超大型钢吊箱水上整体拼装下放施工工法适用范围

《超大型钢吊箱水上整体拼装下放施工工法》适用于长江中下游、海上施工水域大型深水桥梁，吊箱规模较为庞大常规大型浮吊无法满足施工要求或因施工不便而不能整体吊装的深水基础施工；对于风浪潮频繁的长江口和近海区域，更具优势。同时，对于其他行业大型水工结构长距离下放入水落床也十分适用。

超大型钢吊箱水上整体拼装下放施工工法工艺原理

《超大型钢吊箱水上整体拼装下放施工工法》的工艺原理叙述如下：

1.利用水中桩基为依托和支撑，大型千斤顶采用计算机进行群顶同步控制，整体拼装下放钢吊箱入水，作为深水承台施工的围水结构，实现水下基础向水上塔身的施工转换。

2.钢吊箱与永久结构防撞体系相结合，在吊箱底板上增设桁架，使封底混凝土、吊箱壁板、底板等结构结合为整体；同时增强底板刚度以及壁板悬吊底板的能力，为在壁板上布置吊点靠壁板悬吊底板创造了条件。

3.在施工现场，下放钻孔平台顶板至水面上一定高度，并固定于护筒牛腿上转换成为吊箱底板；以此为拼装平台，整节拼装钢吊箱壁板等其他构件。

4.吊箱下放利用已完成的桩基及吊箱外围的靠船桩为支撑，在壁板上布置12个吊点，利用40台千斤顶整体下放。

5.通过传感器及计算机集中控制柜对全部的千斤顶位移及荷载进行同步控制，保证荷载均匀分配，避免因个别吊点下放不同步造成荷载不均匀而产生事故的现象。

6.施工过程中，通过在吊箱结构及支撑桩上布置的应力应变测点，对结构下放过程中的应力、支撑桩不均匀沉降进行实时监控，实现信息化管理，确保了施工安全。

7.利用吊箱壁双壁箱式结构的特点，合理抽水、加水以克服潮差的影响，调整吊箱在水中的姿态及标高，便于竖向定位。利用内侧钢护筒和外侧钢管桩受力，通过下放吊点位置设置反压杆竖向锁定，通过水平千斤顶可调水平定位系统定位。

8.利用已完成的桩基作为支撑，通过焊接与吊箱底板与桩基护筒之间的拉压杆，将封底混凝土及吊箱荷载传递至桩基。

超大型钢吊箱水上整体拼装下放施工工法施工工艺

• 工艺流程

《超大型钢吊箱水上整体拼装下放施工工法》的工艺流程如图1所示。

• 操作要点

《超大型钢吊箱水上整体拼装下放施工工法》的操作要点如下：

一、钢吊箱构件的加工运输

1.构件的加工主要包括壁板、内支撑及底板桁架，均在有资质的钢结构加工厂分块加工。

2.壁板的加工组装要求在胎架上完成，要保证胎架有足够的刚度和平整度，确保壁体加工质量。

壁板加工质量要求：单块长度方向尺寸偏差±15毫米；壁体厚度偏差±2毫米；外形对角线偏差±20毫米；高度方向尺寸偏差0/ 30毫米。

3.壁板的分块充分考虑吊装设备的起吊能力，接头应避开钢箱（龙骨）50厘米左右；为保证拼装精度，每块壁板加工时均留有50毫米的余量，现场定位后切割，从而避免误差累计。

4.内支撑为空间桁架结构，其分块应充分考虑运输便利与吊装能力；拆分成片状平面桁架结构，接头避开节点20厘米以上；为方便内支撑与壁板的连接，管端采用弧形钢板（哈佛板）连接，便于调整现场拼装偏差；为便于现场操作，内支撑块件之间的连接采用螺栓预连接后焊缝补强的形式。

5.施焊前必须彻底清理待焊区的铁锈、氧化铁皮、油污、水分等杂质；焊接过程中尽量减少立焊、仰焊；焊后必须清理熔渣及飞溅物等。当焊缝高度超过6毫米时，应分层焊接，每层焊缝4~5毫米，必须严格清除每层焊渣。

