甬江特大橋索塔施工塔吊選型及布置

PAGEPAGE9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百米高的索塔已不再少見，此類工程施工對垂直運輸的要求越來越高。在現代橋梁高墩施工中，塔吊已基本上成為一種必不可少的垂直運輸起吊設備，其選型和布置不但是施工技術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、設備的投入越顯重要，尤其是運輸、起吊設備的投入。為確保工程能夠優(yōu)質高效、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、服務范圍廣、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、索塔外形結構等限制，施工組織設計中對于塔吊的選型、布置以及附著設置必須結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，全橋設雙塔，塔型采用雙菱形聯(lián)體索塔，塔高141.5m（含塔座），塔柱設上下兩道橫梁，上下橫梁均施加預應力，橋塔錨固方式采用環(huán)向預應力錨固。下橫梁以上部分塔柱內外側面橫橋向斜率1/9.600，下橫梁以下部分塔柱外側面橫橋向斜率1/3.833，內側面橫橋向斜率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氣候區(qū)，冬、夏盛行風向隨季節(jié)而變化，夏季受熱帶海洋性氣團控制，盛行偏南風，冬季受大陸冷氣團控制，盛行偏北風。累年平均大風（風速≥17.2m/s，8級風）日數為30.9天，工程影響區(qū)一年四季均可出現大風天氣，出現頻率季節(jié)變化不太明顯，7～8月大風日數略大于其它月份，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。塔吊型號選擇時，需根據橋梁工程不同的地理環(huán)境位置、工程結構特點和施工技術方案等確定塔吊主要參數，從而選擇合適的塔吊型號。塔吊的主要參數有：工作幅度、起重量、起重力矩和起升高度。塔吊工作幅度又稱回轉半徑或工作半徑，是塔吊選型時首先需要考慮的參數，塔吊最大工作幅度必須滿足施工平面需要，塔吊工作幅度與塔吊布置位置有關，需結合施工技術方案進行考慮。塔吊起重量包括最大起重量和最大工作幅度時的起重量兩個參數，起重量應包括起吊物、吊具、吊索等作用于塔吊起重鉤上的全部重量。塔吊起重力矩是工作幅度和與之相對應的起重量的乘積，起重力矩是反映塔吊起重能力的一項首要指標，在進行塔吊選型時，初步確定起重量和工作幅度參數后，還必須根據塔吊技術說明書中給出的數據，核查是否超過額定的起重力矩。塔吊起重力矩一般控制在其額定起重力矩的75%之下以保證作業(yè)安全并延長其使用壽命。塔吊起升高度為基礎頂面至吊鉤中心的垂直距離，起升高度應不小于橋墩、索塔等建筑物的總高度加上起吊物、吊具、吊索和安全操作高度，同時應滿足塔吊超出建筑物頂面障礙物，如斜拉橋索塔施工爬架、索塔頂避雷塔等。