简介
1915
年在图尔基耶跨越圣安娜卡勒海峡（达达尼尔海峡）的恰纳卡莱大桥是世界上最长的悬索桥，主跨度为 2023
米。
桥梁施工方法的发展取决于现场限制，特别是海峡的环境条件和航运交通。
为了确保施工进度，主梁安装需要 8
台 450
吨的缆载起重机。
在两个月内，完成了约 3.3
公里长的主梁安装工程。
创新设计的起重架安装在主缆上，以最大限度地减少对航道的干扰，最大限度地在关键路径外进行预装配，避免使用浮吊。
主梁施工的挑战
需要完成安装的主梁总长度为 3563 m ，见图 1 。共有 153 个节段，吊杆间距大部分间距为 24 m ，重量在 300 吨 ~420 吨之间。
图 1 桥梁基本信息
主承包商 DLSY 授予了 DLT 工程合同，负责设计、供应和监督主梁吊装，包括自架设和自拆卸系统，以架设 143 个主梁段，其中大部分为悬臂施工。
成功完成起重作业需要克服几个挑战：
? ?anakkale
海峡（达达尼尔海峡）是繁忙的国际航运通道。因此，尽量减少对海上交通的干扰非常重要。
?在悬索桥中，大多数施工操作是连续的，不能并行进行。因此，主缆施工必须在桥塔施工完成后，类似地，主梁、主缆安装完成后才能开始安装吊杆。引入一些灵活性施工策略可以降低成本，并且可能提前完工，在“ BOT
”模式下，对是总承包商而言是一种激励。
? ?anakkale
海峡的地形使桥址上风很大。从马尔马拉海到爱琴海和补偿暗流返回更多的盐水。减小环境因素对施工进度的影响是关键。
缆载吊机避免了使用浮式起重机。主塔附近主梁节段的安装没有应用浮吊。
解决方案概述
与 DLSY 和桥梁设计师 COWI 的早期参与和合作，促使 DLT 能够为该项目开发特定的解决方案。它们最大限度地减少了对航道和鱼类丰富水域的干扰，降低了成本，有助于整个项目的早日完成。 DLT 提供了八台缆载吊机和两个自架设系统，以实现以下目标：
?无需浮吊即可自行架设八台缆载吊机，如图 2 所示。
自行安装给计划带来了灵活性，允许缆载吊机与主缆施工同时进行预装。
?仅在两个月内就架设了将近 3.3 km 的主梁，如图 3 所示。缆载吊机串联工作，如图 4 所示，可架设重量达 826 t 、长 48 m 的双节段，对航道的干扰最小。
?通过制定特殊方案，在主塔附近架设主梁段，消除了浮吊需求。
主梁缆载吊机说明
缆载吊机是支撑在主缆上的可移动设备，如图 5 所示。缆载吊机的承载能力（ 450 吨）不包括钢绞线、锚、吊梁和连接板的重量，因此是净承载能力。
图 5 缆载吊机
DLT 将其设计为在役风速高达 20m/s ，以最大限度地减少大风对施工进度的影响。为了缩短主梁安装周期，对 DLT 设备进行了优化，以提供更高的运行速度，如图 6 所示。
图 6 缆载吊机技术参数
当串联运行时，一个完整主梁安装周期约需 11 小时。一天最多可完成四个串联主梁安装。
每个主梁缆载吊机架包括钢结构主桁架，通过枢转元件连接到位于主缆上的移动系统，使得主桁架由于自重而自调平，但在主梁架设操作期间旋转以使其垂直轴线与钢绞线（吊索）对齐。选择这样的几何结构是为了确保门架通过猫道，其重心位于支撑点下方，如图 7 所示。
图 7 带组件的缆载吊机
所有起重设备均位于此处。拼接位置的选择不仅是为了运输限制，也为了适应自架设。每个门架都有两个 294 吨的绞合千斤顶，用于将主梁节段输送驳船提升至其最终高度，高于水位 70 米以上。钢绞线千斤顶的提升 / 降低速度为 45 m/h ，只需要不到两小时的时间来清理航道。