6.所有构件的加工应在桩基结束前1个半月启动，以保证现场拼装的连续性。

二、分区下放底板至下平联，并调平合拢

1.利用钻孔平台顶板作为吊箱底板，钻孔完成后，对平台顶板进行测量、检修并加固。

2.底板须由原钻孔平台位置下放到吊箱拼装标高（吊箱拼装标高应尽可能低，同时高出施工期间高水位 0.5米）。

3.安装底板下放至壁板拼装高度处的支撑牛腿，顶面统一调平标高。

4.底板下放作为吊箱整体下放的试验工艺，采用计算机控制同步下放技术，分上、下游两次下放完成。

5.在上游底板上安装底板下放系统，包括因底板刚度不够而增设的吊具梁、千斤顶及支撑垫梁等结构。底板分区下放系统如图2所示。

6.提升底板脱离支撑上平联，锁定下放系统，快速切割完毕后，下放底板至壁板拼装平台高度处的支撑牛腿上。

7.将上、下游底板焊接为整体，并对底板各结构进行补焊，最终完成由桩基支撑平台向钢吊箱底板的转换。

三、分片区安装底板桁架及拉压杆下铰座

1.底板上设置桁架，伸入承台内40厘米，将水下封底混凝土、承台、底板、壁板等结构连为整体，共同形成防撞体系。

2.防撞桁架在加工厂分件加工，并严格编号。

3.在钢吊箱底板上测量、绘制防撞桁架安装后的轮廓线。

4.依据绘制好的轮廓线，分件安装防撞桁架及内支撑支架，拼装顺序为先周边、后中间核心部位

5.接头应避开交义点1米左右，并尽可能设在直线位置以便于定位和调整，交叉点处的结构可在后场加工成整体，在现场整块安装。

6.将各防撞桁架分件连接为整体，并将防撞桁架与底板（主梁）焊接为整体，完成防撞桁架的安装。

7.弦杆作为主受力构件，要按《钢结构结点手册》中相关要求连接。

8.防撞桁架拼装就位后，同时作为壁板拼装过程中的内靠架，便于壁板定位和稳定。

四、水上整节拼装壁板

1.壁板低水位以下的箱体内腔灌注混凝土而作为防撞结构的一部分。

2.壁板在专业加工厂平面分块、竖向整节加工，并严格编号。

3.分块原则：分块大小以吊装设备性能控制，并尽可能减少分块，避免在结构转角、竖向龙骨位置分块。

4.加工顺序：与拼装顺序一致即由上下游侧向承台中部纵轴线位置合拢，分4个工作面对称进行。壁板分块如图3所示。

5.利用运梁船将壁板从水上运输至现场。

6.采用动臂吊机（或浮吊）吊装壁板，并将其安放于壁板支撑平台上。

7.壁板水上整节拼装稳定工艺：拼装高度在10～15米左右，按8级风力验算单块及整体稳定性；起始块段拼装阶段，稳定性最差，采用壁板顶端内外拉缆、防撞桁架及时与壁板焊接形成内靠架等形式抗倾覆。

8.每吊装一块壁板，即将其与已安装的壁板焊接为一个整体，并将壁板与底板、防撞桁架焊接为一个整体。

9.拼装误差采用单块测控消除法，即每块壁板安装前，根据测量放样情况，切割余量后安装于设计位置，避免拼装误差的累积。

10.在承台中部纵轴线处对壁板进行合拢焊接，完成壁板的拼装。为保证合拢精度，合拢块两侧均设置50毫米的余量，在精确测量并切割余量后，进行合拢。

11.壁板安装时的偏差可利用50吨千斤顶纠正，垂直度偏差利用锚固于底板或护筒的缆风，通过5吨链条葫芦调整。

12.拼装质量要求：

外形平面尺寸偏差：0/＋50毫米；内口平面尺寸偏差：0/ 50毫米；外形对角线尺寸偏差：0/ 70毫米；内口对角线尺寸偏差：0/＋70毫米；壁板倾斜度：≤H/1000；壁板面板平整度：≤3毫米（3米尺）；高度偏差：0/ 30毫米。

五、安装内支撑

1.在加工厂分块加工内支撑，并试拼、编号。

2.加工顺序与拼装顺序一致：即由上下游侧向承台中部，跟进壁板拼装施工形成整体结构。内支撑分块如图4所示。

3.利用甲板驳船将内支撑运输至现场。

4.利用动臂吊机（或浮吊）吊装分块内支撑，并将分块内支撑与已安装的壁板及内支撑焊接为一个整体。

5.内支撑接头离开交叉点1米，使单件块段形成" "字形稳定结构，同时现场接头为标准环形截面形式，避免了空间交线。

6.随着壁板的安装跟进安装内支撑，最终在承台哑铃处完成内支撑的安装。

六、拉压杆的安装

1.拉压杆的工作原理；封底混凝土浇筑阶段，作为"拉杆"。上下端分别与吊箱底板及桩基护筒相连，直接承受混凝土自重，并将荷载传递至桩基；抽水后，作为压杆，在封底顶面与护筒相连，与封底混凝土一起承受水浮力，增强抗浮稳定性。

2.在加工厂加工拉压杆杆件、拉压杆上铰座及下饺座等，并严格编号。

3.在底板上焊接拉压杆下较座。

4.采用动臂吊机安装拉压杆，并临时固定于内支撑上。

5.拉压杆在条件许可时宜做成整节形式，便于临时固定；在与护筒焊接前，不需预拉紧固。

七、水平定位系统及导向系统的安装

1.导向系统主要是在吊箱下放过程中起平面位置约束作用，随着吊箱的下放以及水流冲击，呈现为动态约束，因此选择球形橡胶护弦，这样与吊箱、护筒弹性摩擦接触，避免了下放过程中出现卡死或局部破坏的现象。

2.定位系统在吊箱下放到位后、封底施工阶段对吊箱平面位置起约束作用，通过刚性结构将吊箱与桩基固结成整体，定位系统结构强度必须足以克服迎水压力和涨落潮竖向力，确保封底过程中，吊箱结构纹丝不动。

3.水平定位系统和导向系统在后场预加工。

4.在现场根据护筒偏位情况，测量安装水平定位系统和导向系统。

5.导向系统安装时，必须确保在钢吊箱下放过程中，导向系统与护筒之间有5厘米的空隙。

6.水平定位系统预安装与设计位置，与护筒之间的距离以不影响下放为原则；吊箱下放到位并纠偏后，水下利用千斤顶推出定位系统卡紧护筒。

八、钢吊箱整体下放

1.安装整体下放系统，参照支撑桩位置精确安装，其中：悬吊梁安装允许偏差：±20毫米；千斤顶安装允许偏差：±10毫米；吊索（钢绞线）安装垂直度；与铅垂面夹角≤3°。

