甬江特大橋索塔施工塔吊選型及布置

PAGEPAGE8甬江特大橋索塔施工塔吊選型及布置廈門工程有限公司寧波甬江大橋項目

葉派平歐陽潮摘要：隨著橋梁的發(fā)展，超過百米高的橋墩和數(shù)百米高的索塔已不再少見，此類工程施工對垂直運輸?shù)囊笤絹碓礁摺Ｔ诂F(xiàn)代橋梁高墩施工中，塔吊已基本上成為一種必不可少的垂直運輸起吊設(shè)備，其選型和布置不但是施工技術(shù)措施中不可或缺的重要組成部分，而且對施工工期有著重要影響。關(guān)鍵詞：索塔塔吊選型布置引言隨著橋梁中橋墩、索塔高度的不斷增加，其施工難度也在增大，施工中機具、設(shè)備的投入越顯重要，尤其是運輸、起吊設(shè)備的投入。為確保工程能夠優(yōu)質(zhì)高效、安全環(huán)保地完成施工，并且做到提高勞動效率、節(jié)省機具投入、節(jié)省施工成本，就必須對所投入的機械設(shè)備進行合理選擇和搭配。塔吊（又稱塔式起重機）以其鮮明的特點——工作高度大、幅度大、全回轉(zhuǎn)、服務(wù)范圍廣、視野開闊、適用性強等，已成為橋梁高墩、高塔施工中一種必不可少的垂直運輸起吊設(shè)備。橋梁施工中受施工環(huán)境、場地位置以及墩柱、索塔外形結(jié)構(gòu)等限制，施工組織設(shè)計中對于塔吊的選型、布置以及附著設(shè)置必須結(jié)合工程實際進行綜合系統(tǒng)的考慮，方可取得較完善的方案。1工程概況甬江特大橋是寧波市繞城高速公路東段的控制性和標(biāo)志性工程，采用四索面邊箱形鋼——混凝土疊合梁斜拉橋，跨徑組成為54＋166＋468＋166＋54m，全橋設(shè)雙塔，塔型采用雙菱形聯(lián)體索塔，塔高141.5m（含塔座），塔柱設(shè)上下兩道橫梁，上下橫梁均施加預(yù)應(yīng)力，橋塔錨固方式采用環(huán)向預(yù)應(yīng)力錨固。下橫梁以上部分塔柱內(nèi)外側(cè)面橫橋向斜率1/9.600，下橫梁以下部分塔柱外側(cè)面橫橋向斜率1/3.833，內(nèi)側(cè)面橫橋向斜率1/2.963，左右幅成對稱布置。塔柱采用變截面，從頂部至下橫梁處塔柱截面為4.0m×7.0m～4.0m×9.44m空心截面，下橫梁至塔柱底為4.0m×9.44m～6.0m×10.0m空心截面。全橋索塔混凝土量31346立方米，鋼筋總重8196噸。大橋工程屬亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，冬、夏盛行風(fēng)向隨季節(jié)而變化，夏季受熱帶海洋性氣團控制，盛行偏南風(fēng)，冬季受大陸冷氣團控制，盛行偏北風(fēng)。累年平均大風(fēng)（風(fēng)速≥17.2m/s，8級風(fēng)）日數(shù)為30.9天，工程影響區(qū)一年四季均可出現(xiàn)大風(fēng)天氣，出現(xiàn)頻率季節(jié)變化不太明顯，7～8月大風(fēng)日數(shù)略大于其它月份，主要也是因為熱帶氣旋影響。影響大橋工程區(qū)的主要災(zāi)害性天氣有熱帶氣旋、暴雨、龍卷、冰雹、雪、霧、颮等。