钢绞线束从钢绞线千斤顶顶部通过钢绞线导向器送入反卷机。为了减少总循环时间，反卷机是有动力的，可以像绞车一样操作，将起重梁带到交付驳船上。
卸载时，这将系统降低速度提高到 70 m/h ，每个操作周期节省一小时。
运动系统是流线型的，由主缆支撑。它是为之前的项目（ Ascaso Til 和 Sancho Santamaría ， 2021 ）开发的，并针对这些主桁架进行了改进，这些主桁架比之前重 30% ，并结合了任何经验教训。运动系统有两种配置，一种用于提升，另一种用于移位，如图 8 所示。
图 8 吊装时的移动系统立面图：吊装阶段（上图）移动阶段（下图）
在每根主缆上，两个负载转移滑块将龙门架的重量从起重支架转移到轮式转向架上，见视频 1 。铸造的尼龙轮子的形状适合主缆和夹具，改善了载荷分配。 由于每个转向架只有一个滑块，所以需要一个扭力箱来保证稳定性。 永久索夹两侧的铝制坡道使车轮能够顺利地滚到电缆夹上，见视频 2 。一个连接到主缆上坡处的锚点的绞车，是以 35 米 / 小时的速度上坡的驱动力，见视频 3 。
当主缆的坡度太小，仅靠重力就能将龙门架移到索夹上时，提供了一个 15t 容量的绞车，将龙门架顺着主缆移动。在提升和移动操作中，对主桁架的纵向约束是由索夹的抗滑性提供的。
在这个项目中，要求吊装梁（分配梁）与主梁上的吊杆锚固装置相连接，利用销孔进行吊索更换。这消除了对主梁上的临时吊耳和相关加固的需要。然而，这使得吊装梁更重，因为它必须跨越 38 米。
为了在移动过程中避免与吊索冲突，两端都需要有滑动（伸缩）梁，图 9 。每个缆载吊机上的所有液压设备都是由位于起重钢绞线千斤顶附近的两个电力驱动的液压动力装置提供动力。液压动力装置和控制室的电源由机载柴油发电机提供。所有主要功能都由中央计算机系统控制，该系统包括安全联锁，以防止不安全操作，并允许从一台计算机操作多达四个缆载吊机。从主缆猫道上的梯子可以进入主桁架上的平台。我们仔细考虑了为维护和操作所有设备提供安全通道的问题。
图 9 主梁与吊装梁（分配梁）
主梁架设
主梁安装于 2021 7
月 20
日在主跨开始，于 2021 9
月 21
日安装完毕。
?串联提升将吊装工作和水上焊接的工作量减少了一半；
?内部开发的 DLT 计算机控制系统是安全执行这些工作的关键；可避免交叉角荷载分布，这可能导致龙门架或永久工程的超载；
?跨中的中央主梁段为单台缆载吊机。设计并提供了一种特殊的提升（分配）梁，该提升梁带有坡度调整系统，可适应重心误差，如图 10 所示；
图 10 带斜坡的提升梁：单层升降机调整系统
?针对每个主塔附近的四个单主梁节段，制定并实施了使用两个串联起重架和先前安装的主梁边缘保护的特殊方案，如图 11
所示；
图 11 桥塔附近的单层节段升降机
?在所有焊接完成后， 2021
年 12
月，六个主梁节段在每个主塔上被拼装为两个大梁段（每个 3
块），如图 12
所示，施工时共使用四个缆载吊机。
图 12 桥塔主梁节段吊装
这是使用浮吊和临时吊架的替代方案。它带来了方案灵活性和成本节约。它还提高了质量和安全性，因为三个主梁节段、主塔主梁节段和与其相邻的两个主梁节段焊接在关键路径外的临时工作平台上，并作为一个重量超过 1200t
的块体提升到其最终位置。
缆载吊机自架设介绍
在主缆上安装缆载吊机是关键路径上的一项复杂操作，根据选择的方法，可能会对施工方案产生重大影响。为了建造 1915?anakkale
