CN116497760B - 一种重力式沉箱码头预制梁板架桥机安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于海上施工领域，涉及一种重力式沉箱码头预制梁板架桥机安装方法。方法包括龙门吊提梁、安装架桥机、架设预制梁板、架桥机过孔等步骤。本发明公开的架桥机安装方法从源头上消除了恶劣海况影响，通过优化架桥机结构、控制架桥机过孔精度确保预制梁板安装安全。相比于现有的起重船与常规架桥机施工方法，本发明方案能同时满足纵、横向两种工况预制梁板安装需求，增强恶劣海况条件下架桥机的整体稳定性，利于预制梁板成品保护，提高安装效率，能满足六级及以下大风过孔作业需求。

Description

一种重力式沉箱码头预制梁板架桥机安装方法

技术领域

本发明涉及海上施工技术领域，具体涉及一种码头预制梁板架桥机安装方法。

背景技术

根据工程用海要求，在码头结构设计研究中上部结构常采用透空形式，建设海上透空式码头结构的关键核心是海上吊装技术，其中起重船是海上码头预制构件吊装的主要装备。目前国内外起重船一般分成两大类，一类是起重臂能够360度回转的，另一类是吊臂固定，通过船的移动而实施重物回转的。起重船可以对预制构件进行整体吊装，但极其依赖天气和波浪条件，对控制工期不利，且额外需要专门的驳船运输预制构件。在通过对海上预制构件安装技术的研究，基于高速公路桥梁架设原理，根据海上离岸式码头的布置形式和结构特点，完成海上架桥机的优化工作，为离岸式码头预制构件的吊装作业提供技术支持。以往施工中发现存在如下技术问题：

（1）重力式沉箱码头工程周边海域环境复杂，海况较为恶劣，透空式码头预制梁板采用方驳运输、吊装起重船的施工方式受海况影响较大，起重船施工中使用运梁船运输预制梁板的方法在装运或吊装过程中存在安全风险隐患。比如预制构件可能由于船舶的晃动而产生过大的晃动，从而造成预制梁板与沉箱现浇胸墙的相互碰撞，从而对防腐层和混凝土结构造成破坏。

（2）常规架桥机的工效同样也受到运梁船的制约，运梁船又受到海况影响，所以常规架桥机工艺也会受海况风浪条件影响。同时外海风浪较大，常规架桥机自稳性能无法满足设计要求。

（3）重力式沉箱码头预制梁板纵向为梁、横向为板，常规架桥机只能架设纵向预制梁，无法满足横向预制板安装需求。

（4）根据《水运工程质量检验标准》的要求，梁构件安装轴线位置允许偏差10mm，现浇混凝土胸墙轴线位置允许偏差50mm，预制梁与预制梁之间的安装缝在设计图中为20mm，由于海况影响，海上起重船吊装方案要达到设计安装要求，安装精度控制难度加大。

发明内容

本发明的目的是解决起重船吊装步骤复杂，安装定位不准确，常规架桥机施工受海况制约的问题，提供一种重力式沉箱码头预制梁板架桥机安装方法提高工作效率。

本发明为解决上述问题所采用的技术方案是：

一种重力式沉箱码头预制梁板架桥机安装方法，包括如下步骤：

S1.龙门吊提梁施工：将预制梁板提升至沉箱顶面，由运梁车将预制梁板运至架桥机位置；

S2.架桥机安装；在码头沉箱平台上拼装好架桥机并安装好横移轨道；

S3.预制梁架设：预制梁板喂梁后，由天车将预制梁提起，吊梁前行至待架梁跨上方后落梁；

S4.架桥机过孔：在一跨预制梁架设完成后，架桥机前移进行过孔，架设下一孔梁体；

S5.重复步骤S3-S4的操作直至架设完成。

优选的是，步骤S2中，安装架桥机时，首先铺设架桥机的前支腿横移轨道与中支腿横移轨道，依序放置前支腿、中支腿与后支腿，之后将两列通过销轴连接的主梁安装在前支腿、中支腿与后支腿上，主梁末端连接有后辅助腿，最后组装天车的纵移轮箱与担梁。

