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摘要:某船用柴油机厂房港池工程将桥式行车运行轨道从主厂房延伸到海上，港池式码头上部结构设计为露天跨钢结构形式，超重超长构件的海上吊装是本工程施工的一大难题。本文简要阐述了钢结构吊装方案，总结了施工过程中的要点和控制措施；并重点介绍了海上部分吊装工艺流程，为类似工程施工提供了参考。
关键词:港池；海上；起重船；吊装
中图分类号：TU973 文献标识码：A 文章编号：
1 工程概况
某船用柴油机制造工业厂房临近出海航道的右岸，拟建1个1000吨级港池式泊位码头，将主厂房内250t重型桥式行车运行轨道延伸至海上，保证柴油机出厂后实现海上装运。整个码头从主厂房端部延伸到海上，总长度264m，跨度38m，最大柱距26m，共18个轴线组成，分为海上和陆上部分。其中，海上部分港池泊位长105m，宽26.2m，承台下部采用墩台式栈桥式结构，基础采用φ1000mm预应力混凝土管（PHC）桩，每个墩台平面尺寸8m×11.55m，厚2.8m，并采用2m宽栈桥连接；陆上部分基础采用φ500mm PHC管桩混凝土承台。承台上部为露天跨钢结构，钢柱为四肢钢管格构柱，柱顶布置大跨行车梁及制动系统。
图1 港池钢结构照片
四肢钢管柱结构设计分上、下段；其中，下段长度为25.74m，平面尺寸3.3m×1.6m，主肢截面为Φ478×10，缀管截面Φ194×10，Φ180×8；上段长度2.59m,平面尺寸1.8m×1.6m，截面规格相同；单根钢柱重量达到了31.89t。吊车梁采用鱼腹式结构，最大跨度26m，高度4.3m，单榀重量38.8t；吊车梁制动系统设置有槽钢制动桁架、角钢水平支撑、垂直支撑和12mm的制动板。
2 钢结构吊装方案
整个工程分陆上、海上两部分安装施工，根据本工程特点，陆上部分采用常规吊装方案，故在此不进行详细阐述，仅对海上部分安装施工进行重点论述。
陆上部分钢结构安装施工：利用150t履带吊在场内行走吊装，并配备2台25t汽车吊进行制动系统拼装和吊装；海上部分待土建承台施工完毕后，利用设计航道泊位进场120t浮吊起重船进行吊装，同时陆上设置大型吊机配合进行构件吊装转运，起重船先将构件进行倒运至承台，然后进行起重吊装。
图2 港池平面图
海上部分钢结构安装施工：
（1）首先根据钢柱长度选择臂长42m臂，半径12m起重能力32t的浮吊起重船，并复核满足吊车梁吊装。浮吊起重船要求选用可回转式，保证吊装过程中的移动和回转；最终考虑到就近原则选用120t可回转式单扒杆起重船。
（2）根据船体特征：船长，船宽，满载吃水深度，及起吊倾斜角度等参数，实测出吊装范围的水深及涨落潮时间，确认船体行走范围，使港池尺寸满足船体技术参数要求。
（3）确定构件装船位置，陆上采用150t履带吊将钢柱平躺装船；考虑到船体大小和额定起重量有限，无法实现自身在起重船上起吊，将钢柱先平躺卸运到承台上部。
（4）利用两个承台面作为钢柱着地点，移动船体和摆动臂杆来实现柱顶起吊；钢柱柱脚应临近待吊装位置杯口处，并在起重过程中绑扎固定以防止滑脱。
（5）钢柱起吊前应设置好缆风绳，钢柱就位时简单进行初校；钢柱临时固定到位后脱钩，然后再进行二次校正，减少海上风、浪对钢柱安装精度的影响。
图3 港池钢结构吊装照片
3 吊装工艺流程及要点
结合海上吊装的特点，钢结构吊装整个流程如下：
图4 钢结构吊装流程图
吊装工艺要点：
（1）海上吊装机械选用是重点，在租用浮吊起重船时需要重点考虑：构件的特性、运行区域水深和港池空间尺寸、以及起重臂回转覆盖区域；确保租用的起重船满足吊装工艺要求。
①、钢柱吊装臂长选取考虑吊装高度和半径幅度，吊装高度为钢柱总长+钢丝绳高度（取吊点间距S的两倍）+吊钩间距+安全起吊高度；取25.74+6.6+2+1=35.34m，吊装半径取18m，则臂长选用40m及以上。
②、120t可回转浮吊起重船，浮吊船长48m、宽18m、深3.5m，吃水深度1.8m；40m臂船边最大起重量42t；因此租赁船体时应根据各个船体参数进行现场的驳船条件实测，确认满足现场停船和吊装要求。