當塔吊主要參數指標滿足施工需求時，還應考慮每個橋梁工程的特殊要求，并擇優(yōu)選擇性能好、工效高和費用低的塔吊。萄甬江特大橋索爺塔在下橫梁處冒橫橋向最大寬境度達桃62.62m員，施工起吊物薯主要為鋼筋、定索導管、模板館、液壓爬模、弊上下橫梁支架疏鋼管、主動橫匪撐鋼管、施工短所需機具設備望以及后期主梁愚施工期間托架暑鋼管、橋面吊綠機、鋼梁起吊擦龍門、斜拉索牢等俱。君其中起吊頻率翼最大的是鋼筋鞋，其它起吊物員頻率較低。起號吊物中大部分透可進行適當拆秀除分解，而斜鍵拉索為不可分縱解單元，斜拉測索中最長索單胳根重易達在21糟t威，但因斜拉索獎起吊頻次有限始并綜合塔吊投門入費用，不考興慮塔吊作為全異橋伴全部鏟斜拉索的起吊敵設備，對于斜釣拉索起吊單獨附設置起吊桁架蒸。根據索塔施該工技術方案，靠施工期間最大液起吊物為索塔舒施工液壓爬模雄系統(tǒng)，起重顏量失5唉t獎，此時工作幅肉度約接30m灘。離在甬江特大橋冷塔吊選型時除鈴考慮塔吊主要欺參數外，還綜檢合考慮了以下震幾方面：甬江值特大橋距入海胡口僅頌10孝km嫌，每年夏季均轟受臺風影響，懂臺風襲擊時最前大風力可割達賓1徑2奮級，所以塔吊拌自身的抗風性士能對施工安全永起著重要作用??；索塔總高達輩141.5m雄，當塔吊起吊土高度較大時岡鋼絲繩極容易乞攪到一起，則閑要求塔吊必須盆要通過構造措烤施很好地解決駱鋼絲繩打攪的吊問題；甬江特煮大橋索塔采用靈雙菱形聯(lián)體索敬塔，每座索塔聯(lián)設有四個塔柱創(chuàng)，施工過程中車起吊物為普通山橋梁索塔的兩誓倍，塔吊利用意率高，對塔吊帽的安全性和可患靠性有更高的貿要求，并要求班塔吊采用變頻產技術，確保塔斜吊工作平穩(wěn)可畜靠高；嗚聯(lián)體索塔設計級決定了施工任福務的繁重，故瓶而在塔吊選型憐時要求塔吊附倦著數量盡量減襯少，減少附著訂數量，也能減敬小塔吊對索塔鎖的應力集中影匙響賴；狡甬江特大橋施秀工區(qū)域為雷擊板多發(fā)區(qū)域，要餡求塔吊要有完是善的防雷措施逆。案綜合甬江特大核橋索塔高度、醬外形尺寸、施菠工場地布置、弄起吊物組成、得總體施工技術惹方案以及投入亦費用，本著?；C塔吊安全性高、實用性、高腎效性、可靠性漸的原則，最終柔選用波礦坦修MC旁170A擁型塔吊。承表茂2-1吼MC漂170A狹塔吊的性能指澇標鄉(xiāng)3礦盯塔吊布置解塔吊平面位置鈔的選擇，對高酷效、安全地使禽用塔吊起著決士定性的作用。羨塔吊布置位置忠不當，將可能硬降低塔吊利用樓率，如施工場狡地范圍內存在妄盲點，有時甚芬至危及塔吊安畫全，如塔吊碰戶及周邊高壓線袍或其它建筑物六、構筑物。揮塔吊平面定位飯布置應盡量滿挨足鋒以下歉各方面要求，且當個別要求無惕法同時滿足時幫，可根據經驗閣進行綜合衡量繞，確定最合理恐的布置方案見，滿足式塔吊工作幅度兇的充分利用，浙使塔吊工作幅圖度覆蓋全部施冠工作業(yè)面，避害免存在施工盲米點，可通過作飾與塔吊作用半永徑一定比例的霧圓，而后在同僅比例施工平面狠圖中進行布置嫂定位。仆滿足腥塔吊起重能力淘的合理利用，刻塔吊起重量隨滴著工作幅度的舌增大而減小，早需結合一定范德圍內的起吊物翠重量確定塔吊區(qū)位置。滿足周痰邊環(huán)境條件對食塔吊的要求，識塔吊布置時需使避開周邊的建造筑，如高壓線許、民宅、道路攤等，需最大限北度地減少起吊汽時起吊物從民濟宅、道路上空孝走過。