索塔塔柱施工采用全自動液壓爬模法施工，上下橫梁采用鋼管支架法施工。圖1-1索塔一般構(gòu)造圖2塔吊選型塔吊的種類有軌道式、附著式、爬升式等。甬江特大橋雙菱形聯(lián)體索塔總高141.5m（含塔座），為確保索塔施工安全，優(yōu)先選擇附著自升式塔吊。吧塔吊型號選擇甚時，僚需根據(jù)橋梁工傷程不同的地理予環(huán)境位置、工虹程結(jié)構(gòu)特點和至施工技術(shù)方案敏等確定塔吊主溪要參數(shù)，從而教選擇合適的塔厚吊型號。塔吊親的主要參數(shù)有掠：工作幅度、塘起重量、起重偏力矩和起升高蓬度。塔吊工作部幅度又稱回轉(zhuǎn)能半徑或工作半踩徑，是塔吊選陜型時首先需要銷考慮的參數(shù)，鹽塔吊最大工作趙幅度必須滿足衣施工平面需要躁，塔吊工作幅摟度與塔吊布置若位置有關(guān)，需種結(jié)合施工技術(shù)戲方案進行考慮菜。塔吊起重量光包括最大起重輸量和最大工作碰幅度時的起重溪量兩個參數(shù)，裹起重量應(yīng)包括凳起吊物、吊具我、吊索等作用早于塔吊起重鉤挎上的全部重量咽。塔吊起重力澡矩是工作幅度池和與之相對應(yīng)專的起重量的乘鬼積，起重力矩崇是反映塔吊起編重能力的一項遺首要指標(biāo)，在非進行塔吊選型法時，初步確定蕩起重量和工作栗幅度參數(shù)后，之還必須根據(jù)塔恰吊技術(shù)說明書薪中給出的數(shù)據(jù)匠，核查是否超充過額定的起重忽力矩。塔吊起決重力矩一般控妙制在其額定起泉重力矩墨的扣75塞%鍬之下以保證作州業(yè)安全并延長負(fù)其使用壽命。和塔吊起升高度哪為基礎(chǔ)頂面至紀(jì)吊鉤中心的垂耳直距離，起升紡高度應(yīng)不小于桿橋墩、索塔等萌建筑物的總高重度加上起吊物底、吊具、吊索察和安全操作高寄度，同時應(yīng)滿溫足塔吊超出建呢筑物頂面障礙張物，如斜拉橋條索塔施工爬架沒、索塔頂避雷秘塔等。當(dāng)塔吊寧主要參數(shù)指標(biāo)透滿足施工需求抬時，還應(yīng)考慮仍每個橋梁工程豆的特殊要求，乳并擇優(yōu)選擇性夸能好、工效高去和費用低的塔頑吊。住甬江特大橋索婚塔在下橫梁處豐橫橋向最大寬沖度達花62.62m潔，施工起吊物害主要為鋼筋、訴索導(dǎo)管、模板瞞、液壓爬模、樣上下橫梁支架枝鋼管、主動橫挖撐鋼管、施工艙所需機具設(shè)備遮以及后期主梁冤施工期間托架悅鋼管、橋面吊溉機、鋼梁起吊毯龍門、斜拉索鈴等淘。鋪其中起吊頻率泛最大的是鋼筋者，其它起吊物趕頻率較低。起抽吊物中大部分警可進行適當(dāng)拆釘除分解，而斜溉拉索為不可分圈解單元，斜拉搏索中最長索單虜根重賤達紫21樹t沾，但因斜拉索壟起吊頻次有限抄并綜合塔吊投滅入費用，不考抖慮塔吊作為全府橋侵全部堪斜拉索的起吊美設(shè)備，對于斜怒拉索起吊單獨斧設(shè)置起吊桁架榮。根據(jù)索塔施隊工技術(shù)方案，洪施工期間最大填起吊物為索塔支施工液壓爬模馬系統(tǒng)，起重摘量吧5滿t睡，此時工作幅談度約漢30m束。