一种异形钢索塔海上整体吊装方法与流程

本发明涉及钢索塔吊装方法，尤其是涉及一种异形钢索塔海上整体吊装方法。

背景技术：

随着交通事业的不断发展，海上桥梁由于节地缩时的显著特点而被广泛应用，由于现场施工受气候、海况等因素制约，每年施工时间受到严重限制。为缩短桥梁的建设工期，保证施工安全和施工质量，提高施工效率，对桥塔实现工厂预制化、现场装配化的建设理念已成为一种趋势。

港珠澳大桥江海直达船道桥为中央平行单索面三塔钢箱斜拉桥，其钢索塔的外观为“海豚”形，高达105米，吊装总重量约3100吨，若采用现场浇筑的传统桥塔施工方法，存在资源消耗大、作业效率低、成本投入大、安全风险高等一系列缺陷。而近年来兴起的采用分节分段吊装的施工方法，虽然克服了上述缺陷，但节段的就位、对接均要在高空进行，对外形不规则、重量较大的钢索塔采用此方法吊装，工期不可控，也可能出现超载的情况，对施工安全造成潜在的风险。因此，如何解决上述的问题，为亟待解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的旨在提供一种异形钢索塔海上整体吊装方法，该方法能够实现海上作业工厂化、高空作业地面化，不仅缩短施工工期、节约施工成本，更能保证工程质量，减少安全风险。

为实现上述的目的，本发明采用的技术方案是：

一种异形钢索塔海上整体吊装方法，包括以下步骤：

a、预制：陆地工厂整体预制异形钢索塔，在异形钢索塔的上部固定安装两侧端梁可360º旋转的上吊具、其下部固定安装有下吊具，再通过运输驳船运输到施工水域；

此处，还有根据异性钢索塔的重量、高度等参数，计算吊点位置来安装上吊具和下吊具。上吊具包括安装固定在异形钢索塔上的主梁、与主吊钩连接的端梁，端梁设置在主梁的两端，主梁和端梁通过连接轴相连接，而在上吊具端梁的前后两端通过无接头绳圈与双臂架起重船的主吊钩连接，上吊具的端梁以连接轴为轴心相对主梁进行360度旋转，上吊具能够实现翻转、起吊同时进行，提高工作效率；而桁架式吊具的一端通过连接销轴与下吊具转动连接、另一端与单臂架起重船的吊钩连接，当端梁翻转时，下吊具也转动配合以实现异形钢索塔的空中竖转。

b、就位：驳船位于双臂架起重船与单臂架起重船的中间，三艘船呈一字抛锚定位；双臂架起重船下放四个主吊钩两两连接于上吊具的两侧端梁，单臂架起重船通过桁架式吊具与下吊具连接；双臂架起重船通过上吊具吊起异形钢索塔的上部，而单臂架起重船通过下吊具吊起异形钢索塔的下部，两艘起重船协同作业以调整异形钢索塔的平衡。

c、起吊：双臂架起重船和单臂架起重船同步起升吊钩使异形钢索塔离开驳船至安全高度，驳船绞锚撤离施工水域，为下一步工序做准备。

d、竖转：a、双臂架起重船单独起升吊钩，使异形钢索塔的塔尖上升至双臂架起重船的双臂架之间；b、双臂架起重船调双臂架幅度增加双臂架与水平面之间的角度，单臂架起重船调整臂架幅度减少单臂架与水平面之间的角度，使两艘船处于最佳作业角度；c、双臂架起重船起升吊钩，单臂架起重船配合双臂架起重船做绞锚前移工作，上述动作多次重复循环，直到双臂架起重船的吊钩提升到指定高度d、单臂架起重船下放吊钩并绞锚前移，直至异形钢索塔完成竖砖；

e、完成：单臂架起重船解钩，双臂架起重船绞锚移动至钢索塔塔基处，使异形钢索塔底部对准塔基，双臂架起重船的吊钩下放使异形钢索塔安装在钢索塔塔基上，双臂架起重船解钩，完成异形钢索塔的整体吊装。

当然，作为备选方案，也可以在单臂架起重船解钩后，双臂架起重船与异形钢索塔之间安装牵引索，双臂架起重船通过牵引索对异形钢索塔进行牵引调直使异形钢索塔底部对准塔基。

作为进一步改进，异形钢索塔底部和塔基分别安装有相配合的临时匹配连接件，双臂架起重船的主吊钩下放相应距离，使异形钢索塔底部的临时匹配件与塔基的匹配连接件相连接；在临时匹配件上设有缓冲橡胶垫片；异形钢索塔通过插销与塔基连接，在插销底部通过卡板锁紧完成异形钢索塔底部与塔基之间的固定；异形钢索塔通过千斤顶将插销顶进临时匹配件连接销轴。

本发明的有益效果：异形钢索塔海上整体吊装方法，通过双臂架起重船、单臂架起重船分别与相应安装于异形超重钢索塔的上吊具、下吊具配合完成海上异形钢索塔整体吊装的作业，相对于现有方法，大大提高了施工效率，缩短了施工工期，而且节约施工成本，更能保证工程质量，减少安全风险。本发明的方法尤其适用于外形不规则、重量较大的钢索塔上。