大桥，需要在主跨的中跨处安装主跨起重机，以便从跨中开始向桥主塔设桥面，随后需要在边跨桥墩旁边安装边跨起重机，从边跨开始朝向主塔架设主梁。
有各种传统方法将起重架安装到主缆上，例如使用浮吊在主缆较低点安装缆载吊机，或使用塔式起重机在主塔附近安装缆载吊机。
如果采用浮吊用于在一次操作中安装起重门架，它们需要具有大的起重能力（本桥约为 200
吨）和到达主缆最低点的能力（例如，本桥跨中约为 105
米，侧跨安装位置约为 130
米）。具有这种特性的浮式起重机租用费用昂贵，需要提前很久预订。
桥塔附近的架设受塔式起重机的容量和范围控制，在关键路径上需要大量临时工程和施工时间。它还要求将起重机重新定位到第一个主梁节段提升位置，主缆在其整个长度上压实，所有主缆带在重新定位期间安装有锚固点。所有这些都将对该方案产生重大影响。与两种传统方法相比，为本桥的提升门架开发的自架设方法具有若干优势。
?沿主缆随时随地架设；在几个小时内离开航道，从而最大限度地减少对通航的影响。
?由于主跨缆载吊机的自拆卸方案，主缆缠绕和桥面铺装作业在桥面架设完成前的中跨开始。
缆载吊机的自架设依赖于将缆载吊机分成三个子组件，并提供一种使用辅助结构将其输送至主缆层的方法，以完成组件，并将主桁架降低至主缆上。本质上，自架设（图 13
）可分为以下部分：
图 13 自架设施工过工程
?在驳船上安装带有缆载吊机子组件的自架设系统；
?将驳船运送至主缆下方的自立位置；
?从驳船上起重并提升自架设系统，直至主缆水平；
?通过滑出门架端部并提升门架来组装门架中段；
?机架自重向主缆的荷载传递；
?将自架设系统降低至驳船；
?驳船运送至装配场，开始下一个龙门架的循环。
缆载吊机自架设系统
组件自架设系统是一个机械化系统，由多个部件组成：一对支撑起重梁、其顶部的两个栈桥和位于角落的四个千斤顶托架，每个托架都配有一个 185t
容量的自立式钢绞线千斤顶（ AscasoTil
等人， 2022
）。
自架设系统有两种配置：图 14
所示的提升配置，直到机架完全组装并支撑在主缆上；以及图 15
所示的下降配置，用于将空的自架设系统降回到驳船上。
图 14 自架设提升配置
图 15 自架立系统下降
使用猫道服务绞车安装在主缆上的自架设索夹与锚点（图 16
），为提升配置的自架设线束提供主缆上锚定点，以保持自架设系统和机架的自重。
图 16 自立式主缆锚
自架设作业开始时，主桁架中心段位于两个自架设栈桥之间，每个主桁架端部段支撑在栈桥滑道梁顶部的滑靴上。门架端部位于不同的高度，位于门架中心部分上方，并靠近桥梁中心线，以便在提升过程中安装在猫道之间。两个卷扬机用于将龙门架端部向外滑动，以便使用四个 15t
千斤顶将主桁架中部提升。
在主缆上组装并降低整个主桁架后，主桁架的起重千斤顶通过降低吊索连接到空的自架设系统，以将其降低回驳船支架，如图 15
所示。
由于自架设操作的位置，无法通过外部方式进入自架设系统，该系统需要一套全面的平台，以便在不同阶段进入多个位置，以安全操作设备，监督和协调滑动和提升操作，连接或断开元件。
钢结构和设备的再利用
从概念设计阶段开始，自架设系统的设计原则是重复使用机架的其他元件，以降低解决方案的经济成本和环境影响，使其对客户更具吸引力。这不仅适用于钢结构部件，也适用于液压和电气设备。自架设系统需要跨越主缆之间的距离，该距离与主梁提升梁跨越的距离相同。
这些钢结构成对组装，为自架设系统提供支撑，成为系统的主要钢结构元件，并承受显著的弯矩。由于需要两个自架设系统，因此重复使用侧跨提升梁，这种布置节省了大约 200
