陳正軍 中交第二公路工程局有限公司

1.工程概述

西堠門大橋位于浙江省北部沿海，地處舟山市境內(nèi)，大橋所在地區(qū)是臺(tái)風(fēng)影響區(qū)，臺(tái)風(fēng)影響月份5～11月。我國雖然在懸索橋建設(shè)及抗風(fēng)研究方面積累了一些經(jīng)驗(yàn)，但在臺(tái)風(fēng)區(qū)寬闊海面建造世界記錄跨徑的鋼箱梁懸索橋尚無實(shí)踐先例，而且還將成為世界最大風(fēng)速海區(qū)的大跨度懸索橋。因此，西堠門大橋臺(tái)風(fēng)期架梁的抗風(fēng)穩(wěn)定性、安全性和適用性顯得尤為重要。

西堠門大橋鋼箱梁吊裝施工，采用潤揚(yáng)大橋全液壓式跨纜吊機(jī)進(jìn)行起吊。原吊機(jī)根據(jù)西堠門大橋主纜距離進(jìn)行了必要改造并進(jìn)行了模擬試驗(yàn)，吊機(jī)各項(xiàng)性能均滿足設(shè)計(jì)要求。根據(jù)西堠門大橋工期安排，鋼箱梁吊裝施工貫穿2007年臺(tái)風(fēng)期，為確保臺(tái)風(fēng)期鋼箱梁吊裝安全、順利進(jìn)行，需采取措施加強(qiáng)跨纜吊機(jī)抗風(fēng)性能。

2.跨纜吊機(jī)技術(shù)性能指標(biāo)及結(jié)構(gòu)構(gòu)成

2.1 西堠門大橋跨纜吊機(jī)簡介

用于西堠門大橋鋼箱梁吊裝的跨纜吊機(jī)，為中交二公局聯(lián)合英國多門朗科技有限公司(Dorman Long Tenchnology Limited)開發(fā)。單臺(tái)起吊重量為370t。該機(jī)的設(shè)計(jì)在國外同類型設(shè)備的基礎(chǔ)上進(jìn)行很大的改進(jìn)，其智能化中央自動(dòng)控制系統(tǒng)可同步/非同步控制整個(gè)設(shè)備裝卸、吊裝、行走等全部作業(yè)；采用模塊化設(shè)計(jì)使得吊機(jī)僅需更換少量的部件就可以適應(yīng)不同跨徑、不同纜徑懸索橋鋼箱梁的吊裝工作。該吊機(jī)在塔頂和跨中均可以進(jìn)行安裝和拆卸，有利于縮短施工工期，減小施工干擾。

2.2 西堠門大橋智能化液壓提升式跨纜吊機(jī)主要性能參數(shù)

西堠門大橋單臺(tái)跨纜吊機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)如下：

提升能力：370T；提升用索股千斤頂2臺(tái)185T ；提升速度：36米每小時(shí)；放索速度：30米每小時(shí)；提升索股長度：250m；總自重：110T；作用與主纜上的最大壓強(qiáng)：4.0N/mm2；最大主纜水平傾角：30°；纜上平均行走速度：10米每小時(shí)；吊機(jī)移動(dòng)索股千斤頂：2臺(tái)60TSW；跨越索夾能力：2424mm（長）×300mm（高）；動(dòng)力供應(yīng)：柴油發(fā)電機(jī)；最低工作溫度：-10℃。上述吊機(jī)性能最大風(fēng)速采用3s時(shí)距平均風(fēng)速，按通常規(guī)范采用的10min平均風(fēng)速折算后約為：最大工作風(fēng)速：17.3m/s(吊機(jī)位置)；非工作狀態(tài)最大風(fēng)速：38.1m/s（吊機(jī)位置）。

3.臺(tái)風(fēng)預(yù)報(bào)及風(fēng)況和風(fēng)速

根據(jù)舟山市氣象臺(tái)編制的西堠門大橋氣象觀測、風(fēng)參數(shù)研究報(bào)告統(tǒng)計(jì)?？缋|吊機(jī)位于中跨跨中主纜位置時(shí)高度約為71.486m（成橋狀態(tài)），根據(jù)歷年氣象資料查詢對(duì)應(yīng)高度最大風(fēng)速各個(gè)不同重現(xiàn)期均超過跨纜吊機(jī)非工作狀態(tài)最大風(fēng)速38.1m/s。為保證跨纜吊機(jī)臺(tái)風(fēng)期吊梁的安全及結(jié)構(gòu)本身安全，須采取措施提高跨纜吊機(jī)的抗臺(tái)風(fēng)性能。

