胡 凱 周 珂 劉金鑫

(1.中國葛洲壩集團(tuán)路橋工程有限公司，湖北 宜昌 443002； 2.防災(zāi)減災(zāi)湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(三峽大學(xué))，湖北 宜昌 443002； 3.三峽大學(xué)土木與建筑學(xué)院，湖北 宜昌 443002)

1 概述

深水橋梁基礎(chǔ)施工[1]時，不管是采用浮式平臺還是固定平臺，都需要配備大型起吊設(shè)備。但由于部分水域?yàn)樾⌒退畮旎蚝?，大型的起吊設(shè)備無法進(jìn)入施工現(xiàn)場，同時受工期和造價制約，必須針對鉆孔平臺類型選擇合適的起吊設(shè)備進(jìn)行施工。固定平臺上可采用大型龍門吊起吊，但在浮式平臺上采用大型龍門吊就需要較大的平臺尺寸[2]，否則在偏載起吊作業(yè)時存在傾覆風(fēng)險。大型龍門吊屬于特種設(shè)備，安裝質(zhì)量高、手續(xù)繁瑣，而汽車吊、履帶吊更不適合在浮式平臺上進(jìn)行吊裝作業(yè)。浮式平臺上進(jìn)行起吊作業(yè)也會受天氣、水位變化、通航情況、鋼護(hù)筒尺寸[3]大小等因素的影響，基于這些因素的綜合考慮，本工程擬采用標(biāo)準(zhǔn)件八三軍用梁和滑車組組裝成水上浮動作業(yè)平臺下放鋼護(hù)筒的簡易起吊裝置，完成超長樁基鋼護(hù)筒的起吊與下放。

2 工程背景

2.1 工程概況

龍湖大橋位于龍巖市棉花灘水庫蓄水形成的大型人工湖泊龍湖景區(qū)，橋梁全長454 m，橋面寬23 m。龍湖大橋樁基礎(chǔ)施工水深超70 m，單根護(hù)筒重量達(dá)80 t。庫區(qū)與外界不通航，庫區(qū)內(nèi)也無大型船舶，導(dǎo)致大型浮式起吊設(shè)備無法進(jìn)場。且?guī)靺^(qū)河床傾斜角度達(dá)45°，河谷內(nèi)覆蓋層薄甚至裸露。因此，必須考慮工程地理環(huán)境、地形地貌和地質(zhì)條件來確定合理的鉆孔平臺方案，并需在平臺上搭設(shè)起吊設(shè)備，滿足鋼護(hù)筒起吊和下放需要。

2.2 浮式平臺及起吊裝置選擇

本工程使用的浮式平臺由9 m×2.7 m×1.65 m的浮箱拼裝通過連接梁連接形成，并在浮體上安裝龍門架、墊梁、轉(zhuǎn)向馬口等。根據(jù)該浮式平臺的特點(diǎn)以及主墩鉆孔平臺定位樁[4]的參數(shù)(長度超70 m，重達(dá)40 t)，采用了標(biāo)準(zhǔn)件八三軍用梁和滑車組組裝成了水上浮動作業(yè)平臺下放鋼護(hù)筒的簡易起吊裝置。

3 起吊裝置設(shè)計與安裝

3.1 起吊裝置組成

該裝置主要包括：八三軍用梁起吊門架，H型鋼承重梁，滑車組和鋼絲繩等等。該裝置拼裝方便、快速，成本低，起吊能力能滿足施工要求。圖1，圖2分別為起吊裝置的立面圖與側(cè)面圖。

在圖1中，掛梁為雙拼H型鋼，立柱及連接系、墊梁均為八三軍用梁標(biāo)準(zhǔn)桿件，底座為20工字鋼，其連接螺栓采用M22的高強(qiáng)螺栓，其所有鋼材均為16Mn材質(zhì)。

3.2 起吊裝置安裝

該裝置安裝步驟為：

1)先在水面上按照設(shè)計尺寸將單個浮箱拼裝成浮式平臺；

2)在浮式平臺上根據(jù)設(shè)計圖紙安裝底座，底座與浮箱之間采用栓接；

3)在陸地上提前拼裝立柱、連接系、墊梁；

4)將陸地拼裝完成后的八三軍用墩門架通過平板車運(yùn)至碼頭，再由浮吊配合將其與浮平臺底座進(jìn)行連接安裝；

5)安裝設(shè)計位置的卷揚(yáng)機(jī)、轉(zhuǎn)向輪、滑車組、承重梁、φ40鋼絲繩等輔助設(shè)施。

4 鋼護(hù)筒吊放

4.1 吊放工藝

通過采用拼裝八三軍用梁作為起吊門架，H型鋼作為承重梁，鋼絲繩一端通過吊具與起吊物連接，一端通過承重梁下安裝的滑輪組、轉(zhuǎn)向滑輪與安裝在浮體上的動力機(jī)構(gòu)卷揚(yáng)機(jī)相連接，實(shí)現(xiàn)水上鋼護(hù)筒的起吊與下放。鋼護(hù)筒下放示意圖如圖3所示。