钢吊箱下放系统如图5所示。

下放设备的总体及单点承载能力均应大于理论荷载2倍以上。

2.布置下放系统同步监测系统。

3.布置结构安全监测系统。

4.在钢吊箱各构件均焊接完成以后，对各吊点进行单点试提。

5.单点试提无异常，即对钢吊箱进行整体试提。

6.钢吊箱整体试提无异常，正式提升钢吊箱。

7.拆除底板下放的支撑牛腿及平联。

8.下放范围内的障碍物探测、河床探测。

9.下放钢吊箱直至入水自浮，选择下放时机，确保低平潮入水，下放速度控制在1.5～2.0米/小时。

10.拆除悬吊系统。

11.对各箱室独立对称加水以下沉钢吊箱；通过加水，使其在低潮位时在设计标高以下。

九、吊箱下放过程中的信息化控制手段

1.布置安全监测元件，包括关键结构应力监测元件、支撑桩差异沉降元件及底板变形监控元件。元件的布置以结构仿真计算数据为依据，对称布置于应力较大的部位。

2.群顶同步性监测元件，包括荷载同步性监测元件（压力传感器）及位移同步性监测设施（长距离传感器以及激光测距仪）。仪器布置要求每个吊点、每台千斤顶均处于位移荷载双控状态。

3.结构应力测试，在拼装及试吊阶段，每工班测试一次，下放阶段每30分钟测试一次；同时，在吊箱完全悬空、接近水面、入水1米这三种关键状态下必须各测试一次；测试过程中，停止下放，监测结果正常并与计算基本吻合（正负偏差不超过20%）时再继续下放。

4.同步性监测由计算机控制柜自动适时采集。一旦不同步性超过5%时，自动报警，所有千斤顶自动锁死，停止下放以确保安全。

5.下放同步性采用位移荷载双控，具体控制要求为±5%。

十、吊箱竖向锁定

1.选取低潮位时将竖向限位梁安放于壁板上，并安放连接钢管

2.在高潮位时，壁板上浮至设计位置，焊接连接钢管及原有悬吊梁。竖向定位装置如图6所示。

3.对钢吊箱进行抽水，使其在低潮位时也在设计标高处。

十一、吊箱平面纠偏定位

1.在上两层水平定位系统处安放千斤顶，调整钢吊箱的水平位置。水平定位装置如图7所示。

2.钢吊箱调整到设计位置后，由潜水员将楔块安放于最下层水平定位系统处。

3.将千斤顶用型钢替换，完成钢吊箱的水平锁定。

4.将拉压杆上铰座与钢护筒焊接。

5.受涨落潮影响（3米潮差），竖向水平定位必须相互协调配合，通常先竖向定位，再快速顶升水平调节千斤顶，完成水平锁定。

6.吊箱完成定位后，应及时加固，采用型钢和钢管将壁板和护筒焊接牢固，确保封底过程中吊箱不产生位移。

7.吊箱定位稳定后，及时焊接拉压杆，按先周边后中心的顺序安装拉杆。首先，在护筒上用油漆标明上铰座的准确位置和标高；其次，在拉杆顶端穿上销子与上铰座固定在一起，拉直拉杆，将铰座耳板与护筒焊接牢固。为避免拉杆挂错护筒，拉杆上铰座应按设计院提供的桩位护筒编号统一作出标记，现场焊接时统一对号入座，并便于检查。

十二、底板封堵与清理、封底混凝土浇筑

1.拉压杆与钢护筒焊接完成后，由潜水工在水下用钢丝刷清洗护筒，并清除底板上残留的杂物。

2.底板封堵：采用弧形板及麻袋干混凝土封堵，每个护筒周边的弧形板等分为4~6块，单件重40千克左右。下放前将各块封堵板分开、后移布置于底板开孔边各处，利用螺栓临时固定；吊装定位后，潜水员水下紧固封堵板贴紧护筒。底板封堵如图8所示。

3.以满足导管布点为原则进行封底施工平台搭设，布置导管。

4.水下混凝土浇筑：封底厚度在3米以内时，采用全高度推进的形式浇筑，推进过程由两侧向中间，基本对称进行。

结合混凝土供应能力，对封底混凝土进行分仓分区，相对独立施工，降低混凝土供应中断造成的风险。分仓分区应尽量对称，混凝土浇筑时先中间仓后两边仓，逐仓对称进行。

5.标高监控：通过改善混凝土的工作性能和加密导管布置，尽可能使封底混凝土顶面平整；为减小抽水后的凿除量，同时保证有足够的封底厚度，封底混凝土顶标高控制在[-20厘米， 10厘米]以内较合理。

十三、拉压杆转换

抽水、转换拉压杆拉压杆转换如图9所示。

1.待封底混凝土达到一定强度后，封闭连通管，抽出吊箱内的水

2.将拉杆与护筒连接位置由水面以上，转换至封底混凝土顶面，最终形成压杆。

3.找平封底混凝土。

至此，吊箱施工完成，干施工环境形成转入水上承台施工环节。

• 劳动力组织

《超大型钢吊箱水上整体拼装下放施工工法》劳动力组织如表1所示。

《超大型钢吊箱水上整体拼装下放施工工法》主要配套设备如表2所示。

《超大型钢吊箱水上整体拼装下放施工工法》的工法特点是：

1.钻孔平台顶板兼作吊箱底板，方案设计阶段统筹考虑。

2.吊箱在有资质的钢结构加工厂分块整节加工，生产条件较好，加工质量较传统的水上分节拼装更容易控制。

3.吊箱在固定的平台（以底板为主）上14.4米高整节拼装，比传统的水上分节拼装更安全、拼装平面准确度和垂直度更容易得到保证。

4.吊箱拼装以竖向接缝为主，基本无水平接缝；与传统的水上分节拼装工艺相比接缝少、工作量小。

5.吊箱下放吊点布置于壁板上，靠壁板悬吊底板，和传统的在底板上布置吊点并靠底板悬吊壁板的工艺相比，对底板的刚度要求更高。

6.吊箱整体下放工艺与传统的在底板上满布吊点的工艺相比，吊点布置少且更为集中。

7.吊箱整体下放工艺采用计算机对全部12个吊点共40台千斤顶进行荷载位移同步控制，与传统的人工控制大量千斤顶下放工艺相比，同步性精度高出很多，施工更安全，风险更小。