展在甬江特大橋住塔吊選型時除翼考慮塔吊主要尿參數(shù)外，還綜姨合考慮了以下寒幾方面：甬江溜特大橋距入海妥口僅暑10笑km綿，每年夏季均恐受臺風(fēng)影響，雁臺風(fēng)襲擊時最甲大風(fēng)力可面達漫1筒2淋級，所以塔吊灘自身的抗風(fēng)性板能對施工安全第起著重要作用虜；索塔總高達閣141.5m玩，當(dāng)塔吊起吊綁高度較大時潤鋼絲繩極容易消攪到一起，則廁要求塔吊必須諒要通過構(gòu)造措串施很好地解決褲鋼絲繩打攪的疲問題；甬江特飽大橋索塔采用扎雙菱形聯(lián)體索耕塔，每座索塔屋設(shè)有四個塔柱光，施工過程中趁起吊物為普通盒橋梁索塔的兩莊倍，塔吊利用學(xué)率高，對塔吊濫的安全性和可趁靠性有更高的豈要求，并要求奇塔吊采用變頻游技術(shù)，確保塔星吊工作平穩(wěn)可繼靠盈；殲聯(lián)體索塔設(shè)計怕決定了施工任雁務(wù)的繁重，故蛋而在塔吊選型稼時要求塔吊附辰著數(shù)量盡量減李少，減少附著等數(shù)量，也能減百小塔吊對索塔正的應(yīng)力集中影狀響已；責(zé)甬江特大橋施全工區(qū)域為雷擊繪多發(fā)區(qū)域，要塔求塔吊要有完討善的防雷措施澤。激綜合甬江特大飲橋索塔高度、歸外形尺寸、施羊工場地布置、學(xué)起吊物組成、脆總體施工技術(shù)牙方案以及投入狀費用，本著保御證塔吊安全性五、實用性、高拒效性、可靠性起的原則，最終向選用波播坦絲MC栽170A找型塔吊。牌表醫(yī)2-1哈MC叫170A巡塔吊的性能指霉標(biāo)藥3花跟塔吊布置憶塔吊平面位置吼的選擇，對高牧效、安全地使?fàn)T用塔吊起著決喊定性的作用。棍塔吊布置位置博不當(dāng)，將可能盾降低塔吊利用捷率，如施工場伯地范圍內(nèi)存在勢盲點，有時甚體至危及塔吊安市全，如塔吊碰篩及周邊高壓線括或其它建筑物鄭、構(gòu)筑物。毫塔吊平面定位粗布置應(yīng)盡量滿較足霧以下畢各方面要求，莊當(dāng)個別要求無議法同時滿足時誓，可根據(jù)經(jīng)驗線進行綜合衡量俯，確定最合理托的布置方案豆，滿足叉塔吊工作幅度校的充分利用，虎使塔吊工作幅涼度覆蓋全部施圖工作業(yè)面，避訓(xùn)免存在施工盲槽點，可通過作良與塔吊作用半年徑一定比例的堅圓，而后在同灶比例施工平面殺圖中進行布置訓(xùn)定位。安滿足德塔吊起重能力嗎的合理利用，鼓塔吊起重量隨漿著工作幅度的雖增大而減小，句需結(jié)合一定范束圍內(nèi)的起吊物略重量確定塔吊繩位置。滿足周廁邊環(huán)境條件對趣塔吊的要求，仍塔吊布置時需服避開周邊的建左筑，如高壓線怨、民宅、道路淺等，需最大限料度地減少起吊候時起吊物從民專宅、道路上空序走過。滿足施聽工過程中設(shè)備裙、設(shè)施的空間響要求，如多臺陰塔吊交叉作業(yè)漏時占需滿足突相鄰塔吊的作衛(wèi)業(yè)要求。滿足首塔吊附著位置種及尺寸要求，由橋梁索塔結(jié)構(gòu)舉形式千變?nèi)f化誓，菱形煉、聽A倦字形、表倒東Y連形索塔上部向蟲內(nèi)收縮，塔吊亭布置時必須考鄰慮附著的可行姐性滑和安全割性阻。滿足塔吊基燈礎(chǔ)受力要求，適塔吊基礎(chǔ)必須駁牢固可靠，盡描量避免塔吊基痕礎(chǔ)設(shè)置于軟土牧地基上。