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海豚之塔，歡躍伶仃洋

—港珠澳大橋江海直達(dá)船航道橋首件鋼塔吊裝紀(jì)實(shí)

發(fā)布日期：2016-04-05來源：網(wǎng)絡(luò)來源編輯：靳明偉

[摘要]

　　 文/唐 維

　　 2015年8月23日，伶仃洋面，一只巨型“白海豚”凌空躍起，與海天白云相映成趣。這靈巧的“一躍”，意味著——國(guó)內(nèi)首座三鋼塔斜拉橋江海直達(dá)船航道橋首座鋼塔吊裝順利完成!江海直達(dá)船航道橋橋塔的全鋼塔結(jié)構(gòu)以及一次吊裝到位均為國(guó)內(nèi)首創(chuàng)。

　　 “海豚塔”于港珠澳大橋而言具有深刻含義，她象征工程與海洋、人類與海洋的和諧共處，意義深遠(yuǎn)，是港珠澳大橋的重要標(biāo)志性建筑之一。“海豚塔”由廣東長(zhǎng)大公司港珠澳大橋CB04合同段項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)吊裝，建設(shè)者們用智慧與汗水，克服困難，求索創(chuàng)新，為我國(guó)的橋梁鋼塔吊裝領(lǐng)域奉獻(xiàn)了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

　　 難題之一：如何將這個(gè)平躺在運(yùn)輸船上的龐然大物豎立起來

　　 江海直達(dá)船航道橋采用中央單索面三塔鋼箱梁斜拉橋，橋跨布置為110+129+258+258+129+110=994m，兩個(gè)中跨和次邊跨布設(shè)斜拉索。鋼塔為“海豚”全鋼結(jié)構(gòu)，主塔柱受力部分由下至上共分為Z0-Z12十三個(gè)節(jié)段，其中140#墩總高度108.5m，139#墩總高度109.756m。 Z0節(jié)段高度均為3.5m，重489噸，單獨(dú)安裝，139#和140#墩Z1-Z12節(jié)段整體吊裝，140#墩整體吊裝段高105m，139#墩整體吊裝段高106.256m，重約2800噸。鋼塔整體吊裝被稱為“天下第一吊”，受水流、風(fēng)、浪、涌的影響，其不確定因素層出不窮。

　　 “當(dāng)初做施工組織設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)海洋水況、氣象的認(rèn)識(shí)不足，沒有預(yù)見到吊裝如此龐大和復(fù)雜的鋼塔可能遇到的種種難題，這對(duì)吊裝施工來說是一個(gè)前無古人的新生事物。”港珠澳大橋CB04合同段項(xiàng)目總工程師陳儒發(fā)的一席話，道出了鋼塔吊裝的現(xiàn)實(shí)背景。

　　 團(tuán)隊(duì)的力量是無窮的。港珠澳大橋CB04合同段項(xiàng)目施工團(tuán)隊(duì)，翻閱了國(guó)內(nèi)所有的船舶資料，找到唯一一艘滿足施工水域作業(yè)條件的起重船——“長(zhǎng)大海升”3200噸雙臂架起重船。該浮吊額定起重能力3200T，前后主鉤中心間距5.375m，橫向雙臂架中心間距24m，甲板兩側(cè)共布設(shè)2臺(tái)400K移動(dòng)絞車，橫向間距為42m，“長(zhǎng)大海升”共設(shè)8個(gè)錨，每個(gè)錨重達(dá)10T，允許吊裝工作角度范圍為40°～67°，鋼塔吊裝時(shí)，始末工作角度分別為60.5° 和65°，載重2200T時(shí)吃水深度為5.5m，滿載時(shí)吃水深度為6.5m?？紤]到滑移豎轉(zhuǎn)接近鋼塔垂直狀態(tài)時(shí)，水平摩擦力較大，僅通過駁船的錨固力難以平衡。唯一可行的辦法就是采用“雙機(jī)抬吊——長(zhǎng)大海升3200+正力2200”的起吊方式。

　　 所謂“雙機(jī)抬吊”，顧名思義，就是以兩臺(tái)吊機(jī)作為吊裝的主吊機(jī)，通過對(duì)設(shè)備吊裝重量在兩臺(tái)吊機(jī)之間合理分配，使兩臺(tái)吊機(jī)所承受的重量分別在各自吊裝允許的性能范圍內(nèi)，從而完成設(shè)備的吊裝作業(yè)。這種起吊方法具有極大的風(fēng)險(xiǎn)性。首先，在鋼塔吊裝的過程中，兩艘起重船舶必須保持高度的一致性，起吊時(shí)必須協(xié)調(diào)一致，提升速度保持勻速同步;其次在起吊到一定高度后，要經(jīng)過幾次變幅和豎轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)，增加了難度和風(fēng)險(xiǎn)。面對(duì)如此復(fù)雜和艱巨的任務(wù)，項(xiàng)目部的技術(shù)人員沒有膽怯，他們通過精確計(jì)算，制定出了詳細(xì)完善的“雙機(jī)抬吊”的吊裝方案，并多次組織有關(guān)人員進(jìn)行技術(shù)交底和崗前培訓(xùn)，以如履薄冰、如臨深淵的審慎態(tài)度，多次進(jìn)行桌面演練、模擬起吊，終于制定出了詳細(xì)、完善可行的吊裝方案。

