馬林大橋超高墩超寬梁塔吊選型與布置

彭 文 華

(中鐵十七局集團(tuán)第六工程有限公司，福建 福州 350014)

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馬林大橋超高墩超寬梁塔吊選型與布置

彭 文 華

(中鐵十七局集團(tuán)第六工程有限公司，福建 福州 350014)

基于馬林大橋的實(shí)際情況，介紹了該大橋超高墩的施工方案，分析了塔吊的主要參數(shù)與選型過程中需考慮的因素，并闡述了塔吊的布置方式，提高了高墩橋梁的施工效率，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

橋梁，主墩，塔吊，施工方案

高墩柱橋梁施工，隨著墩柱高度的增加，難度也在逐漸加大，施工資源的投入也相應(yīng)增多，施工安全、質(zhì)量要求更高。如何通過合理地進(jìn)行機(jī)械設(shè)備的組合搭配，確保高墩橋梁施工能優(yōu)質(zhì)高效、安全環(huán)保地進(jìn)行，并且最大化的提高工作效率、控制資源投入、降低施工成本，是高墩橋梁施工過程中需要我們認(rèn)真研究的部分。

塔吊，是現(xiàn)代工業(yè)與民用建筑的主要施工機(jī)械之一，近年普遍使用到高墩及連續(xù)梁等橋梁建設(shè)之上。它的主要特點(diǎn)是工作高度高、幅度大、覆蓋范圍廣、視野開闊、適用性強(qiáng)，不受地形條件限制，并且塔吊技術(shù)性能和安全性能均極為成熟穩(wěn)定。本文以福建省三明長深高速公路連接線馬林大橋施工塔吊的使用為例，談?wù)勊踉诟叨諛蛄菏┕ぶ羞x型和布置的過程。

1 工程簡介

福建省三明長深高速公路連接線位于福建省西北部三明市境內(nèi)，是市區(qū)與動(dòng)車站的雙向六車道快速通道。

馬林大橋?yàn)榉蛛x式橋梁，左幅14跨、長度514 m，由3×30 m T梁+(42+76+42)m懸澆連續(xù)箱梁+(3×40+4×30)m T梁組成，右幅13跨、長度522 m，由4×26.5 m T梁+(42+76+42)m懸澆連續(xù)箱梁+(5×40+2×30)m T梁組成，懸澆箱梁跨越峽谷，正處于互通匝道交匯、分離處，單幅橋面寬度25.5 m，左、右幅內(nèi)側(cè)翼板凈距最大為12 m，最小為10 m。懸澆連續(xù)箱梁左4號、右5號、左5號、右6號主墩采用鋼筋混凝土變截面薄壁空心橋墩，高度分別為69 m，84 m，104 m，97 m，均處于地面縱向坡度約1∶1的陡峭地勢上，原地貌為高大松木森林，無任何既有道路，便道設(shè)計(jì)異常艱難，施工場地相當(dāng)狹窄，各種材料、設(shè)備進(jìn)場困難。

2 施工方案

馬林大橋四個(gè)主墩為本標(biāo)段乃至全線控制性工程，為順利完成這四個(gè)主墩的施工，項(xiàng)目部制定了詳細(xì)的馬林大橋主墩專項(xiàng)施工方案。由于馬林大橋施工便道條件差(Z形便道，縱坡近40°)，材料運(yùn)輸十分困難，且墩身高度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出汽車吊的工作范圍，項(xiàng)目部經(jīng)過方案比選，采用塔吊負(fù)責(zé)四個(gè)主墩的施工運(yùn)輸。

3 塔吊的選型

馬林大橋主墩施工地形條件復(fù)雜，墩高約百米，移動(dòng)式塔吊無法使用，故采用固定式塔吊，固定式塔吊的種類根據(jù)裝設(shè)位置的不同，分為附著自升式和內(nèi)爬式兩種，根據(jù)馬林大橋主墩施工特點(diǎn)，內(nèi)爬式塔吊不適用于本工程，故選擇附著自升式塔吊。

