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特大桥索塔施工塔吊选型及布置
2017-11-13  中国桥梁网 分享到:
关键词:索塔 塔吊 选型 布置 

   随着桥梁的发展,超过百米高的桥墩和数百米高的索塔已不再少见,此类工程施工对垂直运输的要求越来越高。随着要求的增高,其施工难度也在增大,施工中机具、设备的投入越显重要,尤其是运输、起吊设备的投入。为确保工程能够优质高效、 安全环保地完成施工,并且做到提高劳动效率、节省机具投入、节省施工成本,就必须对所投入的机械设备进行合理选择和搭配。

   一、塔吊选型

   塔吊的种类有轨道式、附着式、爬升式等。塔吊型号选择时,需根据桥梁工程不同的地理环境位置、工程结构特点和施工技术方案等确定塔吊主要参数,从而选择合适的塔吊型号。

   塔吊的主要参数有:工作幅度、起重量、起重力矩和起升高度。塔吊工作幅度又称回转半径或工作半径,是塔吊选型时首先需要考虑的参数,塔吊最大工作幅度必须满足施工平面需要, 塔吊工作幅度与塔吊布置位置有关,需结合施工技术方案进行考虑。塔吊起重量包括最大起重量和最大工作幅度时的起重量两个参数,起重量应包括起吊物、吊具 、吊索等作用于塔吊起重钩上的全部重量。塔吊起重力矩一般控制在其额定起重力矩的75%之下以保证作业安全并延长其使用寿命。塔吊起升高度为基础顶面至吊钩中心的垂直距离,起升高度应不小于桥墩、索塔等建筑物的总高度加上起吊物、吊具、吊索和安全操作高度,同时应满足塔吊超出建筑物顶面障碍物。

   二、塔吊选型需考虑的问题

   1、塔吊选型要求

   首选取决于工程规模,如小型桥墩建筑工程,可选择小型的经济型塔吊,因小型工程所需要的吊次并不多,为了考虑增加塔吊的覆盖面,经常采用行走式。中大型工程,尤其是特大桥的塔吊选择,宜选大不选小,因垂直运输能力直接决定结构施工速度的快慢,要考虑选择不同塔吊的差价与加快进度的综合经济效果进行比较,要合理选择。

   2、最大起重能力的要求

   关于满足吊重的要求:主要考虑本工程施工过程中,可能出现各种重物对塔吊能力的要求,如建筑构件、最大重量的大模板、筒模等,应根据其存放的位置、吊运的部位,距塔中心的距离,确定该塔吊是否具备相应起重能力,确定塔吊方案时应留有余地,塔吊不满足吊重要求,必须调整塔型使其满足。

   3、塔吊覆盖面的要求

   塔吊型号决定了塔吊的臂长幅度,布置塔吊一般要求避免出现覆盖盲区,但不是绝对的,对一个特大桥索塔来说塔臂应全面覆盖,当出现难于解决的边、角覆盖时,可考虑采用临时租用汽车吊解决角垂直运输问题,不能盲目加大塔型,应认真进行技术经济比较分析后确定方案。

   三、塔吊基础设置的要求

   塔吊基础普遍采用桩基础配钢筋混凝土承台。带地下室的建筑物,塔吊基础可选择整个设置在基坑外或基坑内;一半在基坑内一半在基坑外的塔吊基础形式受力不合理,一般不考虑。设置在基坑外的塔吊基础,应尽量避开室外总体管线密集区域,为总体工程施工创造较好的条件。设置于基坑内的塔吊基础,应避免与地下室墙、柱、梁体系相碰。并设�于防水处理较方便的位置,按地下室后浇带施工方法进行基础拆除后的防水及结构补强处理。塔吊基础布置应选择并于修筑基础排水设施,有利于基础排水的平面位置。

   当塔吊选型及初步定位确定后,再按照塔吊平面定位的各项原则进行具体的定位工作,供塔吊桩基础施工和塔身安装的需要。

   四、工程实例

   飞龙岛大桥位于江西赣州中心市区的西部,连接河套老城区和章江新城区,跨越章江。工程总长1449.761米,其中主桥长230米,引桥长565米,接线道路长624.761米,桥下道路长373.35米。主桥为独塔双索面混合梁斜拉桥,主塔顺桥向为曲线型斜塔、横桥向为“A”型。塔高为87米。