　　 整個(gè)吊裝過程首先由“長(zhǎng)大海升”起重船主吊鉤向上起升32.34米，“正力”起重船不動(dòng)，鋼塔底部距離水面16.9米。在提升到17.6米時(shí)，鋼塔頂部開始進(jìn)入“長(zhǎng)大海升”起重船兩臂架之間。為了保證鋼塔在起重船兩臂架支架之間的空間盡可能大，同時(shí)受主吊點(diǎn)位置影響，此時(shí)“長(zhǎng)大海升”起重船臂架為60.5 度并非最佳起重狀態(tài)，必須變幅至最佳作業(yè)角度65度。兩艘起重船船體保持不動(dòng)，“長(zhǎng)大海升”起重船向上變幅4.5度，使起重船達(dá)到65度的最佳起重狀態(tài)。同時(shí)“正力”起重船完成從60度到50度的變幅動(dòng)作，減少船舶前移的距離。處于最佳作業(yè)狀態(tài)的起重船可以進(jìn)行垂直起升作業(yè)了。接著“正力”起重船繼續(xù)向前移動(dòng)3米并調(diào)整好位置，“長(zhǎng)大海升”起重船主吊鉤提升5.41米;“正力”起重船繼續(xù)向前移動(dòng)3米，“長(zhǎng)大海升”起重船主吊鉤提升4.22米;“正力”起重船繼續(xù)向前移動(dòng)3米，“長(zhǎng)大海升”起重船主吊鉤提升2.59米。最后“正力”起重船主鉤先下放一定高度，再前移一段距離，重復(fù)上述動(dòng)作循環(huán)下去，直到 “正力”起重船下放16.5米，同時(shí)前移24.74米，“長(zhǎng)大海升”起重船不動(dòng)，完成鋼塔豎轉(zhuǎn)。

　　 難題之二：吊點(diǎn)選擇正確與否關(guān)乎起吊安全風(fēng)險(xiǎn)大小

　　 鋼索塔整體吊裝施工是一個(gè)非常復(fù)雜的系統(tǒng)，吊裝設(shè)備為3200T浮吊，由于吊裝角度不斷發(fā)生變化。在滿足吊裝高度要求的情況下，鋼結(jié)構(gòu)塔身與3200t雙臂架變幅式浮吊起重臂架要無干涉。“雙浮吊抬吊”的首要工作，就是如何選擇最佳吊點(diǎn)。位置太高吊具安裝空間不夠，位置太低又滿足不了船舶起重能力要求，同時(shí)由于鋼塔構(gòu)造影響，吊點(diǎn)位置不能任意移動(dòng)，給吊裝作業(yè)帶來了困難。

　　 為了既滿足起吊噸位的要求，又要保證起吊安全，港珠澳大橋CB04合同段項(xiàng)目施工團(tuán)隊(duì)可謂殫精竭慮，多次召開專題會(huì)研究吊裝方案，組織設(shè)備管理人員、吊具操作人員和起重指揮人員一起商量對(duì)策，研究具體實(shí)施步驟，發(fā)動(dòng)大家展開討論，集中群體的智慧。有時(shí)，為了一個(gè)細(xì)節(jié)，大家據(jù)理力爭(zhēng)，互不相讓，爭(zhēng)論得面紅耳赤，正是由于大家的激烈的“爭(zhēng)吵”，才使吊裝方案日趨完善，萬無一失。經(jīng)過對(duì)鋼塔的高度以及浮吊吊高的限制等的精確計(jì)算，項(xiàng)目技術(shù)團(tuán)隊(duì)選擇了一個(gè)最佳吊點(diǎn) ——吊點(diǎn)設(shè)置在塔頂往下約36.7m處，即主塔Z10節(jié)段底端往下0.86m。有了吊點(diǎn)，還要制造一個(gè)連接起重船和鋼塔的吊裝工具。139#和140#墩鋼塔上吊具采用抗彎扭性能強(qiáng)、吊裝工藝方便的箱梁式結(jié)構(gòu)。吊具采用箱梁式結(jié)構(gòu)，分別連接鋼塔及可浮動(dòng)吊臂，通過φ168mm高性能無接頭繩圈與起重船吊鉤連接。兩吊點(diǎn)橫橋向間距為24m，與浮吊兩吊鉤間橫向距離相同。下吊具采用桁架式結(jié)構(gòu)，安裝于鋼塔底部。下吊具通過無接頭繩圈與“正力2200”浮吊連接。為了適應(yīng)鋼塔豎轉(zhuǎn)過程中不斷變化的姿態(tài)要求，設(shè)計(jì)人員將上吊具兩端設(shè)計(jì)成豎向可以360度自由轉(zhuǎn)動(dòng)。

　　 難題之三：如何將這個(gè)龐然大物準(zhǔn)確無誤地安裝到Z0節(jié)段上

　　 然而，當(dāng)完成鋼塔豎轉(zhuǎn)以后，新的難題又出現(xiàn)了：如何將這個(gè)龐然大物準(zhǔn)確無誤地安裝到Z0節(jié)段上?

