論0#頂板塔吊施工設(shè)計(jì)及其對(duì)主結(jié)構(gòu)的影響

沈維成 （安徽省公路橋梁工程有限公司，安徽 合肥 230031）

國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，必將帶來鐵路公路的大力興建，對(duì)于跨度較大的橋梁施工，往往對(duì)作業(yè)面的吊裝依賴性較高，塔吊的位置選取兼顧經(jīng)濟(jì)性和現(xiàn)場(chǎng)施工的便捷性。文章結(jié)合具體工程項(xiàng)目介紹塔吊的選型以及塔吊和主梁結(jié)合的安全性，對(duì)于特殊條件下塔吊選型和布置提供了一個(gè)成功案例。

1 工程概況

壽縣淮河特大橋主橋橋跨布置為（120+200+120）m預(yù)應(yīng)力混凝土矮塔斜拉橋，全長(zhǎng)440m，索塔高35m。主橋上部結(jié)構(gòu)主梁采用單箱三室大懸臂斜腹板預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，箱梁頂板寬28.0m，最大懸臂長(zhǎng)度7.0m，懸臂外緣每隔4m（3.5m）設(shè)置一道加勁肋，加勁肋平均厚30cm；下部結(jié)構(gòu)主墩為雙肢薄壁墩，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，樁基按摩擦樁設(shè)計(jì)，由于施工場(chǎng)地的限制，擬將施工用塔吊安裝在0號(hào)塊的頂板上，頂板最薄處僅60cm，現(xiàn)需驗(yàn)算塔吊對(duì)0號(hào)塊的影響，以確保施工安全。

2 塔吊布置設(shè)計(jì)

主橋?qū)挾?8m，主跨200m，綜合考慮吊裝作業(yè)半徑，方便索塔和掛籃懸澆施工，在0號(hào)塊頂面索塔右側(cè)選用QTZ63C塔式起重機(jī)，根據(jù)其參數(shù)配置可知其工作有效周轉(zhuǎn)半徑為56m，最大起重量6t，可設(shè)置的最大獨(dú)立高度為40.5m，附著式最大高度可達(dá)100m以上，因本項(xiàng)目主塔高度35m，最大獨(dú)立高度在受控滿足范圍內(nèi)，為保證結(jié)構(gòu)安全富裕，特加扶墻桿件一道，施工現(xiàn)場(chǎng)垂直運(yùn)輸經(jīng)策劃滿足后期載重要求。由于塔式起重機(jī)為特種裝備，安裝使用前必須經(jīng)過檢查驗(yàn)收程序。斜拉橋施工塔吊為QTZ63(5810)塔機(jī)，塔吊距塔0.6m，平面布置圖見圖1。井字架形式安裝時(shí)，應(yīng)將井字架安裝在混凝土基礎(chǔ)上的4塊承重板上，用預(yù)埋螺栓組把井字架和0#塊混凝土連在一起。塔吊基礎(chǔ)類型為預(yù)埋支腿固定式基礎(chǔ)，面積2.5m×2.5m，基礎(chǔ)位于0號(hào)塊上，和0號(hào)塊做成一體，距離塔柱外邊線0.6m處。距離索塔橋面16m處，設(shè)置一道附墻桿件，如圖2。

圖1 0#平面布置圖

圖2 塔吊平面布置圖

3 塔吊安裝及拆除

3.1 塔吊安裝

塔吊采用汽車吊安裝，待基礎(chǔ)部分節(jié)段安裝完畢后，塔吊自行頂升加節(jié)，塔吊擬分次接高安裝，每次安裝高度應(yīng)結(jié)合施工來確定，另外附墻架隨塔吊升高及時(shí)安裝。

3.2 塔吊拆除

塔吊拆除作業(yè)應(yīng)遵循“工藝相同，程序相反”原則，塔吊說明書對(duì)此有嚴(yán)格詳細(xì)闡述。一般拆除步驟如下。

①塔吊自降標(biāo)準(zhǔn)節(jié)至最低（至橋面）因現(xiàn)場(chǎng)無堆放標(biāo)準(zhǔn)節(jié)場(chǎng)地，降下的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)應(yīng)由25t汽車吊裝車隨時(shí)運(yùn)出施工現(xiàn)場(chǎng)。