优选的是，步骤S3中安装纵向预制梁时，用前天车将纵向预制梁前端提起，由运梁车与前天车同步将纵向预制梁前移，纵向预制梁后端到达天车提梁位时，用后天车将预制梁后端提起，两天车同步吊梁前行至待架梁跨上方后停止前行，两天车卷扬机同时同步下落，待纵向预制梁距沉箱胸墙顶面15cm时停止落梁，启动前支腿和中支腿装置的横移电机，把纵向预制梁放到设计位置上，放稳后连接牢固，然后架设下一片纵向预制梁。

优选的是，步骤S3中安装横向预制板时，首先将前天车吊具安装吊钩，吊钩通过吊带连接横向预制板上的吊环整体提起横向预制板，启动前支腿和中支腿装置的横移电机，之后整机带动横向预制板同步横移至待架板跨上方后停止横移，前天车吊横向预制板前行至待架板位置上方后停止前行后下落，横向预制板放稳后竖向支撑或连接牢固，然后架设下一片横向预制板。

优选的是，预制梁板喂梁时，同时启动前支腿和后支腿将桥机顶高，让运梁车从主梁下部通过后进行喂梁。

优选的是，步骤S4中架桥机过孔具体步骤包括：

首先用前支腿和后支腿同时将主梁顶起，让中支腿与主梁分离，前天车把中支腿及中支腿横移轨道梁吊运到沉箱预定位置，后天车退到架桥机后部；

其次收起前支腿，前支腿横移轨道脱离沉箱平台20cm，利用中支腿和后支腿的动力，推动架桥机主梁纵移，让后辅助腿在沉箱上部；

之后顶起后辅助腿，用后天车将后支腿前移，然后前支腿和后支腿同时将主梁顶起，让中支腿与主梁分离，前天车将中支腿及中支腿横移轨道梁前移，此时两天车位于前支腿和后支腿之间；

最后收起前支腿，前支腿横移轨道脱离沉箱平台20cm，然后同时启动中支腿与后支腿上的轮桥机，整体前移过孔。

优选的是，在前天车把中支腿及中支腿横移轨道梁吊运到沉箱预定位置前，中支腿横移轨道要固定牢固，前天车两侧加装横移轨道悬挑杆用于吊装横移轨道梁。

优选的是，步骤S1中，采用快速运梁车将预制梁板送到龙门吊作业范围内，由龙门吊吊装梁板沿道轨运行至沉箱平台位置，之后将预制梁板装于慢速运梁车上，再由慢速运梁车将预制梁板送至架桥机位置末端。

本发明的有益效果如下：

本发明将水运和公路项目技术互补，提出龙门吊提梁、架桥机架设安装的方法，采用架桥机工艺对码头沉箱纵横向预制梁板进行安装。

对比传统施工方法，本方法中使用的架桥机在前天车增设旋转吊具，主梁间中心距为9500mm，净间距为8050mm，实现平台板横向架设；横移轨道在沉箱横向间增设4400mm长加强节段，架桥机前、后支腿优化为可调解双伸缩筒，在前支腿主梁处和天车上加装悬挑杆，增强恶劣海况条件下架桥机的整体稳定性。该方法安装作业稳定性好，安装效率高，降低天气依赖程度，可以单独完成离岸式码头预制构件的吊装作业任务。同时施工时将架桥机固定在沉箱胸墙之上，安装预制梁板所用吊索缩短，施工期间安装精度满足要求。综上，该方法对社会经济效益以及施工技术效益有明显提高作用。

（1）进度对比

①每年4月、5月、8月和9月为平台梁板安装时间，往年海上船舶受海况未能作业数据统计表明，海上可施工作业天数占总天数的65%，陆上可施工作业天数占总天数的82%。根据施工特点及可作业天数等因素分析，采用该方法架桥机架设方案比方驳运输、起重船吊装方案提高了17%的施工效率。

②常规架桥机施工方法无法安装横向预制板，横向预制板仍然需要采用方驳运输、起重船吊装的施工方式，而本方案能同时满足纵、横向两种工况预制梁板安装需求。同时常规架桥机在过孔时对海况要求较高，四级及以上大风时均不能过孔作业，本发明架设方案通过优化前、后支腿结构（前、后支腿优化为可调解双伸缩筒），在前支腿主梁处和天车上加装悬挑杆，在横移轨道沉箱间增设加强节段等措施，增强恶劣海况条件下架桥机的整体稳定性，利于预制梁板成品保护，提高安装效率，能满足六级及以下大风过孔作业需求。