滿足施膏工過程中設備奉、設施的空間喝要求，如多臺花塔吊交叉作業(yè)燦時士需滿足捆相鄰塔吊的作至業(yè)要求。滿足晶塔吊附著位置畏及尺寸要求，殺橋梁索塔結構史形式千變萬化半，菱形雞、勒A嫩字形、牢倒鴨Y疏形索塔上部向出內收縮，塔吊利布置時必須考丹慮附著的可行呼性帶和安全套性羨。滿足塔吊基宴礎受力要求，蛋塔吊基礎必須洗牢固可靠，盡辟量避免塔吊基廁礎設置于軟土壇地基上。滿足頓塔吊安裝、拆櫻除要求，塔吊輪起重臂、平衡蓮臂長度較長，探且安裝、拆除菜時其朝向固定恒，在拆除時不三能碰及已施工禿建筑，尤其是孝斜拉橋斜拉索鐮及懸索橋主纜肥。滿足施工工礦期要求，塔吊外布置時盡量做掃到一次安裝即切可完成全部起垂吊作業(yè)，避免欲施工過程中的繩塔吊轉換。滿詳足費用要求，順應考慮以最小過的投入完成施企工中的全部起這吊作業(yè)。付根據蘋甬江特大橋惠施工現場實際秩，在施工區(qū)域以內無影響塔吊賴布置的高聳建腐筑物，塔吊可財布置于施工區(qū)蒸域任意位置。嗚雙巨菱形殘聯(lián)體切索塔下橫梁處玻橫橋向達最大斗寬度，塔身上護部向內縮小尺涂寸較大，在塔飄吊布置時需同萌時考慮此兩種責工況下起吊物抹的重量及所需娃的塔吊工作幅袖度。根據各方蒼面要求，甬江徒特大橋塔吊布斃置有多種方案恢可供選擇陣：稅①彈兩臺塔吊（一壩臺長臂，一臺秀短臂），分別肅布置于上、下堤游側，其中短旗臂塔吊至索塔什施工完成后拆它除，另一臺長稀臂塔吊直至全瓣橋施工完成艘；學②頓兩臺塔吊（均栽為短臂），分鼻別布置于上、腔下游側，直至懶全橋施工完成時；至③宿兩臺塔吊（一梨臺長臂，一臺陜短臂），長臂蛙塔吊布置于左深右幅中間直至進全橋施工完成助，短臂塔吊布元置于上游側或侍下游側至索塔騰施工完成后拆屈除憶；童④頃一臺塔吊（長登臂），布置于始左右幅中間直莊至全橋施工完擺成。粱經多面精心比枯較，最終選用已方唇案濕③默。方疏案燥①春、禮②肢中，施工至上灣塔柱后因向內儉收縮，則塔吊拐附著增長，設鞠置塔吊附著時垂需設如置總強有力的鋼桁褲架才能滿足受面力要求林；挺另外塔吊布置久于上下游側將濟影響施工電梯娘的布置，增加皂施工電梯布置綁難度塑；膛并且方卻案踢②盜中塔吊投入費保用較大，兩臺瞧塔吊任何一臺愁出現故障都將乓對索塔工期產爪生影響。方島案務④床中單座索塔僅尸布置一臺塔吊傭，單臺塔吊需斃負責全部四個固塔柱施工，則烤塔吊不能完全恩滿足施工需要賀，且該布置方灘案要求塔吊任誼何時候都不能橋出現故障，否矩則將直接拖后硬索塔施工工期昨。桶方閃案盟③糠有如下特點：宮上下游僅一側嬌布置塔吊，另瘋一側可很好地兄布置施工電梯細；株減少長臂塔吊丹附著長度，并鏡為對稱受力雅，受力合理緞；塔吊可以非避諸讓開橋面的平鐘面位置范圍，艷不干擾主梁施負工；兩臺塔吊絹均為一次安裝平即可完成全部埋起吊作業(yè)；短玻臂塔吊至索塔陡施工完成后即魄可拆除，節(jié)省年了塔吊的投入斬；長臂塔吊工遼作幅度覆蓋短膜臂塔吊，兩者牢附著設置時奔存在揉相互影響；受候成橋后索塔聯(lián)佛體段及斜拉索湖影響，增加粗了破長臂塔吊拆除歐難度。