8.吊箱整体下放工艺整个施工过程只有一次下放，较传统分多节（次）下放工艺相比，下放辅助工作量更小，更节省工期。

9.吊箱下放过程中，对结构进行安全检测，适时测试关键部位应力，适应了信息化施工的发展趋势。

截至2005年，中国国内桥梁建设的一个明显趋势是跨径越来越大，这样就为大直径超长桩基础和大型承台的应用开辟了更为广阔的空间。如润扬大桥北汊斜拉桥、白沙洲长江大桥、鄂黄长江公路大桥以及苏通长江公路大桥主墩均采用桩基承台形式。

钢吊箱作为承台施工的围水结构，是整个桥梁深水基础施工中至关重要的环节。对于超大规模的钢吊箱，如苏通大桥南塔墩钢吊箱，平面尺寸为117.35米×51.7米×14.4米（相当于一个半足球场大），重达5880吨，具有相当大的施工难度和技术难度。对于常规尺度的钢吊箱，2005年前在中国国内通常采取分节分块散拼及下放工艺。其中下放工艺2005年前普遍的做法是通过在底板上满布吊点，采用大量小型千斤顶通过人工控制下放。但该工艺对于超大规模的钢吊箱来说，其同步控制显然是不能满足要求的，而且工期及质量都无法得到保证。

经过科技攻关，苏通大桥南塔墩钢吊箱首次在中国国内实现了在水上施工现场整节由上下游向承台中部对称拼装，实现合拢；在壁板上布置12个吊点，采用计算机控制钢吊箱整体同步下放；完成定位后，分5区3次完成吊箱封底的施工工艺。工程实践证明《超大型钢吊箱水上整体拼装下放施工工法》具有进度快、质量易保证、施工精度高、安全可靠等特点，具有社会效益和经济效益。

《超大型钢吊箱水上整体拼装下放施工工法》的质量控制要求如下：

1.遵照中华人民共和国行业标准2005年前已实行的《公路工程质量检验评定标准》JTG F-80/1-2004（土建工程）的要求执行。

2.按该工程的招标文件及业主确定的技术质量标准要求执行。

3.钢吊箱壁板及内支撑委托加工能力强、技术水平高的专业钢结构加工厂制造。钢吊箱加工过程中采用有效措施防止焊接变形。

4.钢吊箱焊接严格按图纸要求，整个吊箱需做水密检查。

5.焊缝需进行外观检验、内部质量检验以及煤油渗透试验。

所有焊缝均应在冷却后按下表质量标准进行外观检查，并填写检查记录。所有焊缝不得有裂纹、未熔合、焊瘤、夹渣、未填满及漏焊等缺陷，外观检查不合格的焊接件，在未返修合格前不得进入下一道工序。焊缝外观检查质量如表3所示。