（2）费用对比

梁板安装成本主要体现在船舶和设备成本上。根据相关资料计算，采用起重船安装平均每榀成本达23000元，采用本发明方法架桥机安装据估计平均每榀成本为7900元，成本降幅达65.6%。同时常规架桥机安装平均成本每方混凝土150元，但常规架桥机无法安装横向预制板，此部分将额外产生方驳运输和起重船吊装费用。综合考虑两种架桥机施工方案费用成本持平。

附图说明

图1是实施例1中模拟的码头沉箱架桥施工项目平面图；

图2是图1的纵断面结构示意图；

图3是图1的横断面结构示意图；

图4是实施例2中预制梁板运输示意图；

图5是实施例2中架桥机架梁施工示意图；

图6（a）是实施例3中架桥机过孔步骤1的示意图；

图6（b）是实施例3中架桥机过孔步骤2的示意图；

图6（c）是实施例3中架桥机过孔步骤3的示意图；

图6（d）是实施例3中架桥机过孔步骤4的示意图；

图7是实施例3中架桥机过孔加装横移轨道悬挑杆的位置图；

图中：1-前支腿，2-中支腿，3-后支腿，4-后辅助腿，5-主梁，6-后天车，7-前天车，8-预制梁，9-慢速运梁车，10-龙门吊，11-横移轨道，12-架桥机，13-快速运梁车，14-纵移轨道，15-横移轨道悬挑杆，16-横移轨道加强节段，17-可调解双伸缩筒，125-25#沉箱，126-26#沉箱，127-27#沉箱，128-28#沉箱，129-29#沉箱，130-30#沉箱，200-2#栈桥。

具体实施方式

下面结合实施例与附图对本发明做进一步说明。

实施例1

本实施例公开一种架桥机安装方法。

如图1-图3，本实施例中，横移轨道包括前支腿横移轨道与中支腿横移轨道。首先铺设前支腿横移轨道，将前支腿横移轨道放在29#沉箱129和30#沉箱130距后部2m位置处，在27#沉箱127和28#沉箱128端头5m处摆放中支腿横移轨道，在沉箱上依序放置后前支腿1和中支腿2，将后支腿3整体放置在中支腿2后部14米位置；按主梁编号依次将两列主梁5通过销轴连接成整体，拼装主梁长46m；之后将后天车6与前天车7的纵移轮箱和担梁组装完成，并用吊车将其吊起放在横移轨道上；最后安装电器设备。操作架桥机前，接通临时电源，确定各驱动电机转向应正确一致，制动器有效，各安全装置安全可靠。

本实施例安装使用的架桥机为沉箱码头预制梁板特制架桥机，主梁间中心距为9500mm，净间距为8050mm，以保证平台间连接梁横向架设；同时前天车增设旋转吊具，方便横向平台板吊装，确保安装精度符合设计及规范要求。

根据图7，架桥机前、后支腿伸缩筒优化为可调解双伸缩筒，在前支腿主梁处和天车上加装横移轨道悬挑杆，同时在横移轨道沉箱间增设横移轨道加强节段16等措施，增强恶劣海况条件下架桥机的整体稳定性，利于预制梁板成品保护，提高安装效率。

可调解双伸缩筒17设有高度调节孔，配合高度调节孔设置有轴销，通过可调节前、后支腿高度以适应运架各种梁型尺寸工况要求。

横移轨道悬挑杆15是与天车连接的吊装臂，吊装臂下侧设置手拉葫芦，通过手拉葫芦整体进行吊装以适应各种横移轨道梁尺寸。

实施例2

本实施例公开一种重力式沉箱码头预制梁板架桥机安装方法。本实施例使用1台龙门吊，1台架桥机，两组用于远距离运梁的快速运梁车和一组慢速运梁车。

结合图1-图3，安装方法具体包括如下步骤：

S1.龙门吊提梁施工：

⑴轨道铺设

龙门吊为1台ME80t+80t-20m-9m型龙门吊。在图4所示位置直接将龙门吊轨道铺设在桥面上，根据龙门架跨度，测量放线龙门架轨道位置。

埋设轨道预埋螺栓，安装调平钢轨，铺设龙门架轨道。铺设时保证轨道接口处高低差不大于2mm。运梁车过轨道处用混凝土修筑斜坡。

⑵龙门吊梁板安装

快速运梁车13将梁板运输至龙门吊10下，龙门吊10提梁通过2#栈桥200横向运输至26#沉箱126及28#沉箱128顶面，测量放线26#沉箱126与28#沉箱128梁板的位置，清理安装面，梁板就位。

