海豚之塔，欢跃伶仃洋

—港珠澳大桥江海直达船航道桥首件钢塔吊装纪实

发布日期：2016-04-05来源：网络来源编辑：靳明伟

[摘要]

　　 文/唐 维

　　 2015年8月23日，伶仃洋面，一只巨型“白海豚”凌空跃起，与海天白云相映成趣。这灵巧的“一跃”，意味着——国内首座三钢塔斜拉桥江海直达船航道桥首座钢塔吊装顺利完成!江海直达船航道桥桥塔的全钢塔结构以及一次吊装到位均为国内首创。

　　 “海豚塔”于港珠澳大桥而言具有深刻含义，她象征工程与海洋、人类与海洋的和谐共处，意义深远，是港珠澳大桥的重要标志性建筑之一。“海豚塔”由广东长大公司港珠澳大桥CB04合同段项目团队负责吊装，建设者们用智慧与汗水，克服困难，求索创新，为我国的桥梁钢塔吊装领域奉献了宝贵的经验。

　　 难题之一：如何将这个平躺在运输船上的庞然大物竖立起来

　　 江海直达船航道桥采用中央单索面三塔钢箱梁斜拉桥，桥跨布置为110+129+258+258+129+110=994m，两个中跨和次边跨布设斜拉索。钢塔为“海豚”全钢结构，主塔柱受力部分由下至上共分为Z0-Z12十三个节段，其中140#墩总高度108.5m，139#墩总高度109.756m。 Z0节段高度均为3.5m，重489吨，单独安装，139#和140#墩Z1-Z12节段整体吊装，140#墩整体吊装段高105m，139#墩整体吊装段高106.256m，重约2800吨。钢塔整体吊装被称为“天下第一吊”，受水流、风、浪、涌的影响，其不确定因素层出不穷。

　　 “当初做施工组织设计时，对海洋水况、气象的认识不足，没有预见到吊装如此庞大和复杂的钢塔可能遇到的种种难题，这对吊装施工来说是一个前无古人的新生事物。”港珠澳大桥CB04合同段项目总工程师陈儒发的一席话，道出了钢塔吊装的现实背景。

　　 团队的力量是无穷的。港珠澳大桥CB04合同段项目施工团队，翻阅了国内所有的船舶资料，找到唯一一艘满足施工水域作业条件的起重船——“长大海升”3200吨双臂架起重船。该浮吊额定起重能力3200T，前后主钩中心间距5.375m，横向双臂架中心间距24m，甲板两侧共布设2台400K移动绞车，横向间距为42m，“长大海升”共设8个锚，每个锚重达10T，允许吊装工作角度范围为40°～67°，钢塔吊装时，始末工作角度分别为60.5° 和65°，载重2200T时吃水深度为5.5m，满载时吃水深度为6.5m。考虑到滑移竖转接近钢塔垂直状态时，水平摩擦力较大，仅通过驳船的锚固力难以平衡。唯一可行的办法就是采用“双机抬吊——长大海升3200+正力2200”的起吊方式。

　　 所谓“双机抬吊”，顾名思义，就是以两台吊机作为吊装的主吊机，通过对设备吊装重量在两台吊机之间合理分配，使两台吊机所承受的重量分别在各自吊装允许的性能范围内，从而完成设备的吊装作业。这种起吊方法具有极大的风险性。首先，在钢塔吊装的过程中，两艘起重船舶必须保持高度的一致性，起吊时必须协调一致，提升速度保持匀速同步;其次在起吊到一定高度后，要经过几次变幅和竖转环节，增加了难度和风险。面对如此复杂和艰巨的任务，项目部的技术人员没有胆怯，他们通过精确计算，制定出了详细完善的“双机抬吊”的吊装方案，并多次组织有关人员进行技术交底和岗前培训，以如履薄冰、如临深渊的审慎态度，多次进行桌面演练、模拟起吊，终于制定出了详细、完善可行的吊装方案。

　　 整个吊装过程首先由“长大海升”起重船主吊钩向上起升32.34米，“正力”起重船不动，钢塔底部距离水面16.9米。在提升到17.6米时，钢塔顶部开始进入“长大海升”起重船两臂架之间。为了保证钢塔在起重船两臂架支架之间的空间尽可能大，同时受主吊点位置影响，此时“长大海升”起重船臂架为60.5 度并非最佳起重状态，必须变幅至最佳作业角度65度。两艘起重船船体保持不动，“长大海升”起重船向上变幅4.5度，使起重船达到65度的最佳起重状态。同时“正力”起重船完成从60度到50度的变幅动作，减少船舶前移的距离。处于最佳作业状态的起重船可以进行垂直起升作业了。接着“正力”起重船继续向前移动3米并调整好位置，“长大海升”起重船主吊钩提升5.41米;“正力”起重船继续向前移动3米，“长大海升”起重船主吊钩提升4.22米;“正力”起重船继续向前移动3米，“长大海升”起重船主吊钩提升2.59米。最后“正力”起重船主钩先下放一定高度，再前移一段距离，重复上述动作循环下去，直到 “正力”起重船下放16.5米，同时前移24.74米，“长大海升”起重船不动，完成钢塔竖转。