滿足躍塔吊安裝、拆習(xí)除要求，塔吊偶起重臂、平衡拒臂長度較長，插且安裝、拆除眾時其朝向固定崖，在拆除時不您能碰及已施工呈建筑，尤其是寄斜拉橋斜拉索邀及懸索橋主纜宇。滿足施工工莊期要求，塔吊棉布置時盡量做頃到一次安裝即捐可完成全部起艷吊作業(yè)，避免禽施工過程中的叼塔吊轉(zhuǎn)換。滿彼足費用要求，繁應(yīng)考慮以最小湊的投入完成施尿工中的全部起懂吊作業(yè)。閑根據(jù)端甬江特大橋億施工現(xiàn)場實際斥，在施工區(qū)域災(zāi)內(nèi)無影響塔吊炒布置的高聳建務(wù)筑物，塔吊可望布置于施工區(qū)嘗域任意位置。椅雙壓菱形盈聯(lián)體情索塔下橫梁處快橫橋向達最大軍寬度，塔身上蒙部向內(nèi)縮小尺憶寸較大，在塔腥吊布置時需同寬時考慮此兩種扎工況下起吊物燦的重量及所需役的塔吊工作幅書度。根據(jù)各方稿面要求，甬江啄特大橋塔吊布習(xí)置有多種方案社可供選擇予：獨①很兩臺塔吊（一狠臺長臂，一臺莖短臂），分別脈布置于上、下襖游側(cè)，其中短損臂塔吊至索塔來施工完成后拆風(fēng)除，另一臺長廚臂塔吊直至全仁橋施工完成熊；級②蒙兩臺塔吊（均默為短臂），分霸別布置于上、基下游側(cè)，直至壯全橋施工完成蹦；附③驗兩臺塔吊（一這臺長臂，一臺老短臂），長臂均塔吊布置于左別右幅中間直至泄全橋施工完成柜，短臂塔吊布攤置于上游側(cè)或旨下游側(cè)至索塔孔施工完成后拆罪除茄；奮④阻一臺塔吊（長緊臂），布置于掙左右幅中間直植至全橋施工完御成。懲經(jīng)多面精心比岸較，最終選用塵方動案弊③仰。方綢案粥①炎、嘆②欺中，施工至上辛塔柱后因向內(nèi)逝收縮，則塔吊代附著增長，設(shè)毒置塔吊附著時問需設(shè)剪置芝強有力的鋼桁復(fù)架才能滿足受戴力要求樸；飄另外塔吊布置秘于上下游側(cè)將腳影響施工電梯新的布置，增加箭施工電梯布置摟難度瓦；貓并且方羽案震②景中塔吊投入費間用較大，兩臺月塔吊任何一臺安出現(xiàn)故障都將湊對索塔工期產(chǎn)回生影響。方間案衣④撿中單座索塔僅唱布置一臺塔吊漂，單臺塔吊需夠負(fù)責(zé)全部四個覽塔柱施工，則嘴塔吊不能完全川滿足施工需要借，且該布置方揪案要求塔吊任倒何時候都不能躍出現(xiàn)故障，否磁則將直接拖后煤索塔施工工期輩。羊方泉案擦③縣有如下特點：壓上下游僅一側(cè)崗布置塔吊，另株一側(cè)可很好地揉布置施工電梯化；犧減少長臂塔吊腸附著長度，并籌為對稱受力跑，受力合理碎；塔吊可以夫避工讓開橋面的平冒面位置范圍，饑不干擾主梁施啟工；兩臺塔吊懂均為一次安裝突即可完成全部文起吊作業(yè)；短甲臂塔吊至索塔腳施工完成后即智可拆除，節(jié)省葛了塔吊的投入塘；長臂塔吊工男作幅度覆蓋短圣臂塔吊，兩者潤附著設(shè)置時籍存在校相互影響；受磨成橋后索塔聯(lián)做體段及斜拉索撕影響，增加警了霸長臂塔吊拆除毀難度。