斜拉橋施工中塔式起重機(jī)的選型與布置探析

黃潤(rùn)鵬，吳凡言，趙劍鋒

（廣西建工集團(tuán)建筑機(jī)械制造有限責(zé)任公司，廣西 南寧 530299）

塔式起重機(jī)（以下簡(jiǎn)稱塔機(jī)）具有施工適用性強(qiáng)、起重性能優(yōu)、起升高度高、工作幅度大和適用性強(qiáng)等獨(dú)特的性能優(yōu)勢(shì)，在橋梁建設(shè)工程橋塔施工中被廣泛應(yīng)用。

在建設(shè)施工中，為有效滿足工程建設(shè)吊裝需求，確保塔機(jī)施工作業(yè)安全可靠，并提升施工作業(yè)效率，降低施工作業(yè)成本，需要對(duì)塔機(jī)施工作業(yè)進(jìn)行詳盡的布置設(shè)計(jì)。而合理的塔機(jī)安裝布置方案可最大限度地發(fā)揮塔機(jī)自身優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，充分保障施工作業(yè)的安全性、可靠性以及實(shí)現(xiàn)全面降本增效。本文以實(shí)際工程案例簡(jiǎn)要介紹斜拉橋橋塔施工中塔機(jī)的布置方法。

1 工程概述

本建設(shè)工程為某地飲水渠橋梁工程，橋梁采用獨(dú)塔雙索面斜拉橋，橋梁總寬度53m。橋梁橋塔以承臺(tái)為基準(zhǔn)面進(jìn)行測(cè)定，橋塔總高104m。其中，橋面以上總高91.6m。橋塔由4 根塔柱通過(guò)橫梁及塔柱間拉桿連接，形成“鼎”的造型，所有塔柱均對(duì)于橋梁中心對(duì)稱設(shè)計(jì)。橋塔從下至上分為塔座、下塔柱、中塔柱、上塔柱、頂塔柱。塔座高2.4m，側(cè)面與水平面成45°。下塔柱高10m，頂面略高于橋面，截面與道路中心線成15°夾角。中塔柱高42.1m，外形與下塔柱保持一致，截面與道路中心線成15°夾角。上塔柱高28m，等截面布置樣式。頂塔柱高21.5m，由下至上變截面布置。橋塔工程圖示如圖1 所示。

圖1 橋塔工程圖示

2 塔機(jī)具體布置方法

塔機(jī)布置方案制定，應(yīng)充分了解作業(yè)空間、作業(yè)條件、作業(yè)要求等關(guān)鍵事項(xiàng)，貼合工程建設(shè)需求進(jìn)行布置制定。具體內(nèi)容如下。

2.1 確定塔機(jī)型號(hào)

根據(jù)工程施工平面要求、起吊參數(shù)要求等，確定塔機(jī)型號(hào)。

2.1.1 塔機(jī)作業(yè)要求

該項(xiàng)目計(jì)劃安裝1 臺(tái)塔機(jī)用于橋塔建設(shè)施工。要求作業(yè)區(qū)域覆蓋整個(gè)橋塔塔柱的施工作業(yè)范圍。結(jié)合項(xiàng)目圖紙資料進(jìn)行研究分析，明確塔機(jī)作業(yè)要求如下。

1）橋塔塔柱的施工平面為32m×22.5m 的矩形平面，塔機(jī)吊裝作業(yè)范圍需該區(qū)域全覆蓋。

2）施工區(qū)域內(nèi)需要吊裝重物最大重量為6t。3）最大施工作業(yè)吊裝高度要104m，即塔機(jī)起升高度為≥104m。

2.1.2 吊裝作業(yè)要求

由上述要求可知，選型時(shí)，塔機(jī)首要需滿足作業(yè)半徑32m，最大吊重6t，最大起升高度104m 的要求。結(jié)合工程實(shí)際建設(shè)需要，施工單位對(duì)吊裝作業(yè)提出如下要求。

1）塔機(jī)最大起吊重量16t，并覆蓋15m 作業(yè)半徑。

2）為有效服務(wù)于整個(gè)橋塔橋墩施工吊裝作業(yè)，便于各類建設(shè)施工物料吊裝，要求塔機(jī)最大施工作業(yè)半徑達(dá)75m。

2.1.3 塔機(jī)選型要求

在橋梁建設(shè)工程塔機(jī)型號(hào)選擇中，優(yōu)先選擇塔頂式塔機(jī)，具體原因如下。

1）塔機(jī)為單塔獨(dú)立作業(yè)，不存在群塔交差作業(yè)情況，其不需考慮因群塔交差作業(yè)中高度錯(cuò)位空間對(duì)塔機(jī)作業(yè)帶來(lái)的影響因數(shù)。