3.1 塔吊的主要參數(shù)選擇

塔吊在選型過程中，首先應(yīng)確保塔吊的主要參數(shù)能滿足施工需要，塔吊選型考慮的主要參數(shù)為：起重量、起重力矩、起升高度、工作幅度。起重量是塔吊容許起升物料的最大分量，應(yīng)考慮吊物、吊具等凡是作用于吊勾的全部重量。起重力矩是起重量與幅度的乘積，額定起重力矩為額定起重量與幅度的乘積。起升高度是指塔吊吊具的最高工作地位與塔吊的水準(zhǔn)地平面之間的垂直高差。工作幅度是指塔吊作業(yè)半徑，應(yīng)考慮作業(yè)半徑能滿足施工平面需要。

3.2 馬林大橋塔吊選型考慮因素

馬林大橋連續(xù)箱梁梁面寬25.5 m，邊墩跨長為46 m，塔吊中心與梁體邊緣應(yīng)保持1.5 m以上的安全距離，因此考慮作業(yè)半徑應(yīng)在50 m以上。

馬林大橋最高主墩為左幅5號墩，墩身高度為104 m，塔吊基礎(chǔ)比承臺頂面低3 m，連續(xù)梁高大高度為5 m，梁體掛籃主桁架高度3 m，塔吊安全高度考慮5 m，則在不考慮塔吊間高度錯(cuò)開的情況下，左幅5號墩塔吊起升高度應(yīng)不小于120 m。

馬林大橋施工過程中起吊物主要有鋼筋、墩身模板、施工作業(yè)平臺、連續(xù)梁0號塊模板、掛籃模板等。其中起吊頻率最大的是鋼筋和模板，鋼筋可按具體吊點(diǎn)進(jìn)行適當(dāng)?shù)牟鸪纸?，部分模板因高空施工條件限制設(shè)計(jì)為不可分解，需要整體起吊。經(jīng)過對掛籃模板和其他各施工所需材料的統(tǒng)計(jì)分析，0號塊側(cè)面模板重量2.8 t，最大起吊距離為27.8 m，在整個(gè)施工過程中起吊難度最大，另考慮到掛籃主桁架的吊裝、直線段施工材料的轉(zhuǎn)運(yùn)和模板拆除，參照周邊地形條件為便于后期部分材料直接從過渡墩便道上吊運(yùn)，同時(shí)結(jié)合墩身高度、施工場地平面布置、總體施工技術(shù)方案以及成本投入，本著保證塔吊使用過程中安全、實(shí)用、高效、可靠的原則，最終選用TC5613-6型塔吊。該塔吊最大工作幅度56 m，便于在困難地形條件下轉(zhuǎn)運(yùn)材料，最大起升高度可達(dá)220 m，滿足工作幅度和左幅5號墩起吊高度120 m的需求，且該型號塔吊在16.25 m吊幅內(nèi)可吊重6 t,在29 m吊幅內(nèi)可吊重3.02 t,完全能滿足0號塊側(cè)模的起吊要求。

4 塔吊的布置

根據(jù)馬林大橋四個(gè)主墩的位置布置，若在左幅4號墩右幅5號墩之間設(shè)置一臺塔吊雖然能節(jié)約部分成本，但0號塊邊模起吊距離約40 m，而TC5613-6型40 m吊幅時(shí)最大起吊重量為2 t，無法滿足0號塊側(cè)模2.8 t的起吊要求。同理左幅5號墩和右幅6號墩共用一臺塔吊也無法滿足要求。另根據(jù)馬林大橋的總體施工組織設(shè)計(jì)，墩身施工周期長達(dá)180 d，連續(xù)梁施工工期更需要222 d，占全線總工期24個(gè)月的56%，且前期征地和基礎(chǔ)施工已經(jīng)耽擱了一定的時(shí)間，后續(xù)的墩身連續(xù)梁施工工期非常之緊。考慮到施工任務(wù)重、工期緊，而施工所需的所有材料只能通過塔吊進(jìn)行運(yùn)輸，起吊頻率高，連續(xù)梁梁體施工時(shí)起吊高度大、周期長，兩個(gè)墩柱共用一臺塔吊在施工的高峰期無法滿足吊次要求，因此為不影響馬林大橋整體工期，4個(gè)主墩各設(shè)置1臺塔吊，共投入4臺。