頸圖卵3-1嫌麥方邀案撫③情塔吊布置示意精圖暑在甬江特大橋殊塔吊布置過程謙中，還考慮了蒸以下幾方面要續(xù)求：根據施工盒現場布置，長羞臂塔吊工作幅星度覆蓋鋼筋加擦工場地，短臂兔塔吊覆蓋勁性魄骨架加工場地幕，節(jié)省了后場杰加工場地的起忘重設備喪；兩臺塔吊與將塔柱間的距離傭必須滿足索塔恰液壓爬模補系統(tǒng)的書爬升空間要求閑。驗4演秤塔吊附著設計鏟附著自升式塔撐吊隨施工進程再向上頂升接高紅，接高角到次塔吊載設計的自由高傘度后，必須使介用錨固裝置將敢塔身與橋墩、摔索塔等建筑物膽相聯(lián)結，形成丘附著。通過附東著使塔吊上部隱傳來的水平力應、不平衡力矩速以及扭矩傳給僻建筑結構；同鮮時減小塔吊塔劃身的長細比，跪改善塔身結構林受力情況。青附著設置方式眾、相互間距和蓮附著距離等，驚本應按出廠說押明書中的規(guī)定泥執(zhí)行，但因橋依梁索塔結構與肺房建結構相比級，截面尺寸變傾化大，塔吊布掃置時基本無法屑滿足說明書中顏的附著距離要掩求，必須根據書工程實際，按轟說明書中塔吊貢的自由高度和鐘附著的桿件角匯度對每道附著咸進行單獨設計銀。謠甬江特大橋索格塔采用全自動副液壓爬模法施殼工，液壓爬模框整體高度約舅14m抹，施工時超出身節(jié)段交界面指2m谷。索塔施工鋼殖筋、勁性骨架涌長度為信9m瘋，混凝土節(jié)段使斜高秋4.5m傍（垂直高度廢4.48m惹孩），鋼筋頂標故高與節(jié)段交界瞞面間高差最大喜時約訪3m棕，吊裝空間余窗量按成3m殖考慮。則該液溉壓爬模系統(tǒng)及鞏鋼筋將直接占店去塔吊梳18m瘦的使自由高度。施趴工現場因短臂裝塔吊設置附著理后自由高度不仿足躬30m毫，只能滿足短18m泊＋音9m怕=島27m萌的施工要求，笛故塔吊需每隔懂9m減設置一道附著潛（臨時附著或數永久附著）。汗附著設計時密歐度大，為加快報附著安裝進度踏，對附著桿進秀行了優(yōu)化設計瞎。栽將附著桿與附閱著框、索塔塔申臂之間均采用辟鉸接，同時將跨附著桿的一端道加工成可縮可縮伸的靈活端，西安裝時可根據裁不同情況進行弊調節(jié)，且伸縮映端亦可作為塔益身垂直度的調征節(jié)裝置。是甬江特大橋地結處濱海環(huán)境，乎對于橋塔結構掌的耐久性有很匪高的要求，對佳索塔表面的施盆工預埋件需進鼠行嚴格控制。西以往工程中普獄遍采用將預埋遣鋼板埋進混凝明土表面，安裝裹附著時進行焊以接操作，造成綱施工后不易取遣出、不易采用艦混凝土修補、躍對索塔防腐形寄成不利影響等途。為確保結構勒的耐久性，甬駕江特大橋塔吊巖附著設計時，從采用在索塔中虹預埋高強螺栓忌套筒，在拆模辟后通過高強螺軋桿將連接鋼板永錨固于索塔表燈面。此方法不倆但將高空焊接絞工作轉移至后何場，提高了鋼崗結構的焊接質盼量，且在高空捆中安裝、拆除球均相當容易，亞施工完成后可縫拆出預埋高強系螺紋套筒，對睬塔身耐久性和蝴外觀質量不存故在不利影響。柿圖格4-1礦債塔吊及附著布耽置現場照片5結語民橋梁工程中蝴橋賭墩、震索掠塔施工屬于高盜空作業(yè)，工作染面狹小，塔吊振的選型與布置扭是施工的關鍵火，將直接影響霜到全橋的總工培期。而塔吊的灘選型和布置是頂一個綜合分析澤的過程，應根伴據每個橋梁的幅結構形式、規(guī)待模、橋位地形婦條件等實際情養(yǎng)況和施工要求噸，結合現場妥場地藝條件，掌握各猾項參