2）塔頂式塔機(jī)因其結(jié)構(gòu)特性，即有塔頭、平衡臂拉桿、臂架拉桿連為一體的塔頂系統(tǒng)，塔機(jī)回轉(zhuǎn)平面剛度、臂架豎直面剛度性能更優(yōu)。吊裝作業(yè)更平穩(wěn)可靠，就位更精準(zhǔn)。

3）塔頂式塔機(jī)起重臂架重量更輕，回轉(zhuǎn)扭矩更小。因塔機(jī)扭矩小，改善了塔身受力，同時(shí)可以改善附著受力。

根據(jù)實(shí)際需求，結(jié)合塔機(jī)性能參數(shù)，選擇1臺(tái)型號(hào)為QTZ7520 的塔頂式塔機(jī)。其最大臂長(zhǎng)75m，最大吊重16t，最大吊重作業(yè)半徑16m，其32m 處最大吊重為6.8t，最大起升高度可達(dá)212m，滿足工程建設(shè)需求。

2.2 塔機(jī)基礎(chǔ)位置確定

基礎(chǔ)位置的確定主要分為4 部分：①考慮塔機(jī)安拆作業(yè)空間；②應(yīng)考慮吊裝需求、施工作業(yè)面覆蓋范圍要求；③考慮塔機(jī)基礎(chǔ)是否可融入橋塔基礎(chǔ)承臺(tái)；④考慮塔機(jī)附著裝置合理布置所需要空間位置。

根據(jù)上述因素確定，塔機(jī)基礎(chǔ)位置定位于橋塔承臺(tái)上，與橋塔承臺(tái)融為一體，塔身中心線與橋塔中心線重合，位于一側(cè)橋墩中心線上，具體原因如下。

1）橋梁為雙索斜拉橋，橋梁完成工程建設(shè)拉索安裝完成后，橋梁橫向作業(yè)空間已被拉索占據(jù)，塔機(jī)無(wú)法進(jìn)行拆塔作業(yè)。因此，塔機(jī)應(yīng)布置于起重臂架平行于橋梁方向。

2）結(jié)合橋塔、塔機(jī)基礎(chǔ)技術(shù)參數(shù)進(jìn)行校核，塔機(jī)基礎(chǔ)可融入橋塔基礎(chǔ)內(nèi)。

3）在附著布置中，結(jié)合塔機(jī)技術(shù)參數(shù)，從安全、穩(wěn)定、合理性進(jìn)行綜合評(píng)估，附著采用對(duì)稱式雙側(cè)四連桿附著布置設(shè)計(jì)形式。

2.3 塔機(jī)附著布置

根據(jù)工程建設(shè)實(shí)際需求，結(jié)合附著性能參數(shù)、安拆合理性、經(jīng)濟(jì)性綜合評(píng)估，塔機(jī)布置3道附墻裝置。

結(jié)合塔機(jī)懸臂高度參數(shù)，充分考慮附著裝置安裝拆卸便捷性，傾斜面附著安拆作業(yè)難度較大、技術(shù)要求高；而垂直直立面更為簡(jiǎn)單、安全、方便等綜合因素影響，塔機(jī)3 道附著布置分別為：第一道位于橋塔立柱傾斜變截面段，第二、第三道位于橋塔立柱垂直直立段。具體布置位置如圖2 所示。

圖2 附著布置位置示意圖

因橋塔立柱為異形切斜面，附著拉桿預(yù)埋座需結(jié)合實(shí)際橋塔貼合面進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)。需保證預(yù)埋座底板與橋塔立柱面緊密貼合?？刹捎妙A(yù)埋鋼板設(shè)計(jì)樣式或預(yù)埋螺栓設(shè)計(jì)樣式。

2.3.1 塔機(jī)第一道附著

塔機(jī)第一道附著布置如圖3 所示。

圖3 塔機(jī)第一道附著布置位置截面圖

2.3.2 塔機(jī)第二道與第三道附著布置

塔機(jī)第二道與第三道附著布置如圖4 所示。

圖4 塔機(jī)第二道與第三道附著布置位置截面圖

2.4 附著安裝注意事項(xiàng)

在附著裝置的安裝拆卸中，應(yīng)特別注意：塔機(jī)頂升加高時(shí)，附著裝置應(yīng)安裝完成后塔機(jī)方可進(jìn)行頂升加高作業(yè)；而降塔時(shí)，塔機(jī)應(yīng)先降節(jié)至允許懸臂高度值以內(nèi)方可拆卸附著裝置。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)上述塔機(jī)在橋塔施工建設(shè)中選型布置的具體實(shí)例可知，塔機(jī)正確選型，合理的布置，需要根據(jù)工程實(shí)際情況進(jìn)行綜合考慮。正確的塔機(jī)選型，合理的塔機(jī)布置方案，在滿足工程施工需求的同時(shí)，可有效提升施工效率，保證施工安全，降低施工成本。