外观合格后，对钢吊箱所有关键受力焊缝及试板对接焊缝应沿焊缝全长进行超声波探伤，质量等级为I级；检验不合格件，在未返修合格前不得进入下一道工序。

6.下放系统，包括千斤顶、锚环、悬吊梁的安装需精确放样安装，控制安装偏差。

7.钢绞线的安装逐根进行，并用1吨链条葫芦预紧，上、下锚孔用同一根钢绞线严格对齐，不得成麻花状或松紧不一。

8.严格底板封堵，并实施水下复检制度；经历两个涨落潮考验后，再次检查底板封堵情况，防止混凝土浇筑过程中的渗漏现象。

9.配备足够的混凝土生产及供应系统，并储备足够的混凝土原材料；开始浇筑后，要求混凝土连续不间断供应，直至该区域浇筑完成。

10.严格控制混凝土的顶面高程。测量人员应勤于检测，尤其是在接近顶标高时，应每10分钟量测一次，及时掌握混凝土顶面高程，以便采取对应措施。

11.严格控制混凝土的拌合质量，确保混凝土坍落度及和易性。

以苏通大桥南塔墩钢吊箱为例，现将《超大型钢吊箱水上整体拼装下放施工工法》与传统的分节散拼方法的经济效益分析对比如下：

1.工期比较

整体吊装工艺较传统分节散拼工艺节省工期40天左右。

2.设备费用对比分析

整节拼装费用包括拼装费（周期60天）及整体下放费用；

分节散拼及费用包括63吨浮吊费用、运梁船（甲板驳）等运输费用（周期90天）及分节下放费用；整节下放费用较分节散拼下放费用节省50万元。

3.材料费用对比分析

整体下放节省的主要材料包括底板共计1200余吨。

4.人工费用对比分析

整体拼装下放较分节散拼下放节省人工4000工日。

5.质量

整体拼装减少了现场焊缝近4000米，整个拼装均在稳定平台上，质量更容易保证；同时竖向不分节，吊箱垂直度较多节散拼更容易保证。

6.安全

整体拼装下放工艺拼装全过程均在稳定平台上，安全更容易保证；

整体下放通过计算机控制及结构应力安全检测等信息化施工手段，施工更安全可靠。

注：施工费用以2005-2006年施工材料价格计算

采用《超大型钢吊箱水上整体拼装下放施工工法》施工时，除应执行国家、地方的各项安全施工的规定外，尚应遵守注意下列事项：

1.遵照中华人民共和国行业标准现行的《公路工程施工安全技术规程》（JTJ 076-95）及《公路项目安全性评价指南》（JTG/T B05-2004）的要求执行。

2.遵照国家颁发的有关安全技术规程和安全操作规程办理。

3.严格按施工工艺、操作规程及施工组织设计的有关安全条款进行施工。

4.建立健全各工地、各施工环境下得施工安全规章制度，做好上岗前职工安全培训工作；特殊工种必须持安全考核证上岗，严禁无证操作、违章作业。

5.对加工区水域航道、水深、流速及流向由拖带船船长按通航安全要求进行确认。

6.下放系统的千斤顶在安装前均应作对拉试验，确保设计性能。

7.下放系统及与下放相关的结构、焊缝必须严格检查，确保满足受力要求，安全系数不得小于2。

8.成立吊箱施工现场指挥小组，并与协作单位统一，确保专人指挥；吊装整体下放前对参与施工的人员资质进行审查确认，并召开一次专项安全交底和培训，明确相应职责和分工。

9.下放前由结构设备安全检查小组对起重设备、吊箱关键结构的可靠性及安全性等进行严格检查；吊箱下放应选择风力低于5级、潮汐处于相对稳定的时间段进行。

10.吊箱拼装为交叉作业，应安排足够的起重工在吊箱顶面或具有通视条件的位置进行吊装作业；由于施工场面点多面广，施工现场应保证有3名安全员在场。

11.在封底混凝土浇筑平台上铺设通道、安装栏杆以及挂设安全网；非通道区严格隔离。

12.吊箱下放过程中，尽可能减少吊箱内的人员数量，并专人、统一指挥下放作业。

13.在整个吊箱下放期间，设置明显的警示标志，防止碰撞。

《超大型钢吊箱水上整体拼装下放施工工法》的应用实例如下：

苏通大桥南塔墩钢吊箱，平面尺寸为117.35米×51.7米×14.4米，有一个半足球场大，重量约5880吨，为2005年前世界上最大的钢吊箱，施工难度和技术难度大。采用整体拼装、下放工法于2004年9月5日开始吊箱整体拼装，11月27日完成吊箱整体下放定位，定位最大偏差20毫米；12月14日一次性成功封底，抽水后无一渗漏，比合同工期提前40天完成，工程质量评定为优良，未发生一起安全事故，为下阶段承台施工奠定了基础。

《超大型钢吊箱水上整体拼装下放施工工法》的环保措施如下：

1.按照《中华人民共和国环境保护法》以及地方法规和行业企业要求，坚持“预防为主、防治结合”的方针，努力实现可持续发展战略。

2.加强施工管理和工程监理工作，严格检查各种施工机械，防止油料发生泄漏污染水体。

3.施工材料如油料、化学品不堆放在地表水体附近，并应备有临时遮挡的帆布。

4.采取所有必要的措施防止泥土和散体施工材料阻塞江河、水渠或2005年前已有的灌溉沟渠或水管。

5.根据现场情况设置排水沟及沉淀池，污水经沉淀后方可排放（沉淀物含量不大于施工前河流中所达到的含量）；沉淀池内泥沙应定期清理，沉淀池一月清洗一次。

6.选用符合国家卫生防护标准的施工机械设备和运输工具，确保其废气排放符合国家有关标准。

7.在施工过程中，操作人员要加强各种施工机械的维修保养，尽可能降低施工机械噪声的排放。

2008年1月31日，中华人民共和国住房和城乡建设部发布《关于公布2005-2006年度国家级工法的通知》建质[2008]22号，《超大型钢吊箱水上整体拼装下放施工工法》被评定为2005-2006年度国家一级工法。 2100433B

柔性台座预制拼装顶推施工工法适用范围

《柔性台座预制拼装顶推施工工法》适用于中长桥梁的连续梁施工，尤其是跨径50米内的多跨长桥。适用于公路桥、铁路以及城市道路桥梁施工，尤其可以推广应用于铁路客运专线、高速铁路桥梁，解决因简支箱梁梁重较大难以运输和架设，而其他施工方法施工速度又较慢的问题。

柔性台座预制拼装顶推施工工法工艺原理

《柔性台座预制拼装顶推施工工法》采用工厂化预制梁段，在由制式器材组成的连续梁柔性台座上进行梁段定位、调整、连接成设计线形，采用多点连续顶推技术进行顶推施工。与传统的刚性台座现浇顶推相比，可以节省大量的台座钢材和混凝土，而且预制拼装技术实现了连续梁预制和顶推平行施工，能够加快施工进度，缩短工期。

柔性台座预制拼装顶推施工工法施工工艺

• 工艺流程

《柔性台座预制拼装顶推施工工法》的工艺流程见图1。

• 操作要点

《柔性台座预制拼装顶推施工工法》的操作要点如下：

一、柔性台座

1.台座结构

由于连续梁顶推到位后起落梁极其困难因此台座位于连续梁设计曲线上，其顶部标高根据位置计算和控制，以保证连续梁顶推到位后处于设计位置。

顶推台座由基础和纵横梁组成（图2）。基础全部为混凝土扩大基础。纵横梁采用六四式军用梁拼装而成，纵梁上铺设顶推装置，作为连续梁拼装和顶推施工的平台。台座竖向荷载由混凝土基础承受，水平和横向反力由附近桥墩承受。

2.台座变形控制措施

（1）由军用梁连接螺栓、基础沉降以及各结构相互之间的空隙产生的变形，可以通过预压予以消除。

（2）拼装台座产生的挠度变形，采用中间加设钢管桩支撑的办法减小军用梁的跨度，使挠度处于允许范围内。

3.柔性台座的优缺点

柔性台座主要由制式器材拼装组成，拼装快捷，转场容易。与传统的刚性台座相比，可以节省大量的材料，经济性好。缺点是拆装梁作为纵梁，是一个连续梁结构，线型控制可能比较困难。

二、顶推装置

1.临时设施

（1）临时墩

临时墩的设置要根据桥下交通、通航要求、施工难易程度、拆除方案及工程量等综合技术经济比较决定，一般使梁的顶推跨径不大于50米。临时墩受力主要为竖直荷载和水平摩阻力，如果设置了横向导向装置，还应考虑横向反力。

