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港珠澳大桥海豚塔海上整体吊装施工方案研究

摘要：港珠澳大桥江海直达船航道桥主塔顺桥向外形呈“白海豚”状，塔重约

3060t，其中Z0节段约500t，整体段约2560t，属带装饰的异型超重钢塔

结构，因桥位处海况复杂，台风较多，分节段安装施工工期长，且无法保证高空

焊接质量。为保证大桥主塔的施工质量，拟采用主塔工厂整体段加工，浮运至海

上，整体安装到位的方案，将高空作业地面化，海上作业工厂化，为世界桥梁建

设创造性地提供了中国智慧方案，为以后的国内外高耸桥梁建设提供一定的参考。

关键词：港珠澳大桥，超重异型，海上钢主塔整体吊装

港珠澳大桥江海直达船航道桥位于伶仃洋西滩，为中央单索面三钢主塔斜拉

桥，通航孔主跨258m，根据设计图纸，主塔编号为138号、139号和140

[1]

号。主塔顺桥向外形呈“白海豚”状，属带装饰的异型钢塔结构，工厂加工时将

主塔从下往上分成Z0～Z12共13个节段，其中Z0节段长3.5m，重约500t，

因桥位处海况复杂，台风较多，分节段安装施工工期长，且无法保证高空焊接质

量。为优化海上施工方案，设计单位创新性地提出“将高空作业地面化，海上作

业工厂化”的方案，将Z0节段工厂成型后单独安装在承台顶面，其余主塔的Z1～

Z12节段在工厂加工成整体段后由驳船运到施工现场，通过大型浮吊一次性起吊

安装在Z0节段上。考虑异型超重钢主塔海上整体吊装施工在国内外均无借鉴案

例，施工单位选取施工条件相对较好的140号主塔做海上整体吊装施工方案研

究，140号主塔Z1～Z12整体吊装段长105m，重约2560t。

1海上整体吊装施工的控制因素

1)施工区域海况复杂：桥位处影响施工的热带气旋主要集中在6月～10月，

平均每年2.3个，极值年份达到6个，瞬时阵风6级～9级，极值瞬时阵风12

级，潮汐为不规则半日潮混合潮型，涨潮时由外海涨向珠江口，水深约5m～7

m，退潮时由珠江口退向外海，水深约3.5m～5.5m；2)施工区域船舶航线繁

忙：桥位附近分布有九洲客运码头，通航的客运船舶较多，不能在施工区域长期

禁航，施工船舶易受快速航行的客运船舶影响，上下浮动较大；3)异型塔整体吊

装难度大：140号主塔整体段长105m，重约2560t，构件重心和机械设备应

力精确计算较难，易受不确定因素影响，为保证安全，管理局对吊装机械设备安

全储备富裕量的要求较高；4)吊装期间船舶调度难度大：主塔整体段吊装时需不

断调整平驳船和浮吊的锚位，锚艇易受既有锚位钢丝绳的影响。

2施工方案综合比选

根据项目总工期和建安费的要求，结合海上整体吊装施工的控制因素，初步

提出两个施工方案进行综合比选：

施工方案一(抬吊竖转方案)：主塔整体段在工厂加工好后，由“幸运海”平

驳船运输到施工海域，“长大海升”3200t浮吊和“正力”2200t浮吊首尾抬

吊提升竖转，转体完成后，“正力”2200t浮吊脱钩离场，“长大海升”3200

t浮吊将主塔单独吊装就位。

此方案具有以下特点：1)平驳船上固定主塔的支架安装方便，海上运输稳定

性高，受复杂海况的影响较小；2)两艘浮吊首尾抬吊主塔，结构受力明确，不确

定因素对主塔吊装的影响较小，吊装机械设备安全储备富裕量大；3)主塔提升一

定高度后，平驳船撤出施工水域，锚艇调整锚位的作业空间大，有助于加快主塔

吊装工作，需要申请的施工区域禁航时间较短；4)主塔吊装期间，可监控构件变

形的位置较多，吊装作业安全保障度高；5)抬吊竖转方案所需船舶较多，调度难

度大，船舶租赁费用较高；6)抬吊竖转方案需要增加下吊具和平衡梁，施工费用

较高。

施工方案二(滑移竖转方案)：主塔整体段在工厂加工好后，由“幸运海”平

驳船运输到施工海域，“长大海升”3200t浮吊单独在上吊点处提升主塔，倾

斜一定角度后，主塔底部开始缓慢滑移，滑移完成后，竖向提升主塔，将主塔吊

装就位。

此方案具有以下特点：1)为方便主塔底部滑移，平驳船甲板上安装有不锈钢

板，此时固定主塔的支架安装复杂，海上运输稳定性差，受复杂海况的影响大；

2)浮吊单独滑移提升主塔，结构受力不明确，滑移前主塔底部易出现局部破坏，

滑移后主塔易出现滑移速度过快，导致平驳船与浮吊相撞，不确定因素对主塔吊

装的影响较大，吊装机械设备安全储备富裕量小