【桥梁方案】钢箱梁安装方案

钢箱梁安装施工方案

一、工程特点

西堠门大桥涉海跨岛，区域内水深、流急、地形复杂，也是季风、台风频发地区，建设条件相当恶劣：

（1）桥位处水面宽度约为2000m，被老虎山分为南、北两汊，南汊宽度约为1600m，最大水深达95m，南汊为主航道；北汊宽约370m，最大水深约为70m。

（2）桥位区以混合浪为主。西堠门水道潮流一般以不正规半日潮流为主，潮流运动形式大多为往复流。该水道流速大、且有强烈旋涡。

（3）基岩岩性单一，册子（北锚）、老虎山（北塔）为流纹斑岩，金塘（南岸）为霏细斑岩。

（4）大桥工程东临东海，西望大陆，位于北亚热带，属东亚季风气候区，年平均气温16.4℃，年平均降水1442.5mm，该地区是受台风影响频繁的地区，7～9 月为台风多发期，年平均2.56 个。同时该地区亦为较典型的季风影响区。

西堠门大桥钢箱梁安装施工有如下特点和难点：

（1）大桥跨度大，钢箱梁架设周期长，不可避免要穿越台风期。

西堠门大桥梁段数量多，架设周期长，不可避免地要经历台风期主梁架设安装。西堠门大桥主跨达1650m，是世界上首座特大跨径分体式钢箱梁悬索桥，需要架设安装的主跨梁段多达91段（总梁段126段）。大桥地处台风、强季风影响频繁的舟山群岛，气象条件复杂，风速高，梁段吊装条件极端恶劣。根据工程建设规模和工期，钢箱梁的架设周期较长，无法在一个无台风作用的期间完成，而必须穿越台风期，其风险与难度极大，这是以往悬索桥施工中所未曾遇到的，在中国乃至世界范围内均尚属首次。

（2）主梁的起吊设备——缆载吊机，在穿越台风期施工中应满足承受强风（台风、强季风）的性能要求，而传统的设计均没有考虑结构的抗风性能，吊装自动化程度低，不仅严重影响了工期，还增大了施工风险。

（3）跨海大桥桥位区一般存在潮流紊乱复杂、水深湍急、海床无覆盖层、海事监管难度大等特殊条件，传统的运梁船抛锚定位和动力定位方案无法有效实施。同时桥址处西堠门水道为国际航道，封、限航代价极高。

（4）大桥北边跨锚碇侧浅水区无吊索梁段（编号17～25＃，共计9个梁段）和两塔区附近梁段，运梁驳船不能到达梁段安装投影位置，无法采用传统的垂直起吊工艺，需搭设支架存梁并考虑采用荡移法架设。北塔区存在超重梁段，超出缆载吊机承载能力，需采用特殊方法安装。

31

111111

1

12112108222.0

194.1

203.2240.6

236.6236.7

138.4

215.2265.7277.9297.5304.7283.1338.1242.128.9/36

36.0

36.0

36/28.936/28.928.9/36

28.9

36.036.036.036.036.036.036.036.012.414

12.8

12.4

12.796

12.4

12.4

6.8

16.419.618.018.018.018.018.018.0

备注

1、吊装重量不包括附属构件重.

2、全桥梁段的总数126个，总重30379.7t .

I

H

G

F

E ＇

E

D C B A 4A 3A 2＇A 2A 1A

全桥各类梁段数量（个）梁段重量（t ）

梁段宽度（m ）

梁段长度（m ）

梁段类型南

北

图1钢箱梁梁段划分

323344

45464748495243424140393837363534323130292827262524232221201615141312111098765432123456789101112131415162021

222324252627282930313334353637383940414243504948474645

444547484951434241403938373635343332313029282726252324222120461918

17北南

注： 1.本图尺寸均以m 计。 2.图中1--52为梁段吊装序号。

图2钢箱梁梁段编号

二、安装方案确定

1、安装方案比选

根据桥址地形、水文环境、架设设备以及预制梁重等因素，悬索桥钢箱梁架设一般有以下几种方式：

（1）缆载吊机起吊作业

这是大多数钢箱梁悬索桥架梁方式，根据缆载吊机不同，又分为卷扬机式缆载吊机安装，如英国塞文桥、丹麦小带桥、日本来岛大桥、中国虎门大桥等；以及液压缆载吊机安装，如丹麦大带桥、香港青马大桥、中国虎门与润扬大桥。

（2）大型浮吊安装

在地形环境与设备允许的条件，可采用大型浮吊安装方案，如瑞典滨海高桥（High Coast Bridge）与丹麦大带桥部分梁段。

（3）缆索天线安装

受地形及安装设备限制，可采用缆索天线完成钢箱梁安装，该方法在我国的重庆鹅公岩大桥建设中运用，在沪蓉西四渡河特大桥（900m钢桁架悬索桥）主梁安装中也曾使用。

（4）液压提升设备连续荡移

美国的Carquinez Bridge，则借助连续提升千斤顶等特种设备，通过多次荡移，将钢箱梁从卸船位置提升至安装位置。

在条件允许的前提下，采用大型浮吊安装，可提高安装效率，节约工期，这也是目前悬索桥钢箱梁安装的较优方法之一，缺点是费用相当高且受水域环境限制较多，同样面临船舶定位问题。

缆索天线适用于地形复杂、不利于钢箱梁水平运输的山区河谷地带主梁安装，对于超过千米的大跨悬索桥，使用缆索天线则设备太过庞大、复杂，安拆使用都不方便、对于两跨钢箱梁悬索桥，还需要两套吊装、牵引系统，工作效率较低。

液压提升设备连续荡移荡移距离一般不大，对于主跨达1650m的西堠门大桥，如此长度采用千斤顶连续荡移，安装周期过长，过程中如遇台风等恶劣天气则风险太大。

2、安装方案的确定

除少数特例外，国外大多数桥梁采用位于主缆上的缆载吊机起吊安装，国内已建成的大跨悬索桥中，亦多选用缆载吊机完成钢箱梁提升安装，这是较为成熟且经济的方案，充分利用了悬索桥主缆的自架设功能。同时缆载吊机也逐步向轻量化、自动化、可靠性较高的液压式缆载吊机发展。

安装钢箱梁的缆载吊机，液压式与卷扬机式各有优点，其中液压式以其提升能力强、同步控制易实现等优点，在新建成几座世界级大桥中得到应用。