⑶龙门吊梁板倒装

快速运梁车13将梁板运输至龙门吊10下，龙门吊10提梁通过2#栈桥200横向运输至25#沉箱125—28#沉箱128顶面后，安放至慢速运梁车9上，采用倒链加固后，由慢速运梁车9将梁板运输至架桥机处，由架桥机12安装梁板。

S2.架桥机安装：安装方法采用实施例1所述架桥机安装方法。本实施例使用1台JQJ160t-35m架桥机。

S3.预制梁架设：

（1）喂梁

根据图1与图5，架设27#沉箱127、29#沉箱129至28#沉箱128、30#沉箱130的梁时，由于架桥机尾部在龙门吊轨道内，龙门吊提梁无法直接放置在桥机主梁内侧运梁车上，需要放置桥机外侧运梁车上，需架设梁梁高最大为2.3m，慢速运梁车9高度为1.4m，运梁时总高度为3.7米，喂梁前同时启动前支腿1和后支腿3将桥机顶高，让慢速运梁车9从主梁下部通过，行至预定位置进行喂梁，对于较低的预制梁，运梁车可直接从桥机主梁下部通过，无需顶高桥机。

前天车7起吊预制梁前端，起升到一定位置（以梁体底面及护角能够通过中横梁为准）时，停止起升，开动慢速运梁车9前行，待预制梁8的后端进入后天车6吊点位置时，用后天车6起吊预制梁8的后端，起吊高度以通过中横梁为准。预制梁8的全部重量由两台慢速运梁车9承担，同时开动两台慢速运梁车9，使梁体纵行移动。

（2）落梁

两台天车前移至架设孔位后，下落梁体至距支承垫石顶面最高点5～10cm，待梁体稳定没有晃动后驱动整机横移，梁片到达支座上方后，严格按照设计图纸调整梁片和支座的平面位置，经检查合格后方可落梁；梁体就位后对梁体安装位置、支座位置、支撑情况等方面再次进行检查，合格后方可拆除吊梁钢丝绳。

安装横向预制板时，首先将前天车吊具安装吊钩，吊钩通过吊带连接横向预制板上的吊环整体提起横向预制板，启动前支腿和中支腿装置的横移电机，之后整机带动横向预制板同步横移至待架板跨上方后停止横移，前天车吊横向预制板前行至待架板位置上方后停止前行后下落，横向预制板放稳后连接牢固，然后架设下一片横向预制板。

S4.架桥机过孔：

一跨预制梁架设完成后，进行架桥机过孔，架设下一孔梁体。

过孔步骤如下：

第一步：如图6（a），前支腿和后支腿同时将主梁顶起，让中托（属于中支腿的一部分）与主梁分离，前天车把中支腿及横移轨道梁吊运到沉箱预定位置，后天车退到架桥机后部，由于双幅桥桥面较宽，横移轨道要固定牢固，前天车两侧加装横移轨道悬挑杆15。

第二步：如图6（b），收起前支腿，前支腿横移轨道脱离桥面约20cm即可，由于双幅桥桥面较宽，前支腿横移轨道要固定牢固，前支腿处主梁两侧加装横移轨道悬挑杆15进行悬挑。准备工作完成后利用中支腿和后支腿的动力，推动架桥机主梁纵移5m，让后辅助腿在沉箱上部。

第三步：如图6（c），顶起后辅助腿，用后天车将后支腿前移约20m，然后前支腿和后支腿同时将主梁顶起，让中托与主梁分离，前天车将中支腿及横移轨道梁前移5m，此时两天车位于前支腿和后支腿之间。

第四步：如图6（d），收起前支腿，前支腿横轨道脱离桥面约20cm。然后同时启动中支腿与后支腿上的轮桥机，整体前移过孔，行走间需要调整天车位置，桥机拼装主梁46m长，过孔完成时前支腿与中支腿间距离18.5m。可自平衡完成过孔。

S5.重复所述步骤S3-S4的操作直至架设完成。

以上仅为本发明较佳的实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，均应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种重力式沉箱码头预制梁板架桥机安装方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1.龙门吊提梁施工：将预制梁板提升至沉箱顶面，由运梁车将预制梁板运至架桥机位置；