②逐步拆除塔吊卷揚(yáng)鋼絲繩，卷縮在起重卷揚(yáng)鋼絲繩滾筒上。將小車行走裝置掛到起重臂根部鎖死。

③拆除平衡重：采用130t汽車吊逐塊拆除塔吊配重塊，將拆下的配重吊到地面裝車運(yùn)出施工現(xiàn)場(chǎng)。

④拆除起重臂：用130t汽車吊吊住塔吊起重臂重心緩緩起鉤，解開拉桿，打出起重臂與增高節(jié)相連的銷軸，將起重臂吊至地面后拆解裝車。

⑤拆除平衡臂：拆除方法同起重臂拆除方法相同，將拆下的平衡臂可直接裝到運(yùn)輸車上。

⑥拆除塔帽：此部分為塔吊的最高部分，包括帶有平臺(tái)的扶手、司機(jī)室、梯子、拉桿。打開與回轉(zhuǎn)支撐連接的銷子，將其吊裝到運(yùn)輸車上運(yùn)出施工現(xiàn)場(chǎng)。

⑦拆除回轉(zhuǎn)：將四根鋼結(jié)構(gòu)軸孔用吊鎖吊住，并采取卡環(huán)固定。一同拆下引進(jìn)梁等部件，將其吊裝到運(yùn)輸車上運(yùn)出施工現(xiàn)場(chǎng)。

⑧拆除塔吊頂升套架，包括：三節(jié)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)、套架、走道平臺(tái)、扁擔(dān)梁、油缸、爬梯等，將其吊裝到運(yùn)輸車上運(yùn)出施工現(xiàn)場(chǎng)。

⑨拆除塔吊剩余標(biāo)準(zhǔn)節(jié)、過渡節(jié)，并將其吊裝到運(yùn)輸車上運(yùn)出施工現(xiàn)場(chǎng)。

⑩清理施工現(xiàn)場(chǎng)、清點(diǎn)物件，并將工具、輔助器具等裝箱，隨同已裝車的塔吊零部件一同運(yùn)出施工現(xiàn)場(chǎng)。

4 塔吊基礎(chǔ)與主結(jié)構(gòu)模型建立

本施工方案計(jì)算軟件采用Midas/Fea 3.6，根據(jù)圖紙建立空間實(shí)體模型。本模型中防止0號(hào)塊局部應(yīng)力集中，建立0#塊、主塔實(shí)體模型。

0#塊混凝土材料：C55；

邊界條件：墩底部固定約束、0號(hào)塊底板進(jìn)行豎向約束；

荷載：自重，塔吊通過承載板施加給0#塊的荷載。

圖3

5 塔吊基礎(chǔ)與主結(jié)構(gòu)受力工況分析

圖4 縱橋向正應(yīng)力（單位：MPa）

圖5 橫橋向正應(yīng)力（單位：MPa）

圖6 豎向正應(yīng)力（單位：MPa）

由圖4～圖5可知，0號(hào)塊的縱橋向和橫橋向正應(yīng)力較小，基本在1.33MPa～-1.89MPa之間（其中正值為拉應(yīng)力，負(fù)值為壓應(yīng)力，下同）。由圖6可知，豎向正應(yīng)力較大，應(yīng)力值在2.50MPa～-3.52MPa之間，局部有較大的拉應(yīng)力，發(fā)生在0號(hào)塊與墊板的交接處。由于縱橋向和橫橋向的正應(yīng)力值較小，下面只列出橋向0號(hào)塊與墊板交接區(qū)域的豎向正應(yīng)力值，見圖7。

圖7 塔吊與0號(hào)塊交界處豎向正應(yīng)力值（單位：MPa）

由圖7可知，該交接區(qū)域最大拉應(yīng)力為2.50MPa，最大壓應(yīng)力為-3.52MPa。由《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（JDJD62-2004）第7.2.8條，壓應(yīng)力，可知壓應(yīng)力滿足規(guī)范要求；拉應(yīng)力（其中 f'ck、f'tk取 C55 的值），同理拉應(yīng)力也滿足規(guī)范要求。

6 結(jié)語

由以上分析可知，施工方案中將塔吊安裝在0號(hào)塊混凝土頂板上，受力滿足規(guī)范要求，施工中應(yīng)保障0號(hào)塊的混凝土齡期，注重混凝土的養(yǎng)護(hù)工作，并在0號(hào)塊與塔吊交接之間做好安全構(gòu)造措施。在以后的具體實(shí)際工程應(yīng)用中，塔吊的選型及布置上應(yīng)綜合考核工期，經(jīng)濟(jì)效益，有的時(shí)候還要考慮主塔的結(jié)構(gòu)形式、規(guī)模、橋位地形條件等因素進(jìn)行綜合比較確定。