（2）导梁

导梁的作用是减小连续梁顶推过程中的最大负弯矩。导梁长度一般为顶推跨径的0.6~0.8倍，刚度为连续梁的1/9~1/5。导梁的长度和刚度应综合考虑，过大或过小均将增加顶推时连续梁的内力。

为减小自重，导梁宜根据应力计算采用变刚度。一般导梁与连续梁连接处导梁的应力最大，可以采用预应力钢筋进行加固。

导梁上墩时应做好导向滑道的工作。由于自重产生挠度下垂，为方便导梁上墩，导梁前端设一500毫米×800毫米的缺口，当到达滑道上方时在滑板上设千斤顶抬高导梁前端引上滑道。

（3）临时预应力

顶推过程中应力过大时，可以设置临时预应力顶推就位后拆除。临时预应力可以设置在体内也可以设置在体外，体外束要特别注意防腐和保护，体内束拆除后再进行压浆封堵预应力孔道。

2.动力和牵引装置

（1）动力装置

顶推动力由控制台、油泵和ZLD-100型自动连续千斤顶组成。ZLD-100型千斤顶由2个行程200毫米的穿心式千斤顶前后串联组成，通过双油路的ZLDB油泵供油，前后两个千斤顶交替工作形成连续顶推。所有的千斤顶由控制台统一控制，以保证同步工作。千斤顶布置根据顶推工况摩擦力计算确定，启动静摩擦系数可取为0.08，滑动时动摩擦系数取为0.06。

（2）牵引装置

牵引装置包括钢绞线和拉锚器，千斤顶拉力通过钢绞线和拉锚器传递至连续梁，拉动连续梁前进。施工中应注意钢绞线不宜太长，一台千斤顶内的钢绞线应左右旋向搭配，以避免使用过程中钢绞线旋转。钢绞线使用前应进行预张拉。

牵引装置和千斤顶应置于连续梁纵轴线上，可以避免两侧处理不均造成梁横向偏离以及对桥墩的冲击和扭曲。

3.滑道

滑道可分为增顶滑道和台座滑道两部分，两者不同之处在于，墩顶滑道的滑动面为滑块和滑道板的接触面，台座滑道的滑动面为滑块与钢轨的接触面。滑块为橡胶钢板组合制品，为减小摩阻力采用聚四氟乙烯贴面，与梁底接触面则采取增加摩擦力措施。

墩顶滑道从梁底向下依次由滑块、滑道板、刚性支座组成。滑道板采用不锈钢加工，按所处位置梁底曲线形状加工，表面打磨光滑，固定于刚性支座上。在滑块喂进方向有一圆角，以利于滑块的续进。

台座滑道滑动装置由聚四氟乙烯滑块、滑道板和P43钢轨组成。每侧设置两根P43钢轨，通过限位钢板固定在台座纵梁上。滑道板采用钢板加工，在与钢轨接触面焊接限位钢板，形成滑槽。滑块放置在滑槽内。

为减小摩擦，滑动面可涂以适量的润滑剂。实践证明，采用二硫化钼和黄油按1:1的比例配制的润滑剂具有良好的润滑效果。

滑道是顶推施工的关键之一，应注意以下几点第一，滑道板的形状应符合设计要求，必须保证与箱梁有足够的接触面积，防止滑道受力面积不足被压坏；第二，严格控制好滑道的绝对标高和相互之间的相对标高，防止因标高变化引起滑道受力分布发生变化；第三，墩顶滑道板必须固定牢固。

4.导向装置

箱梁的横向位置调整由侧向限位器在顶推过程中完成。侧向限位器由与箱梁腹板接触部分滚轮、调节杆、固定架三部分组成。调节杆采用ф50丝杆，通过调节杆调整滚轴与箱梁之间的距离，对箱梁施加横向力，使箱梁在顶推过程中产生横向移动，从而调整箱梁的横向位置。

三、连续梁预制

1.梁段划分

连续梁分段应根据结构、长度、运输和吊装能力等情况综合考虑，使之适宜于工厂化预制。为减少一次性投入，应使预制规格最少，模板通用化程度最高。

2.梁段预制

梁段预制采用钢模，底模固定在预制平台上，工厂加工制做，使用螺栓连接，操作容易。预制平台根据荷载计算，采用扩大基础，其承载力足以保证施工需要。

预制场地布置要根据材料模板存放、施工空间、起吊运输、梁段存放等综合考虑。预制场地要进行必要的硬化处理，设置排水沟。

四、梁段拼装

1.准备工作

1）全面检查、测量复核滑道（钢轨）顶面标高、平顺性、光滑性、坡度，若有不符合要求之处，进行处理、调整；

2）在拼装台座上按设计位置安放滑道装置；

3）全面检查、测量、复核滑道板顶面标高平整度及坡度，若有异常调整至设计要求；

4）检查梁段顶面纵轴线和测控点是否标定，位置是否准确；

5）重新复核测量梁段顶板上测控点上的标高；

6）确定所拼梁段的顺序、编号、吊拼方向；

7）对与浇筑梁段现场同条件养护的混凝土试件进行试压，以确保吊运强度。

2.梁段定位

在拼装台位上对每一拼装梁段的位置、湿接头的位置及宽度、梁段总长度进行测量画线定位，在轨枕上测量标定出中线、边线位置。

当一段梁顶推到位后，应对连续梁中心线、梁段尾部标高及转角进行测量，满足规范要求后才能进行下一梁段的定位拼装。

梁段定位包括纵向、横向及竖向位置的确定，应满足桥梁设计线形要求。由于台座纵梁为柔性连续梁，线形随着荷载无规律变化，造成梁底标高变化无规律，定位困难。梁段定位采取先确定纵横向位置后再调整梁底标高的方法。