　　 鋼塔滑移豎轉(zhuǎn)過程中，人們的眼睛通常只會(huì)注視著鋼塔的姿態(tài)變化，可是項(xiàng)目部的測(cè)量員們卻在另一邊通過測(cè)量?jī)x器觀測(cè)起重船及運(yùn)輸船軸線偏位情況、起重船吊鉤同步和偏角等，當(dāng)然在吊具兩端平衡梁上還安裝了傾斜儀，控制整過滑移豎轉(zhuǎn)過程歪拉、斜吊等不利工況。

　　 千難萬難難不倒充滿智慧的CB04標(biāo)的工程技術(shù)人員。首先當(dāng)鋼塔完成轉(zhuǎn)體后，開始拆除“正力”起重船與下吊具連接的銷軸。連接解除完成后，“正力”起重船絞錨往珠海方向后退，同時(shí)提前安排船舶配合“長(zhǎng)大海升”兩側(cè)的牽引索安裝至鋼塔底部。

　　 起重船吊住鋼塔向橋塔基礎(chǔ)移動(dòng)，至Z0節(jié)段上方時(shí)停止前進(jìn)，啟動(dòng)“長(zhǎng)大海升”上兩側(cè)的40T卷揚(yáng)機(jī)對(duì)鋼塔底部進(jìn)行牽引調(diào)直，下放鋼塔至Z0上方1米左右停止，移動(dòng)起重船逐漸調(diào)整到最佳安裝位置。為了保證鋼塔能準(zhǔn)確的落到Z0節(jié)段頂面，Z0節(jié)段的四個(gè)角事先安裝了導(dǎo)向限位裝置，頂部高出Z0頂面50厘米，向外側(cè)成5度傾角，保證鋼塔下放有足夠的空間。在鋼塔底部和Z0頂部橫橋向兩側(cè)安裝了臨時(shí)匹配連接件，鋼塔端設(shè)置100噸千斤頂和直徑13厘米的圓柱形插銷。鋼塔下放靠近導(dǎo)向，精確調(diào)整起重船位置，使鋼塔沿導(dǎo)向裝置順利下放，至完全落在Z0節(jié)段頂面，啟動(dòng)千斤頂頂進(jìn)插銷，插銷底部用卡板鎖緊。起重船繼續(xù)松鉤，至完全不受力狀態(tài)。安裝Z0與Z1節(jié)段順橋向兩側(cè)外連接板，解除起重船吊鉤。安裝內(nèi)側(cè)連接板，拆除導(dǎo)向限位裝置和臨時(shí)匹配連接件，完成其他連接板安裝。至此完成鋼塔吊裝。

　　 在實(shí)際吊裝過程中，情況要比筆者敘述的復(fù)雜的多，每一次的海況、天氣都有很大的區(qū)別，可以說，每次吊裝都要經(jīng)過精心策劃和精確計(jì)算，在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行模擬操作，用最先進(jìn)的方法和最科學(xué)的手段保證吊裝成功。也可以說，每次吊裝的過程都是精心組織、精心指揮、齊心協(xié)力、協(xié)同作戰(zhàn)的過程，是群體智慧升華的過程。

　　 為了做好組織、指揮和協(xié)調(diào)工作，確保鋼塔安全、快速、準(zhǔn)確地吊裝，實(shí)現(xiàn)鋼塔成功吊裝的目標(biāo)，項(xiàng)目部成立了鋼塔吊裝專門工作小組，工作小組的同志們?yōu)榱耸狗桨父油晟瓶尚?，?jīng)常通宵達(dá)旦地工作，接連幾個(gè)月都沒有好好地休息一天。正是他們這種勇于拼搏和無私奉獻(xiàn)的精神，才使得“建設(shè)世界級(jí)跨海通道，為用戶提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)，成為地標(biāo)性建筑”的目標(biāo)成為可能。

　　 如果說，海豚形鋼塔是屹立在伶仃洋上的豐碑，那么，這座豐碑就是由廣東長(zhǎng)大人的智慧與汗水凝結(jié)而成。事實(shí)證明，不管做任何事，只要大家把團(tuán)隊(duì)中每個(gè)人的智慧融為一體，就是大智慧;把每個(gè)人的力量凝聚在一起，就是不可戰(zhàn)勝的力量。

　　 (作者單位系廣東省長(zhǎng)大公路工程有限公司)

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