]= [σ ]/√3。由起 重机设计规范(GB/T3811-2008)表25销轴连接:销轴许用剪切应力[τ ]=0.6[ σ ],被连接构件许用承压应力为1.4[σ ]。 5、吊装自重计算载荷:1.15×300+1.4×2800=4265t。
二、主要设备选型
0°工况 吊具UY80结构等效应力 云图(2800t)
0°工况 塔身吊具 UY80结构等 效应力云图 (2800t)
0°工况 钢塔吊具 UY80铰轴等 效应力云图 (2800t)
二、主要设备选型
45°工况 塔身吊具UY80结构等效 应力云图(2800t)
45°工况 塔身吊具 UY80结构等 效应力云图 (2800t)
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