根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際左幅6號和右幅4號連續(xù)梁邊墩處均有便道經(jīng)過、場地相對平坦，而從邊墩到主墩便道下坡坡率大，過彎難度大，材料運(yùn)輸極為困難，為便于后期可直接從邊墩旁的便道吊運(yùn)材料，故在左幅5號和右幅5號墩處采用56 m臂長。而左幅4號墩和右幅6號墩靠近山體，且周邊無材料存放點(diǎn)，與臨近塔吊距離分別為48.6 m和43.2 m，為減少施工起吊過程中的相互干擾，分別選用44 m和38 m臂長，該臂長不僅能滿足覆蓋面和供應(yīng)面的需要，同時(shí)也相應(yīng)的減少了成本的投入。

根據(jù)現(xiàn)場條件，將塔吊基礎(chǔ)位置分別設(shè)置于承臺左側(cè)邊緣，左幅4號墩和右幅5號墩采用人工挖孔樁配承臺作基礎(chǔ)，左幅5號墩和右幅6號墩地基條件好，采用擴(kuò)大基礎(chǔ)。在滿足地基承載力的前提又保證塔吊與電梯留有一定的距離，相互之間不會干擾。同時(shí)將塔吊設(shè)置于墩身側(cè)面，更有利于附著設(shè)計(jì)。塔吊具體位置布置時(shí)還考慮到后期連續(xù)梁梁面施工，不能影響到0號塊、掛籃模板的吊裝，故設(shè)計(jì)時(shí)塔吊垂直邊緣與連續(xù)梁梁面翼板凈距預(yù)留70 cm。

在滿足施工需要的前提下，為保證每臺塔吊旋轉(zhuǎn)作業(yè)空間相對的獨(dú)立，分別將左幅5號墩和右幅5號墩兩臺具有重疊覆蓋區(qū)域的56 m臂長塔吊設(shè)置于不同高度，并安裝限位裝置，以避免在施工過程中出現(xiàn)不必要的干擾；另兩臺38 m和44 m臂長塔吊因無重疊覆蓋區(qū)，設(shè)置時(shí)不考慮高度錯(cuò)開。

以上是馬林大橋主墩塔吊選型與布置的過程，經(jīng)過后續(xù)施工實(shí)踐的檢驗(yàn)，該方案是合理可行的。不僅解決了便道運(yùn)輸和場地狹窄的困難，而且還提高了工作效率，縮短了工期，節(jié)省了勞動(dòng)力，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

5 結(jié)語

在實(shí)際施工過程中，每個(gè)工程都存在各自獨(dú)有的特點(diǎn)，在塔吊的選型與布置上不僅要確保塔吊各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)滿足要求，還要結(jié)合具體地形地貌環(huán)境、橋梁結(jié)構(gòu)形式、施工總體工期等因素，從安全、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等多方面進(jìn)行綜合比較確定。

[1] 李德虎.施工現(xiàn)場塔吊選型與定位布置[J].福建建材,2006(4)：90-91.

[2] 郭智博.聯(lián)體斜拉橋索塔施工塔吊選型與布置[J].民營科技,2011(4)：254.

[3] 王宏鈞.塔吊在高墩橋梁施工中的應(yīng)用[J].公路,2008(2)：62-66.

The type selection and arrangement of ultra high pier and ultra wide beam crane of Marin bridge

Peng Wenhua

(SixthEngineeringLimitedCompany,ChinaRailway17thBureauGroup,Fuzhou350014,China)

Based on the actual situation of Marin bridge, this paper introduced the construction scheme of ultra high pier of this bridge, analyzed the main parameters of tower crane and the factors needing attention in type selection process, and described the layout of tower crane, improved the construction efficiency of high pier bridge, achieved good economic benefits.

bridge, main pier, tower crane, construction scheme

1009-6825(2017)06-0207-02

2016-12-13

彭文華(1985- )，男，工程師

U445

A