　　 难题之二：吊点选择正确与否关乎起吊安全风险大小

　　 钢索塔整体吊装施工是一个非常复杂的系统，吊装设备为3200T浮吊，由于吊装角度不断发生变化。在满足吊装高度要求的情况下，钢结构塔身与3200t双臂架变幅式浮吊起重臂架要无干涉。“双浮吊抬吊”的首要工作，就是如何选择最佳吊点。位置太高吊具安装空间不够，位置太低又满足不了船舶起重能力要求，同时由于钢塔构造影响，吊点位置不能任意移动，给吊装作业带来了困难。

　　 为了既满足起吊吨位的要求，又要保证起吊安全，港珠澳大桥CB04合同段项目施工团队可谓殚精竭虑，多次召开专题会研究吊装方案，组织设备管理人员、吊具操作人员和起重指挥人员一起商量对策，研究具体实施步骤，发动大家展开讨论，集中群体的智慧。有时，为了一个细节，大家据理力争，互不相让，争论得面红耳赤，正是由于大家的激烈的“争吵”，才使吊装方案日趋完善，万无一失。经过对钢塔的高度以及浮吊吊高的限制等的精确计算，项目技术团队选择了一个最佳吊点 ——吊点设置在塔顶往下约36.7m处，即主塔Z10节段底端往下0.86m。有了吊点，还要制造一个连接起重船和钢塔的吊装工具。139#和140#墩钢塔上吊具采用抗弯扭性能强、吊装工艺方便的箱梁式结构。吊具采用箱梁式结构，分别连接钢塔及可浮动吊臂，通过φ168mm高性能无接头绳圈与起重船吊钩连接。两吊点横桥向间距为24m，与浮吊两吊钩间横向距离相同。下吊具采用桁架式结构，安装于钢塔底部。下吊具通过无接头绳圈与“正力2200”浮吊连接。为了适应钢塔竖转过程中不断变化的姿态要求，设计人员将上吊具两端设计成竖向可以360度自由转动。

　　 难题之三：如何将这个庞然大物准确无误地安装到Z0节段上

　　 然而，当完成钢塔竖转以后，新的难题又出现了：如何将这个庞然大物准确无误地安装到Z0节段上?

　　 钢塔滑移竖转过程中，人们的眼睛通常只会注视着钢塔的姿态变化，可是项目部的测量员们却在另一边通过测量仪器观测起重船及运输船轴线偏位情况、起重船吊钩同步和偏角等，当然在吊具两端平衡梁上还安装了倾斜仪，控制整过滑移竖转过程歪拉、斜吊等不利工况。

　　 千难万难难不倒充满智慧的CB04标的工程技术人员。首先当钢塔完成转体后，开始拆除“正力”起重船与下吊具连接的销轴。连接解除完成后，“正力”起重船绞锚往珠海方向后退，同时提前安排船舶配合“长大海升”两侧的牵引索安装至钢塔底部。

　　 起重船吊住钢塔向桥塔基础移动，至Z0节段上方时停止前进，启动“长大海升”上两侧的40T卷扬机对钢塔底部进行牵引调直，下放钢塔至Z0上方1米左右停止，移动起重船逐渐调整到最佳安装位置。为了保证钢塔能准确的落到Z0节段顶面，Z0节段的四个角事先安装了导向限位装置，顶部高出Z0顶面50厘米，向外侧成5度倾角，保证钢塔下放有足够的空间。在钢塔底部和Z0顶部横桥向两侧安装了临时匹配连接件，钢塔端设置100吨千斤顶和直径13厘米的圆柱形插销。钢塔下放靠近导向，精确调整起重船位置，使钢塔沿导向装置顺利下放，至完全落在Z0节段顶面，启动千斤顶顶进插销，插销底部用卡板锁紧。起重船继续松钩，至完全不受力状态。安装Z0与Z1节段顺桥向两侧外连接板，解除起重船吊钩。安装内侧连接板，拆除导向限位装置和临时匹配连接件，完成其他连接板安装。至此完成钢塔吊装。

　　 在实际吊装过程中，情况要比笔者叙述的复杂的多，每一次的海况、天气都有很大的区别，可以说，每次吊装都要经过精心策划和精确计算，在计算机上进行模拟操作，用最先进的方法和最科学的手段保证吊装成功。也可以说，每次吊装的过程都是精心组织、精心指挥、齐心协力、协同作战的过程，是群体智慧升华的过程。

　　 为了做好组织、指挥和协调工作，确保钢塔安全、快速、准确地吊装，实现钢塔成功吊装的目标，项目部成立了钢塔吊装专门工作小组，工作小组的同志们为了使方案更加完善可行，经常通宵达旦地工作，接连几个月都没有好好地休息一天。正是他们这种勇于拼搏和无私奉献的精神，才使得“建设世界级跨海通道，为用户提供优质服务，成为地标性建筑”的目标成为可能。

　　 如果说，海豚形钢塔是屹立在伶仃洋上的丰碑，那么，这座丰碑就是由广东长大人的智慧与汗水凝结而成。事实证明，不管做任何事，只要大家把团队中每个人的智慧融为一体，就是大智慧;把每个人的力量凝聚在一起，就是不可战胜的力量。

　　 (作者单位系广东省长大公路工程有限公司)

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