4.2 技術(shù)難題

護(hù)筒埋設(shè)質(zhì)量是直接影響深水樁基施工質(zhì)量的關(guān)鍵，在深水鉆孔灌注樁鋼護(hù)筒埋設(shè)施工時，遇到河床為淺覆蓋層或無覆蓋層(部分覆蓋層0.5 m～0.7 m)，采用導(dǎo)向架控制鋼管樁垂直度的方案，隨著水深的增加其精度會越來越差。例如水深超過10 m以后，會對預(yù)制承臺和高樁吊箱底模安裝形成較大的干擾，為此現(xiàn)階段一般高樁吊箱都在樁周預(yù)留了較大的開口，待到位以后采用膜袋混凝土進(jìn)行堵塞。

1)解決方案。

本項(xiàng)目鋼護(hù)筒著床時長度為72 m，傳統(tǒng)導(dǎo)向架無法對鋼護(hù)筒的垂直度進(jìn)行一個很好的控制，經(jīng)過項(xiàng)目人員研究，發(fā)明了一種針對此情況下鋼護(hù)筒垂直度檢測和調(diào)整的設(shè)備及工藝，解決了超長鋼護(hù)筒在傾斜裸巖面上的著床和垂直度檢測的問題。

2)方案原理。

鋼護(hù)筒的垂直度檢測裝置是通過定位架、測繩和浮球在浮力和重力的共同作用下(定位架大小根據(jù)鋼護(hù)筒內(nèi)徑進(jìn)行制作，保證測繩底部始終位于鋼管樁中心，其減去浮力后的重量，不小于浮球的浮力)，通過觀測浮球位置或測繩與鋼護(hù)筒的角度來確定鋼護(hù)筒的垂直度。因測繩足夠長，能夠直觀地反映鋼管樁的整體豎直度，在不好直接觀察浮球位置時，在浮球內(nèi)安裝角度傳感器，通過無線發(fā)射裝置發(fā)送角度信息至接收終端。

在鋼管樁靠近底部的外壁沿圓周安裝多個栓纜環(huán)；在鋼管樁內(nèi)放入鋼管樁垂直度檢測裝置；根據(jù)鋼管樁垂直度檢測裝置返回的垂直度信息，用鋼管樁纜繩調(diào)整鋼管樁的垂直度；在鋼管樁纜繩的約束下打設(shè)鋼管樁，直至達(dá)到設(shè)計深度。

4.3 技術(shù)優(yōu)點(diǎn)

該起吊裝置安裝方便，并且可以節(jié)省大量資金。采用租賃大型組裝式的浮吊，一個月租金約35萬元/臺，使用時間6個月(6個月起租)，一臺租金約210萬元，一臺進(jìn)出場費(fèi)10萬元，單臺總費(fèi)用約為220萬元；采用本工法搭設(shè)提升架安裝龍門吊的安裝工藝所需花費(fèi)：軍用梁租賃費(fèi)約10萬元，其他輔助材料費(fèi)約11萬元，人工費(fèi)用32萬元，共計約53萬元。全橋共需2臺起吊設(shè)備，累積可節(jié)省金額約為334萬元。

5 施工工藝

該起吊設(shè)備設(shè)計與安裝技術(shù)的施工工藝主要有以下幾點(diǎn)：

1)在已有鉆孔平臺上測量定位鋼護(hù)筒的平面位置，并安裝導(dǎo)向架；

2)利用導(dǎo)向架安裝鋼護(hù)筒，并在靠近底部的外壁沿圓周安裝多個栓纜環(huán)，鋼護(hù)筒纜繩與栓纜環(huán)連接，拼裝接長鋼護(hù)筒，直至鋼護(hù)筒的底部接觸地面；

3)在鋼護(hù)筒內(nèi)放入鋼護(hù)筒垂直度檢測裝置；

4)通過浮體上或岸邊的卷揚(yáng)機(jī)拉緊纜繩；

5)通過垂直度檢測裝置返回的垂直度信息，利用卷揚(yáng)機(jī)調(diào)整鋼護(hù)筒的垂直度；

6)在纜繩的約束下打設(shè)鋼護(hù)筒，直至達(dá)到設(shè)計深度。

6 結(jié)語

采用標(biāo)準(zhǔn)件八三軍用梁和滑車組，組裝成的水上浮動作業(yè)平臺下放鋼護(hù)筒的簡易起吊裝置，安裝方便、經(jīng)濟(jì)實(shí)用，在交通困難地段成功應(yīng)用，為大型設(shè)備無法進(jìn)場的深水橋梁超長樁基鋼護(hù)筒起吊施工提供了重要的參考。同時，本文采用的全新鋼護(hù)筒垂直度檢測及調(diào)整的設(shè)備及工藝，有效解決了超長鋼護(hù)筒在傾斜裸巖面上的著床和垂直度檢測的問題。