S2.架桥机安装；在码头沉箱平台上拼装好架桥机并安装好横移轨道；所述步骤S2中，安装架桥机时，首先铺设所述架桥机的前支腿横移轨道与中支腿横移轨道，依序放置前支腿、中支腿与后支腿，之后将两列通过销轴连接的主梁安装在所述前支腿、所述中支腿与所述后支腿上，所述主梁末端连接有后辅助腿，最后组装天车的纵移轮箱与担梁；所述前支腿的伸缩筒与所述后支腿的伸缩筒均为可调解双伸缩筒，所述可调解双伸缩筒设有高度调节孔，配合所述高度调节孔设置有轴销；另外在横移轨道沉箱间增设横移轨道加强节段；

S3.预制梁架设：预制梁板喂梁后，由天车将预制梁提起，吊梁前行至待架梁跨上方后落梁；

所述步骤S3中安装横向预制板时，首先将前天车吊具安装吊钩，所述吊钩通过吊带连接横向预制板上的吊环整体提起横向预制板，启动前支腿和中支腿装置的横移电机，之后整机带动横向预制板同步横移至待架板跨上方后停止横移，前天车吊横向预制板前行至待架板位置上方后停止前行后下落，横向预制板放稳后连接牢固，然后架设下一片横向预制板；

S4.架桥机过孔：在一跨预制梁架设完成后，架桥机前移进行过孔，架设下一孔梁体；

所述步骤S4中架桥机过孔具体步骤包括：

首先用所述前支腿和所述后支腿同时将所述主梁顶起，让所述中支腿与所述主梁分离，前天车把所述中支腿及中支腿横移轨道梁吊运到沉箱预定位置，后天车退到所述架桥机后部；由于双幅桥桥面较宽，所述中支腿横移轨道要固定牢固，在所述前天车两侧加装横移轨道悬挑杆；所述横移轨道悬挑杆是与天车连接的吊装臂；

其次收起所述前支腿，所述前支腿横移轨道脱离沉箱平台20cm，由于双幅桥桥面较宽，所述前支腿横移轨道要固定牢固，所述前支腿处主梁两侧加装所述横移轨道悬挑杆进行悬挑；利用所述中支腿和所述后支腿的动力，推动架桥机所述主梁纵移，让所述后辅助腿在沉箱上部；

之后顶起所述后辅助腿，用后天车将所述后支腿前移，然后所述前支腿和所述后支腿同时将所述主梁顶起，让所述中支腿与所述主梁分离，前天车将所述中支腿及中支腿横移轨道梁前移，此时两天车位于所述前支腿和所述后支腿之间；

最后收起所述前支腿，所述前支腿横移轨道脱离沉箱平台20cm，然后同时启动所述中支腿上的轮桥机与所述后支腿上的轮桥机，整体前移过孔；

S5.重复所述步骤S3-S4的操作直至架设完成。

2.根据权利要求1所述的重力式沉箱码头预制梁板架桥机安装方法，其特征在于，所述步骤S3中安装纵向预制梁时，用前天车将纵向预制梁前端提起，由运梁车与前天车同步将纵向预制梁前移，纵向预制梁后端到达天车提梁位时，用后天车将预制梁后端提起，两天车同步吊梁前行至待架梁跨上方后停止前行，两天车卷扬机同时同步下落，待纵向预制梁距沉箱胸墙顶面15cm时停止落梁，启动前支腿和中支腿装置的横移电机，把纵向预制梁放到设计位置上，放稳后连接牢固，然后架设下一片纵向预制梁。

3.根据权利要求1所述的重力式沉箱码头预制梁板架桥机安装方法，其特征在于，预制梁板喂梁时，同时启动所述前支腿和所述后支腿将架桥机顶高，让运梁车从所述主梁下部通过后进行喂梁。

4.根据权利要求1-3任一项所述的重力式沉箱码头预制梁板架桥机安装方法，其特征在于，所述步骤S1中，采用快速运梁车将所述预制梁板送到龙门吊作业范围内，由所述龙门吊吊装梁板沿道轨运行至沉箱平台位置，之后将所述预制梁板装于慢速运梁车上，再由所述慢速运梁车将所述预制梁板送至所述架桥机位置末端。