約云午圖爹3-1杠總方后案需③仔塔吊布置示意填圖班在甬江特大橋拳塔吊布置過程唉中，還考慮了諸以下幾方面要棗求：根據(jù)施工稱現(xiàn)場布置，長肥臂塔吊工作幅武度覆蓋鋼筋加乎工場地，短臂磁塔吊覆蓋勁性歸骨架加工場地顛，節(jié)省了后場嚷加工場地的起潑重設(shè)備偶；兩臺塔吊與扒塔柱間的距離名必須滿足索塔挨液壓爬模碌系統(tǒng)的電爬升空間要求見。督4荷添塔吊附著設(shè)計它附著自升式塔漢吊隨施工進程爛向上頂升接高蹈，接高湖到怕塔吊燈設(shè)計的自由高注度后，必須使孫用錨固裝置將名塔身與橋墩、總索塔等建筑物李相聯(lián)結(jié)，形成嫂附著。通過附雜著使塔吊上部高傳來的水平力重、不平衡力矩憤以及扭矩傳給嬌建筑結(jié)構(gòu)；同乞時減小塔吊塔擋身的長細(xì)比，斑改善塔身結(jié)構(gòu)庭受力情況。梁附著設(shè)置方式拾、相互間距和虹附著距離等，傷本應(yīng)按出廠說勤明書中的規(guī)定嶄執(zhí)行，但因橋航梁索塔結(jié)構(gòu)與波房建結(jié)構(gòu)相比隊，截面尺寸變籍化大，塔吊布追置時基本無法評滿足說明書中盼的附著距離要激求，必須根據(jù)頌工程實際，按賴說明書中塔吊猾的自由高度和努附著的桿件角眼度對每道附著恢進行單獨設(shè)計出。氧甬江特大橋索沾塔采用全自動假液壓爬模法施嬸工，液壓爬模烤整體高度約極14m荒，施工時超出恰節(jié)段交界面著2m懼。索塔施工鋼遠(yuǎn)筋、勁性骨架氧長度為捧9m雷，混凝土節(jié)段強斜高查4.5m礙（垂直高度忠4.48m賓

勾），鋼筋頂標(biāo)然高與節(jié)段交界默面間高差最大匙時約繞3m魔，吊裝空間余列量按冰3m五考慮。則該液慢壓爬模系統(tǒng)及貨鋼筋將直接占講去塔吊山18m膠的丸自由高度。施吵工現(xiàn)場因短臂阻塔吊設(shè)置附著福后自由高度不浩足怖30m堪，只能滿足風(fēng)18m彈＋廊9m材=話27m我的施工要求，嚇故塔吊需每隔項9m蒙設(shè)置一道附著甲（臨時附著或噸永久附著）。按附著設(shè)計時密硬度大，為加快方附著安裝進度匯，對附著桿進魔行了優(yōu)化設(shè)計豪。嬸將附著桿與附炮著框、索塔塔蓬臂之間均采用私鉸接，同時將乞附著桿的一端你加工成可縮可滑伸的靈活端，貞安裝時可根據(jù)睛不同情況進行盈調(diào)節(jié)，且伸縮珍端亦可作為塔嫂身垂直度的調(diào)嶼節(jié)裝置。伯甬江特大橋地剪處濱海環(huán)境，李對于橋塔結(jié)構(gòu)圣的耐久性有很病高的要求，對就索塔表面的施牌工預(yù)埋件需進蒼行嚴(yán)格控制。撤以往工程中普島遍采用將預(yù)埋顛鋼板埋進混凝顧土表面，安裝權(quán)附著時進行焊胡接操作，造成鉆施工后不易取糖出、不易采用墳混凝土修補、非對索塔防腐形腎成不利影響等展。為確保結(jié)構(gòu)賊的耐久性，甬凡江特大橋塔吊表附著設(shè)計時，顫采用在索塔中賭預(yù)埋高強螺栓把套筒，在拆模約后通過高強螺預(yù)桿將連接鋼板釣錨固于索塔表訴面。此方法不割但將高空焊接連工作轉(zhuǎn)移至后看場，提高了鋼慧結(jié)構(gòu)的焊接質(zhì)都量，且在高空鄭中安裝、拆除病均相當(dāng)容易，政施工完成后可蛙拆出預(yù)埋高強王螺紋套筒，對茄塔