3.箱梁拼装

在顶推台座上首先组拼钢导梁，钢导梁的安装和精度符合设计和钢结构施工规范，然后再进行各段箱梁的拼装。

1）龙门吊就位准备吊装；

2）按拼装顺序、梁段编号提升、起吊梁段，首先起吊第一梁段；

3）吊运梁段到拼装位置，调整落梁位置准备落梁就位到滑道板上。梁段就位时，进行全过程测量监控；

4）进行箱梁中线、边线与就位中线、边线测量，若有偏差，对梁段进行调整，直至符合要求，然后落梁就位；

5）进行高程测量、检查中线确认；

6）吊运第二梁段到拼装位置，按上述方法准确落梁就位到滑道板上，进行中线、高程测量；

7）测量湿接头的宽度，用千斤顶对梁段位置进行调整；

8）对所拼装梁段进行中线、高程进行检查、测量；

9）重复上述步骤、方法进行其他梁段的定位、拼装，直至拼装完毕；

10）拼装完毕后，对梁段中线、高程、湿接头宽度、总长度进行全面测量检查。

梁底标高调整的原则为：不过分追求纵梁线形的准确，以梁底线形调整为目的，确保梁底线形的准确，符合设计要求。调整好梁底线形后即可进行连接施工。

4.梁段连接

梁段连接采用湿接缝连接。

梁段连接钢筋采用焊接，焊接时应上、下、左、右对称焊接，避免钢筋焊结应力集中，引起拼接梁段发生扭转变形，不符合梁底线形要求。

侧模和底模采用整体钢模，内模采用组合钢模，通过拉杆连接。接缝混凝土采用聚酯纤维混凝土，应控制好混凝土拌合时间，以保证聚酯纤维能均匀分布，充分参与工作。混凝土浇筑前应对两端混凝土面凿毛并且浇水湿润，防止产生裂缝。

5.预应力施工

纵向采用12×7ф7平行钢丝，横向采用19×7ф7平行钢丝，隐盖梁采用31×7ф7平行钢丝，一端采用镦头锚，一端采用夹片锚。

前后段预应力采用HML21-12连接器连接，外设保护罩使连接器与混凝土隔开形成预留空间，连接器可以自由伸缩，以保证预应力完全自由传递。

竖向预应力采用ф25精扎螺纹钢。

预应力施工时必须按照对称原则，以防止应力造成梁体扭曲。预应力施工顺序应按照避免截面过大偏心受力和预应力相互干扰最小原则确定。

五、顶推施工

1.安装拉锚器、钢绞线，调整限位器位置滑块、滑道涂抹润滑剂，人员就位。

2.接通电源，启动油泵、控制台，各千斤顶调整回程到位，同时对钢绞线统一施加20MPa拉力。

3.现场指挥员位于主控台位置，待各项准备工作检查无误后，下达顶推命令，千斤顶开始工作，顶推开始。

4.为克服静摩擦力，可操作前后顶同时工作，待连续梁启动、滑动后，再转为自动连续工作状态。

5.顶推施工观测

（1）施工观测及内容

①各墩受垂直荷载和水平推力所产生的偏位、沉降量。

②连续梁和导梁的挠度以及中线。

③连续梁在顶推过程中，四氟滑板与不锈钢滑道的启动静摩擦系数和动摩擦系数变化的观测，滑板与滑道添加润滑剂时摩擦系数变化的观测。

（2）观测方法和仪器

①连续梁和导梁的挠度、桥墩的压缩变形和沉降等项目可在观测部位设置固定的水准标尺或测点用水准仪观测。

②主梁、导梁平面轴线的偏移及桥墩受水平推力发生的偏转位移可在桥面和桥墩上标记的轴线位置用全站仪观测，对于水中桥墩的观测应事先在桥墩两旁设置观测点进行纵向位移值观测。

③静、动摩擦系数可由千斤顶的顶推力和滑动装置的支承反力为据进行计算。

6.顶推注意事项

（1）顶推速度不宜太快，一般以15厘米/分钟为宜。

（2）顶推进行中，因箱梁底板混凝土错台造成滑块喂不进去，可喂薄钢板，因滑道板前端为楔形面，喂钢板可逐次加厚，每次加厚不超过4~6毫米，过渡长度不小于150毫米，逐渐将箱梁顶起，以喂进滑块。

（3）滑道板设计宜采用刚度大的结构，防止因箱梁底部不平造成滑道板中间受力两端翘起，喂不进滑块。

（4）顶推千斤顶，安全锚要经常调试、维修清洗，保证施工时保持良好工作状态。

• 劳动组织

《柔性台座预制拼装顶推施工工法》的劳动组织见表1。

电解槽整体移动施工工法适用范围

《电解槽整体移动施工工法》适用于地理环境条件限制、特殊环境（地震、山洪、地质下陷、与其他设备相连接不易解体、无法使用大型机械吊装设备、场地狭窄等）条件下的电解槽整体移动工程施工，同时，也适用于各类大型设备整体移动工程施工。

电解槽整体移动施工工法工艺原理

《电解槽整体移动施工工法》的工艺原理叙述如下：

采用枕木先将受损的设备的悬空位置垫实，再用千斤顶进行局部找平使设备大致处于水平，然后再使用顶升保护装置将设备平稳顶升至超过设备的安装高度，用钢支架临时支撑起设备。待土建基础修复完并达到养护期后，用枕木搭设支撑，移除临时钢支架后，再进行设备的纵横向位移，直到达到设备的安装标准后，重新安装设备的支撑梁和绝缘装置，电解槽准确就位后移除枕木。