③、承台面平面尺寸5.8m*4m，两承台最小间距15.88m；满足钢柱的放置和起吊要求。
（2）钢柱需要提前确定平躺下的重心和起吊钢丝绳绑扎位置，确保浮吊起重船装运和起吊构件过程中安全和效率。
（3）钢柱柱顶吊耳、卸扣和钢丝绳要求提前设置到位，考虑到上柱较短（2.59m），可上下柱整体吊装，吊耳仍设置在下柱柱顶四肢外侧。
（4）钢柱的起吊过程应缓慢，构件的吊装和就位通过转动桅杆吊臂来实现单机回转；为确保钢柱吊装安全，要求必须提前进行空载试吊。
（5）吊車梁吊装可采用钢板钩形式，采用两组对边四点吊装，方便吊装梁的装卸；同时吊车梁两端设置缆风绳控制方向和调整位置。
（6）制动系统大量采用了槽钢、角钢支撑；考虑到工效和特点，可先将小构件堆放在承台或栈桥上，采用卷扬机进行吊装。
4 质量安全控制措施
（1）为了保证钢柱安装时轴线定位，应将基础上划出每根钢柱的纵横十字线，并将十字线引伸到承台面上，以便钢柱的中心线与纵横十字线对齐。
（2）钢柱吊装精度控制是质量控制重点，主要控制项为钢柱垂直度和柱顶牛腿顶标高值。安装过程中通过设置工装牛腿、楔块，利用千斤顶进行柱脚定位和标高校正，并利用柱顶缆风绳进行垂直度校正。由于承台位于海上的特殊性，钢柱吊装过程中无法实现四面缆风绳垂直度校正，因此需要将柱脚校正与柱顶垂直度校正同时结合，确保校正精度。
图5 钢柱柱脚校正示意图
（3）钢柱吊装前应设置钢爬梯、防护绳等安全措施，保证钢柱吊装后实现解钩，顺利安装柱间支撑和吊车梁及制动系统。
（4）浮吊使用不同于陆域吊装机械，不能单独作业，浮吊在作业时必需伴有系列的专业船泊配套使用，同时租赁锚艇用于给浮吊抛锚及精确定位。
（5）由于临近岸边，海上作业期间可租用小型渔船作为船体操作人员通勤工具，同时兼做应急救生船进行吊装作业全程监护。
5 总结
随着我国货运物流行业的发展，海运的继续发展是重中之重，而限制我国海运发展的不是航运网络，而是海运基础设施性能及其操作能力两大因素，所以在未来临海临港工业区大型的船坞、港池会越来越多的开工建设，其涉及的水、陆吊装也给施工带来一定的难度，如何合理经济、安全高效的完成整个港池钢结构吊装施工；正是本文案例留给日后类似工程宝贵的施工经验。
关键词:港池；海上；起重船；吊装
中图分类号：TU973 文献标识码：A 文章编号：
1 工程概况
某船用柴油机制造工业厂房临近出海航道的右岸，拟建1个1000吨级港池式泊位码头，将主厂房内250t重型桥式行车运行轨道延伸至海上，保证柴油机出厂后实现海上装运。整个码头从主厂房端部延伸到海上，总长度264m，跨度38m，最大柱距26m，共18个轴线组成，分为海上和陆上部分。其中，海上部分港池泊位长105m，宽26.2m，承台下部采用墩台式栈桥式结构，基础采用φ1000mm预应力混凝土管（PHC）桩，每个墩台平面尺寸8m×11.55m，厚2.8m，并采用2m宽栈桥连接；陆上部分基础采用φ500mm PHC管桩混凝土承台。承台上部为露天跨钢结构，钢柱为四肢钢管格构柱，柱顶布置大跨行车梁及制动系统。
图1 港池钢结构照片
四肢钢管柱结构设计分上、下段；其中，下段长度为25.74m，平面尺寸3.3m×1.6m，主肢截面为Φ478×10，缀管截面Φ194×10，Φ180×8；上段长度2.59m,平面尺寸1.8m×1.6m，截面规格相同；单根钢柱重量达到了31.89t。吊车梁采用鱼腹式结构，最大跨度26m，高度4.3m，单榀重量38.8t；吊车梁制动系统设置有槽钢制动桁架、角钢水平支撑、垂直支撑和12mm的制动板。
2 钢结构吊装方案
整个工程分陆上、海上两部分安装施工，根据本工程特点，陆上部分采用常规吊装方案，故在此不进行详细阐述，仅对海上部分安装施工进行重点论述。
陆上部分钢结构安装施工：利用150t履带吊在场内行走吊装，并配备2台25t汽车吊进行制动系统拼装和吊装；海上部分待土建承台施工完毕后，利用设计航道泊位进场120t浮吊起重船进行吊装，同时陆上设置大型吊机配合进行构件吊装转运，起重船先将构件进行倒运至承台，然后进行起重吊装。