根據(jù)上海氣象臺(tái)臺(tái)風(fēng)研究所預(yù)測：西堠門大橋鋼箱梁吊裝期間較常年正常偏多，約為8～10個(gè)，其中在浙江沿海到上海沿海地區(qū)登陸的臺(tái)風(fēng)約1～2個(gè)，較常年正常偏多。

西堠門大橋橋址處臺(tái)風(fēng)的情況根據(jù)定海氣象站的資料進(jìn)行分析。該站1954～1970年資料統(tǒng)計(jì)表明：常風(fēng)向?yàn)楸焙蜄|南方向，年平均風(fēng)速4.0～4.3m/s，出現(xiàn)頻率為出現(xiàn)頻率11%；次常風(fēng)向西北至北向北，平均風(fēng)速4.7～5.5m/s，出現(xiàn)頻率為9%；強(qiáng)風(fēng)向?yàn)槲鞅毕颍霈F(xiàn)頻率為9%，平均風(fēng)速5.5m/s，最大風(fēng)速22m/s。影響舟山地區(qū)的強(qiáng)臺(tái)風(fēng)大都發(fā)生在6～10月，從1956年至2007年，影響舟山的強(qiáng)臺(tái)風(fēng)極大風(fēng)速為54～59m/s，平均值為43.6m/s，最大風(fēng)速為44m/s，平均為值為37.0m/s，其重現(xiàn)期相當(dāng)于50年。

4.跨海大橋跨纜吊機(jī)抗風(fēng)穩(wěn)定性分析

4.1 西堠門大橋鋼箱梁臺(tái)風(fēng)期吊裝施工期抗風(fēng)穩(wěn)定性分析

（1）抗風(fēng)設(shè)計(jì)風(fēng)速參數(shù)。橋位基本風(fēng)速：41.12m/s；施工階段設(shè)計(jì)基準(zhǔn)風(fēng)速：47.02m/s；施工階段顫振檢驗(yàn)風(fēng)速：67.1m/s；施工階段的空氣靜力穩(wěn)定性檢驗(yàn)風(fēng)速：56.4m/s。

（2）抗風(fēng)設(shè)計(jì)風(fēng)速參數(shù)基本參數(shù)。西堠門大橋橋位十米高度一百年重現(xiàn)期基本風(fēng)速：41.12m/s；成橋狀態(tài)橋面設(shè)計(jì)基準(zhǔn)風(fēng)速：55.14m/s；成橋狀態(tài)顫振檢驗(yàn)風(fēng)速：78.74m/s；施工階段十米高度二十年重現(xiàn)期基本風(fēng)速：35.06m/s；施工階段橋面設(shè)計(jì)基準(zhǔn)風(fēng)速：47.02m/s；施工階段顫振檢驗(yàn)風(fēng)速：67.14m/s。

4.2 西堠門大橋跨纜吊機(jī)抗風(fēng)性能理論計(jì)算

為了掌握跨纜吊機(jī)抗風(fēng)性能，項(xiàng)目部委托英國多門朗科技有限公司根據(jù)施工階段顫振檢驗(yàn)風(fēng)速67.14m/s對(duì)跨纜吊機(jī)進(jìn)行了理論計(jì)算。由相關(guān)計(jì)算結(jié)果可知：本項(xiàng)目所使用的跨纜吊機(jī)其強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。

5.跨纜吊機(jī)抗臺(tái)風(fēng)措施

跨纜吊機(jī)理論計(jì)算時(shí)均考慮主纜隨風(fēng)運(yùn)動(dòng)為理想狀態(tài)，主纜在臺(tái)風(fēng)狀態(tài)下，左右幅主纜會(huì)產(chǎn)生不規(guī)律擺動(dòng)，將會(huì)對(duì)吊機(jī)結(jié)構(gòu)造成較大損傷。因此，跨纜吊機(jī)抗臺(tái)措施均以約束左右幅主纜為原則，使左右幅主纜在臺(tái)風(fēng)狀態(tài)下產(chǎn)生基本相同振幅。

5.1 跨纜吊機(jī)在塔和錨碇位置的防臺(tái)措施

塔頂和錨碇位置，左右主纜受臺(tái)風(fēng)影響而產(chǎn)生振動(dòng)影響較小，所以跨纜吊機(jī)在條件允許時(shí)可行走至塔頂或錨碇位置進(jìn)行防臺(tái)。