电解槽整体移动施工工法施工工艺

• 工艺流程

《电解槽整体移动施工工法》的施工工艺流程是：

施工准备→扁担梁、钢支撑制作→测量放线→电解槽顶升→土建基础恢复→电解槽纵向或横向移动→就位。

• 操作要点

《电解槽整体移动施工工法》的操作要点如下：

一、扁担梁及钢支撑制作：

1.扁担梁制作

扁担梁断面的大小、长度由设备的荷载和受力部位等因素确定，可用型钢与钢板组焊而成，也可用钢板组焊成箱形梁。制作中的具体要求如下：

1）根据设备的荷载及关联设备的牵连荷载计算出扁担梁的断面尺寸。

2）精确控制扁担梁的各受力点，并在此位置加加强筋。

3）严格控制扁担梁支撑点及上平面的平整度。

4）保证焊接质量。

2.钢支撑制作

钢支撑的断面大小、高度由设备的荷载和设备所处的位置（摇篮架或端头梁与地基的距离）等因素确定。可用无缝钢管与钢板组焊而成，也可用型钢与钢板组焊而成，视现场情况而定。制作中的具体要求如下：

1）根据设备的荷载及关联设备的牵连荷载计算出钢支撑的断面尺寸。

2）钢板与钢管连接处应加焊加强筋。

3）严格控制钢支撑的上下工作面的平整度。

4）保证焊接质量。

二、在顶升和移动电解槽之前，先用测量仪器在电解车间平台和钢柱上标出电解槽安装的中心线和标高基准线，并做好标准线的保护措施。

三、电解槽顶升。

电解槽顶升，如图1所示，包括如下步骤：

1.在电解槽底部两侧边对称均布布置8个千斤顶，在两者之间设置钢扁担，千斤顶顶在钢扁担的重心位置；

2.布置好千斤顶后，用枕木垫好电解槽，把电解槽垫实；

3.在电解槽一长侧边先小距离平稳顶升，达到能塞进层枕木时立即停下来塞一层枕木后再顶升对应的另一长侧边；

4.顶升到摇篮架、端头梁底部距地面的距离略高于原始安装高度时用钢支架支撑住电解槽；

5.放下千斤顶，把千斤顶和枕木起移开；

6.用角钢把相邻钢支架连接起来形成框架结构增大稳度。

四、电解槽基础恢复。

为节约工期，该工程采用高效混凝土（混凝土强度等级一周就可以达90%以上）现场浇筑。

五、电解槽纵向或横向移动，如图2所示。

在基础已经达到养护期的电解槽下面用枕木按井字形搭好支撑架，在接近摇篮架底部时用一整块厚钢板铺在支撑架枕木上形成光滑的平台利于滚动，对准摇篮架的底部位置放上一层纵向圆钢和一层横向圆钢，布置完毕后根据现场的实际情况选取平移支撑点和移动工器具，若支撑点较近、用作顶点位置距离较小时可选择螺旋千斤顶或液压千斤顶作为动力使物件向需要的方向移动，若支撑点或固定点较远时使用手拉葫芦或电动卷扬机来作为动力使物件向需要的方向移动。

1.上述的电解槽纵向或横向移动中，具体要求如下：

1）放置钢支架时，钢支架位置不能影响土建恢复基础施工。

2）圆钢的直径大小根据被移物体的重量来选取，物体越重所需的圆钢直径越大。

3）钢扁担，包括工字钢、加强筋板，其中：加强筋板对称固定在工字钢两侧的凹槽内。

4）钢支架，包括钢板及钢管，其中：钢板固定在钢管两端，钢管内设有垂直于钢板的加强筋板。加强筋板为呈十字形交叉的两块构成。

2.上述的电解槽的整体移动方法，顶升之前还包括：

1）用枕木把能直接布置顶的地方先用枕木垫实。

2）用两三个千斤顶先顶已经坠地的角部下面的丁字板，选择丁字板是因为其位置由三块立板（此三块立板为电解槽短侧壁板和呈垂直焊接的丁字板构成）焊在底板上，这种结构能承受很大的力，用两倍甚至三倍的力尽快把倾斜部分顶起，少顶的时间来达到减少变形的目的），当把最低点顶到与其他三点基本在一个平面后，用枕木垫实。

3）用枕木先把离地高的长侧边垫实，在坠地的长侧边两头布置千斤顶，在电解槽中部安全位置准备不同厚度的钢垫板。

4）两边同时顶升电解槽，顶升出能垫一块钢垫板的空间时立即垫进一块钢垫板。

5）当顶出的中间高度达到能架一组千斤顶时应立即在中部增加一组千斤顶同时顶升；达到可以架千斤顶和钢扁担时立即采用在千斤顶上架设钢扁担，钢扁担托住摇篮架或端头梁。

6）当三组千斤顶顶升的一边达到另一边的同一高度时用枕木垫实。

• 劳动力组织

《电解槽整体移动施工工法》的劳动力组织见表1。

参考资料：

《柔性台座预制拼装顶推施工工法》的质量控制要求如下：

1.台座钢轨顺直，各横断面上轨顶标高偏差应不大于1.0毫米。

2.滑道板表面平整度不大于0.5毫米，侧面垂直度不大于2°，不得采用非整体钢板。

3.滑道板安装后同一横断面上的顶面高差不大于1.0毫米。

4.导梁全长（上、下盖板）误差±2毫米，竖向加劲板的间距误差±0.5毫米，梁高误差±1.0毫米。各种焊缝符合设计要求。

5.箱梁拼装后，两梁段之间的拼装允许偏差：顶面标高±1毫米，中线±1毫米，平面长度±5毫米；顶推梁段拼装允许偏差：顶面标高±2毫米，中线±2毫米，平面长度±10毫米。

6.预应力张拉力值符合设计要求，张拉伸长率允许偏差±6%，断丝滑丝数每束不超过1根，且每断面不超过钢丝总数的1%。

7.连续梁顶推到位后，其轴线偏差不大于10毫米，支座顶面高程偏差不大于±5毫米，相邻纵向支点高差不大于5毫米，同墩两侧支点高差不大于2毫米。