吨钢结构。
每个起重机架均配备一台 1t
电动服务绞车，用于将柴油和其他物资提升至机架。其中两台绞车与滑轮和施工块一起使用，以向外移动龙门端部。边跨起重机的绞车用于两个自架设系统。 1t
服务绞车位于顶层，靠近一根主缆的中心线，便于在完成以下工作后使用猫道服务绞车进行安装：用于下坡门架下坡移动的 15t
容量绞合千斤顶在自架设系统中重新使用，以提升两个门架端部之间的门架中心部分。
现场反馈
使用了两个自架设系统来加快主缆顶部龙门架的安装过程，使施工团队能够交错进行关键作业，并完成关键路径以外的其他准备工作。
2021 6
月 20
日至 7
月 13
日，四个主跨缆载吊机在主缆上自行安装，如图 17
所示，允许在主跨上开始主梁安装操作。
图 17 第三主跨门架自架设
2021 7
月 29
日至 8
月 11
日，四个主跨缆载吊机安装在主缆上后，主跨上的桥面架设立即开始，并继续平行进行，同时独立团队进行了四个边跨缆载吊机的自架设，见图 18
。不包括关键路径以外的活动，即在装配场进行预装配，以及调试时，缆载吊机可在 2
或 3
天内自行安装。
图 18 第一边跨（亚洲侧）自架设作业
拆卸
可以通过使用传统的反向安装方法或将其重新定位到靠近主梁的主缆的较低部分，以便通常使用主梁上的起重机将其逐个拆卸。这座桥的边跨缆载吊机是通过类似于后者的方式拆除的。
将缆载吊机从桥塔重新定位到主缆的适当位置，如图 19
所示，靠近主梁水平，缆载吊机的自重转移到主梁上的一组支架上。
图 19 边跨龙门架被重新安置在靠近主梁的位置
主桁架分为几个子组件，每个子组件均由位于边跨桥墩周围地面上的门架从桥梁上拆除。然而，在桥塔附近使用类似的自立程序的顺序相反，如图 20
所示。
图 20 主跨门架正在自行拆除至桥塔的旁边
每个主桁架分为三个子组件，并通过自拆卸系统下降到主梁水平。随后，这些子组件通过起重机从主梁移动到桥塔旁边的驳船上。
?方案效率，因为每个缆载吊机可以在桥塔附近的几天内下降到主梁高度，特别是在主梁安装完成之前就可以开始主缆缠丝；
?自安装系统和自拆卸系统之间的最小变化。使用相同的主要组件，但对配置进行了少量添加或更改，需要客户进行非常小的投资。自拆卸系统主要介绍了以下要求：
?用于将自拆卸系统与机架对齐的对中导轨系统，前者在主缆层接近后者；
?不同的绞车布局，以向内滑动端部桁架段，并为系统中引入的负载提供合适的负载路径；
?自拆卸所需的 250
米长钢绞线比自架设所需的 150m
长钢绞线具有更大容量的钢绞线卷取机。
?额外的几何要求，以避免由于较大的主缆倾斜而导致不同项目之间的冲突，即自拆卸系统、猫道、缆载吊机子组件和主缆。
使用了两个自拆卸系统，每个塔旁一个。自拆除作业的准备工作于 2022
年 1
月上半月进行，所有四个主跨缆载吊机于 2022
月下半月成功自拆除，见图 21
。
图 21 最后两个主跨缆载吊机下降时的桥梁整体视图
结语
本文阐述了成功建造 1915
年恰纳卡莱大桥桥面所面临的挑战。强调开发解决方案，以解决具体的项目限制，并满足总承包商的方案要求。对现有技术进行了改进，生产出最先进的缆载吊机，在两个月内架设了近 3.3
公里的主梁。制定了特殊方案，在不需要浮式起重机的情况下，在桥塔附近安装主梁段。
开发并成功实施了一种在主缆上安装主梁升降架的创新解决方案。自架设系统是一种快速、多功能、安全和经济的方法，用于在悬索上安装缆载吊机。它也可以在稍作修改后用于拆除桥塔上的主跨起重机。