5.2 跨纜吊機(jī)在中跨位置的防臺(tái)措施

（1）跨纜吊機(jī)在中跨吊梁階段防臺(tái)措施。在左右幅主纜跨中位置安裝兩根880×1200×31000mm扁擔(dān)梁，將左右幅主纜固定。

（2）在鋼箱梁吊裝期間，根據(jù)臺(tái)風(fēng)預(yù)報(bào)及時(shí)調(diào)整施工計(jì)劃，臺(tái)風(fēng)影響前7d根據(jù)跨纜吊機(jī)距跨中和塔頂距離，及時(shí)將跨纜吊機(jī)行走至跨中或塔頂位置。如跨纜吊機(jī)行走至跨中或塔頂位置時(shí)間緊迫，則按照行走階段防臺(tái)措施立即組織進(jìn)行吊機(jī)抗臺(tái)。在跨中位置防臺(tái)措施為：用抱箍將行走腳與主纜連接，抱箍螺栓不擰緊，并在已吊裝完成B梁段對(duì)應(yīng)位置搭設(shè)貝雷支架將跨纜吊機(jī)桁架支墊固定。

（3）跨纜吊機(jī)在行走時(shí)的防臺(tái)措施?？缋|吊機(jī)設(shè)計(jì)行走約10m/s?？紤]跨纜吊機(jī)行走速度及跨越索夾等因素影響，跨纜吊機(jī)行走至跨中位置需要約12d時(shí)間。在跨纜吊機(jī)行走前20d，應(yīng)關(guān)注臺(tái)風(fēng)預(yù)報(bào)，在無臺(tái)風(fēng)影響前提下，立即組織跨纜吊機(jī)向跨中行走，吊機(jī)行走過程中應(yīng)做好吊梁的準(zhǔn)備工作，吊機(jī)行走至跨中后立即組織跨中梁段吊裝施工。

如預(yù)報(bào)有臺(tái)風(fēng)襲擊可能，跨纜吊機(jī)在塔頂固定。如跨纜吊機(jī)行走過程中遭遇臺(tái)風(fēng)，吊機(jī)走向塔頂時(shí)間已經(jīng)不允許，則采取如下防臺(tái)措施。

利用布置在塔底承臺(tái)上的2臺(tái)18t卷揚(yáng)機(jī)，通過塔頂門架導(dǎo)向輪并在安裝位置主纜上固定滑車，單線快速提升貝雷支撐梁，在跨纜吊機(jī)靠近塔側(cè)安裝貝雷梁與臨時(shí)索夾銷接，將左右幅主纜固定，同時(shí)跨纜吊機(jī)行走腳抱箍與主纜抱緊，貝雷梁安裝及固定?？缋|吊機(jī)在吊梁或者行走時(shí)，跨纜吊機(jī)行走到跨中或者塔頂距離較遠(yuǎn)，時(shí)間緊迫時(shí)可在跨纜吊機(jī)所在位置安裝貝雷梁，將左右幅主纜固定。

6.安全保障

（1）開始工作前應(yīng)對(duì)現(xiàn)場所有工作人員交待工作任務(wù)、分工并進(jìn)行交底，指明危險(xiǎn)點(diǎn)。

（2）起重操作人員必須經(jīng)過培訓(xùn)，經(jīng)過考核并取得特種設(shè)備操作上崗證后方可上崗操作，嚴(yán)禁無證人員操作設(shè)備。

（3）機(jī)械、液壓和電器部件應(yīng)進(jìn)行定期的維護(hù)和維修檢查，所有液壓管道和管配件必須定期檢查，查看是否存在腐蝕、傷口、漏油、松動(dòng)；進(jìn)行起重作業(yè)前，操作人員必須對(duì)跨纜吊機(jī)進(jìn)行檢查并做好記錄，檢查內(nèi)容包括制定器、液壓裝置和安全裝置，嚴(yán)禁跨纜吊機(jī)各工作部件帶病運(yùn)行。

（4）操作人員必須熟悉設(shè)備及起重工作的基本原理和要求，熟悉操作方法和使用說明書中的要求，熟悉指揮信號(hào)，安全意識(shí)強(qiáng)，責(zé)任心強(qiáng)。操作前必須保證信號(hào)清楚。如發(fā)現(xiàn)指揮信號(hào)不清或錯(cuò)誤時(shí)，司機(jī)有權(quán)拒絕執(zhí)行。

7.結(jié)束語

西堠門大橋位于浙江舟山西堠門海域處受臺(tái)風(fēng)影響頻繁，臺(tái)風(fēng)對(duì)鋼箱梁高空吊裝進(jìn)度及安全影響較大，舟山連島工程建設(shè)指揮部和施工單位經(jīng)過大量的前期科技研究工作，進(jìn)行科學(xué)組織，制訂周密的施工方案，實(shí)施了多種防臺(tái)措施，成功地抵御了“韋帕”與“羅莎”兩次超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)，圓滿的完成了臺(tái)風(fēng)期吊梁工作，為類似工程積累經(jīng)驗(yàn)。