   综合该大桥索塔高度、外形尺寸、施工场地布置、起吊物组成、总体施工技术方案以及投入费用,本着保证塔吊安全性、实用性、高效性、可靠性的原则,最终选用特点是起吊高度高,起重力矩大,稳定性强,定位精度高等波坦公司的MD3600型塔吊。

   1、MD 3600塔吊布置及基础

   (1)该大桥塔吊布置及基础初步方案 MD3600塔吊基础受力大,基础柱脚处支反力极高,基础柱脚变形要求为:柱脚两点允许最大绝对水平位移土5 mm,允许最大相对垂直位移±5mm,柱脚间距允许最大误差1 mm(图略)。

   (2)塔吊布置与基础

   主桥全长230米,索塔高87m,斜拉索锚固段为钢锚箱。在飞龙岛大桥建设中,MD3600塔吊经改造,设置3道附墙,最大起吊高度120m,最大起重量30t。

   因参与全部塔柱及上部结构施工的需要,塔吊必须在主跨钢箱梁合龙后才能够拆除,故塔吊不能占用钢箱梁的位置。塔吊基础平面尺寸为8.5m×6.94m,采用预埋钢管桩,其上设置整体钢桁架。

   2、塔吊布置及基础的思考

   对比在飞龙岛大桥与浙江余姚大桥这2座大桥的使用情况,在进行塔吊布置与基础设计时应考虑如下问题。

   ( 1 )桥梁总体施工工艺

   浙江余姚大桥不需要MD3600塔吊进行钢箱梁等上部结构施工,而该大桥则需要此设备进行上部结构施工,因此两者在承台上的横向布置不同。

   ( 2 )对工期及费用的影响

   塔吊基础置于钢箱梁上的方案,应加强钢箱梁内纵横隔板和0号块钢箱梁支架。置于承台的方案则每台塔吊须增设7节标准节和1道塔吊附墙。

   ( 3 )塔吊起重能力的合理利用

   该桥塔吊对称设置是为发挥塔吊20m幅度起吊30t的最大起重能力。而该桥则是利用塔吊30m以上幅度起吊60t钢锚箱的起重能力,故可以偏心布置。

   ( 4 )结构受力的合理性

   该桥的对称设置对于附墙拉杆及塔吊本身的受力,对索塔的受力变形及施工监控是有利的。而该桥的偏心设置对于附墙的受力不利,为此第3、第4道附墙设置强大的刚架来减小附墙拉杆的受力,由此带来了施工费用的增加和施工难度的加大。因此,一般情况下,建议采用横桥向对称布置 。

   ( 5 )承台的结构与尺寸

   该桥的承台基础为哑铃形结构,哑铃中部细长无法直接座落塔吊基础,所以采取了强大牛腿形托架来保证塔吊基础的变形要求。而该桥的承台基础为尺寸较大的哑铃形结构,因此该大桥塔吊基础方案比较简单、经济、质量也易保证。

   3、塔吊附墙设置思考

   (1)附墙布置及结构的合理性

   该桥的塔吊采用了对称布置,附墙结构对称,结构受力小。该桥采用了偏心布置,附墙结构非对称,结构受力大。仅就塔吊本身设备费用而言,采用对称布置的附墙结构比较经济、合理。

   (2)与索塔的连接方式及附墙安装工艺

   该桥附墙锚固形式为通过连接件,紧固高强螺栓与接件安装,附墙制造时进行了钢塔壁板钻孔和连接件安装,附墙安装时进行塔吊附墙拉杆与钢塔连接件的连接。该桥附墙锚固形式为通过连接件,紧固高强螺栓与混凝土它内预埋的高强螺栓套筒相连;索塔混凝土施工时预埋的高强螺栓与套筒,待爬模上升露出埋件后,安装连接件或附墙钢架,附墙安装时进行塔吊附墙拉杆与连接件或附墙钢架的连接。

   五、结束语

   索塔在斜拉桥施工中的地位十分重要,其施工进度影响着全桥总工期。所以在制定索塔施工时,塔吊设备的选型与布置,就起到了关键性的作用。当然可以根据索塔的大小选择合适的塔吊设备,达到经济与效益的最大化。

   参考文献:

   [1] 郭智博.联体斜拉桥索塔施工塔吊选型及布置[J].民营科技,2011.

   [2] 单志利.塔吊在斜拉桥索塔施工中的改造应用[J].科苑论坛,2010.
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