图2 港池平面图
海上部分钢结构安装施工：
（1）首先根据钢柱长度选择臂长42m臂，半径12m起重能力32t的浮吊起重船，并复核满足吊车梁吊装。浮吊起重船要求选用可回转式，保证吊装过程中的移动和回转；最终考虑到就近原则选用120t可回转式单扒杆起重船。
（2）根据船体特征：船长，船宽，满载吃水深度，及起吊倾斜角度等参数，实测出吊装范围的水深及涨落潮时间，确认船体行走范围，使港池尺寸满足船体技术参数要求。
（3）确定构件装船位置，陆上采用150t履带吊将钢柱平躺装船；考虑到船体大小和额定起重量有限，无法实现自身在起重船上起吊，将钢柱先平躺卸运到承台上部。
（4）利用两个承台面作为钢柱着地点，移动船体和摆动臂杆来实现柱顶起吊；钢柱柱脚应临近待吊装位置杯口处，并在起重过程中绑扎固定以防止滑脱。
（5）钢柱起吊前应设置好缆风绳，钢柱就位时简单进行初校；钢柱临时固定到位后脱钩，然后再进行二次校正，减少海上风、浪对钢柱安装精度的影响。
图3 港池钢结构吊装照片
3 吊装工艺流程及要点
结合海上吊装的特点，钢结构吊装整个流程如下：
图4 钢结构吊装流程图
吊装工艺要点：
（1）海上吊装机械选用是重点，在租用浮吊起重船时需要重点考虑：构件的特性、运行区域水深和港池空间尺寸、以及起重臂回转覆盖区域；确保租用的起重船满足吊装工艺要求。
①、钢柱吊装臂长选取考虑吊装高度和半径幅度，吊装高度为钢柱总长+钢丝绳高度（取吊点间距S的两倍）+吊钩间距+安全起吊高度；取25.74+6.6+2+1=35.34m，吊装半径取18m，则臂长选用40m及以上。
②、120t可回转浮吊起重船，浮吊船长48m、宽18m、深3.5m，吃水深度1.8m；40m臂船边最大起重量42t；因此租赁船体时应根据各个船体参数进行现场的驳船条件实测，确认满足现场停船和吊装要求。
③、承台面平面尺寸5.8m*4m，两承台最小间距15.88m；满足钢柱的放置和起吊要求。
（2）钢柱需要提前确定平躺下的重心和起吊钢丝绳绑扎位置，确保浮吊起重船装运和起吊构件过程中安全和效率。
（3）钢柱柱顶吊耳、卸扣和钢丝绳要求提前设置到位，考虑到上柱较短（2.59m），可上下柱整体吊装，吊耳仍设置在下柱柱顶四肢外侧。
（4）钢柱的起吊过程应缓慢，构件的吊装和就位通过转动桅杆吊臂来实现单机回转；为确保钢柱吊装安全，要求必须提前进行空载试吊。
（5）吊車梁吊装可采用钢板钩形式，采用两组对边四点吊装，方便吊装梁的装卸；同时吊车梁两端设置缆风绳控制方向和调整位置。
（6）制动系统大量采用了槽钢、角钢支撑；考虑到工效和特点，可先将小构件堆放在承台或栈桥上，采用卷扬机进行吊装。
4 质量安全控制措施
（1）为了保证钢柱安装时轴线定位，应将基础上划出每根钢柱的纵横十字线，并将十字线引伸到承台面上，以便钢柱的中心线与纵横十字线对齐。
（2）钢柱吊装精度控制是质量控制重点，主要控制项为钢柱垂直度和柱顶牛腿顶标高值。安装过程中通过设置工装牛腿、楔块，利用千斤顶进行柱脚定位和标高校正，并利用柱顶缆风绳进行垂直度校正。由于承台位于海上的特殊性，钢柱吊装过程中无法实现四面缆风绳垂直度校正，因此需要将柱脚校正与柱顶垂直度校正同时结合，确保校正精度。
图5 钢柱柱脚校正示意图
（3）钢柱吊装前应设置钢爬梯、防护绳等安全措施，保证钢柱吊装后实现解钩，顺利安装柱间支撑和吊车梁及制动系统。
（4）浮吊使用不同于陆域吊装机械，不能单独作业，浮吊在作业时必需伴有系列的专业船泊配套使用，同时租赁锚艇用于给浮吊抛锚及精确定位。
（5）由于临近岸边，海上作业期间可租用小型渔船作为船体操作人员通勤工具，同时兼做应急救生船进行吊装作业全程监护。
5 总结
随着我国货运物流行业的发展，海运的继续发展是重中之重，而限制我国海运发展的不是航运网络，而是海运基础设施性能及其操作能力两大因素，所以在未来临海临港工业区大型的船坞、港池会越来越多的开工建设，其涉及的水、陆吊装也给施工带来一定的难度，如何合理经济、安全高效的完成整个港池钢结构吊装施工；正是本文案例留给日后类似工程宝贵的施工经验。