附图说明

下面将结合附图中的具体实施例对本发明专利作进一步地详细说明，但不构成对本发明专利的任何限制。

图1为本发明吊装方法的流程图；

图2为采用本发明的方法在驳船就位阶段的施工示意图；

图3为采用本发明的方法在竖转阶段的施工示意图；

图4为采用本发明的方法在安装阶段的施工示意图；

图5为本发明上吊具的剖面结构图；

图6为本发明下吊具的剖面结构图。

图中：1为双臂架起重船，2为单臂架起重船，21为桁架式吊具，3为驳船，4为异形钢索塔，5为上吊具，51为主梁，52为端梁，53为连接轴，6为下吊具，61为销轴，7为钢索塔塔基。

具体实施方式

本发明在具体实施时，双臂架起重船1采用长大海升；额定起重能力为3200t，允许吊装工作角度范围为40°～67°；而单臂架起重船2采用正力，额定起重能力为2200t，允许吊装工作角度范围为45°～63°。

如图1和图2所示，陆地工厂整体预制异形钢索塔4，在异形钢索塔4的上部固定安装两侧端梁52可360º旋转的上吊具5、其下部固定安装有下吊具6，异形钢索塔4平卧在运输驳船3上，通过驳船3运输至长大海升1与正力2之间，三艘船呈一字排布；

长大海升1的4个主钩通过无接头绳圈与上吊具5的两侧可转动端梁52连接，正力2的吊钩通过无接头绳圈与桁架式吊具21连接，而桁架式吊具21通过销轴与下吊具6转动连接，完成吊点连接。

如图1和图3所示，长大海升1和正力2初始工作角度采用测量手段控制两条起重船的角度分别为62°和60°，长大海升1和正力2整体同步起吊异形钢索塔4使异形钢索塔4最底部离驳船3的甲板10m高度，起升完成后，驳船3绞锚撤离；

当驳船3绞锚撤离后，通过锚绳来控制船体摆动，采用测量手段控制两条起重船的轴线同步一致，长大海升1单独起升吊钩34.69m，期间异形钢索塔4的塔尖开始进入长大海升1双臂架之间，此时臂架之间间距5.4m，塔尖宽度为3m，剩余空间净距为2.4m；

由于此阶段异形钢索塔4与长大海升1的臂架间距小，为减少浮吊绞锚前移的不规则运动对异形钢索塔4竖转的影响，长大海升1的臂架变幅3°（62°变为65°），正力2的臂架变幅5°（60°变为55°）；65°是长大海升1针对异形钢索塔4的最佳起重角度，而正力2的55°变幅，是为了配合长大海升1的运动；若仅采用绞锚移船配合的方式则会导致船体晃动，无法保持异形钢索塔4与双臂架起重船1之间的安全间距，通过增加臂架变幅，才能实现本发明的目的。

为使竖砖完成后，异形钢索塔4的底部距离海平面适当距离，长大海升1分两次起升异形钢索塔4的总高度8.85m，正力2配合长大海升1做绞锚前移相应距离（第一次：长大海升起升4.87m，正力前移2m；第二次：长大海升起升3.98m，正力前移2m）。

长大海升1停止起升异形钢索塔4，正力2下放吊钩30.43m，再前移37m，为减少过程中的水平力，正力2下放吊钩并前移分多次完成，然后正力2的钢丝绳松0.7m后完成异形钢索塔4的空中转体，此时异形钢索塔4的底部距离水面高度235cm，过程中长大海升1的吊重由2010t逐渐增大为2985t，水平力最大为28.4t。

如图1和图4所示，异形钢索塔4完成空中转体后，解除正力2的吊钩，拆除与下吊具6连接的销轴，长大海升1绞锚移动将异形钢索塔4移动至钢索塔塔基7的上方（钢索塔塔基7已预先安装），长大海升1下放异形钢索塔4和精确就位，在异形钢索塔4的底部和钢索塔塔基7之间采用20套临时匹配件连接，每个匹配件在异形钢索塔4的底部安装一台100t千斤顶，在异形钢索塔4的底部和钢索塔塔基7对位后，利用千斤顶顶进插销，并在插销下端安装半圆形卡板进行锁紧，匹配件安装后长大海升1解钩，完成异形钢索塔4的整体吊装。

如图5所示，本发明的上吊具5包括安装固定在异形钢索塔上的主梁51、与主吊钩连接的端梁52，端梁52设置在主梁51的两端，主梁51和端梁52通过连接轴53相连接，端梁52以连接轴53为轴心相对主梁51进行360度旋转以实现异形钢索塔的翻转。

如图6所示，本发明的下吊具6通过销轴61与桁架式吊具21转动连接，而桁架式吊具21另一端与单臂架起重船2的吊钩连接。

采用本发明的吊装方法，从异形钢索塔4起吊至完成异形钢索塔4的整体吊装，总共耗时7小时，大幅度缩短施工期、节约施工成本，更保证了工程质量，减少安全风险。

综上所述，本发明已如说明书及图示内容，完成港珠澳大桥江海直达船道桥上首个钢索塔的吊装且经多次使用测试，从使用测试的效果看，可证明本发明能达到其所预期之目的，实用性价值乃无庸置疑。以上所举实施例仅用来方便举例说明本发明，并非对本发明作任何形式上的限制。任何所属技术领域中具有通常知识者，若在不脱离本发明所提技术特征的范围内，利用本发明所揭示技术内容所作出局部更动或修饰的等效实施例，并且未脱离本发明的技术特征内容，均仍属于本发明技术特征的范围内。