楊榮圣，黃　翔，彭琳琳

(中交二航局第四工程有限公司，安徽 蕪湖　241000)

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QTZ250 t.m塔式起重機(jī)在S332皖河大橋的應(yīng)用

楊榮圣，黃翔，彭琳琳

(中交二航局第四工程有限公司，安徽 蕪湖241000)

摘要：介紹了皖河大橋?qū)挊蛎?、窄間距、深水環(huán)境塔式起重機(jī)的選擇和應(yīng)用情況，通過合理選型、布設(shè)，實(shí)現(xiàn)了起重設(shè)備的高效利用，采用格構(gòu)式鋼管樁基礎(chǔ)使起重設(shè)備適應(yīng)了深水區(qū)環(huán)境，通過多階段試驗(yàn)確保設(shè)備安全運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：塔式起重機(jī)；選型與應(yīng)用；格構(gòu)式鋼管樁基礎(chǔ)；多階段試驗(yàn)

1塔吊相關(guān)參數(shù)選擇

(1)塔吊位置

主橋全寬60 m，為超寬橋面。塔吊位置選擇在橋位一側(cè)時塔吊僅一半輻射區(qū)域?yàn)橛行У跹b區(qū)，塔吊吊幅偏大、利用率較低，因此考慮塔吊布置在橋梁中心線上，即四幅橋的中間。主橋橫向?yàn)樗姆蛛x式橋，其中左右幅箱梁間距50 cm，塔吊布置在懸臂澆筑梁段位置處時標(biāo)準(zhǔn)節(jié)與掛籃橫梁及側(cè)模沖突，掛籃無法行走。

結(jié)合橋型布置及掛籃、模板、施工棧橋等設(shè)計，并充分考慮塔吊利用率及安裝、拆除便利，因此塔吊布置位置選擇在橋梁中心線、0#塊箱梁中間。

(2)塔吊型號選擇

S332皖河大橋主橋橫斷面全寬60 m，單懸臂最大為44 m。主橋南北岸各配置一臺主塔吊，主橋塔吊考慮主墩及次邊墩墩柱、墩頂0#塊、掛籃懸臂澆筑施工涉及的支架搭設(shè)、鋼筋綁扎、模板安拆、混凝土澆筑、預(yù)應(yīng)力施工、掛籃安拆等所有起重施工要求。結(jié)合橋型布置及現(xiàn)場臨時措施設(shè)計，要求塔吊吊幅大于60 m、相應(yīng)吊重大于3 t。選用公司設(shè)備站現(xiàn)有空閑QTZ250(TC7035B-16)型號的塔式起重機(jī)，臂長70 m。另南北岸給配置一臺80 t·m塔吊用于邊跨現(xiàn)澆段施工，可實(shí)現(xiàn)主橋施工區(qū)域全覆蓋，滿足全橋的吊裝要求。

表1　250 t·m塔吊起重特性表

(3)塔吊高度選擇

塔吊基礎(chǔ)考慮為鋼管樁格構(gòu)式基礎(chǔ)，頂標(biāo)高為+14.0，考慮南北岸塔吊輻射區(qū)域平面交叉，2臺塔吊高度方向錯開6.5 m，并超過掛籃 10 m以上，確保足夠的吊裝空間。塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)不設(shè)置扶墻。塔吊配置見表2。

(4)窄間距干擾處理

因主橋250 t·m塔吊布置在內(nèi)側(cè)箱梁中間，箱梁間距僅50 cm，塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)200 cm×200 cm，通過在0#塊中間翼緣板開240 cm×95 cm方孔，實(shí)現(xiàn)翼緣板距塔吊保持20 cm間距，以適應(yīng)塔吊工作期間標(biāo)準(zhǔn)節(jié)自由擺動。

表2　主墩250 t·m塔吊配置表

2塔吊基礎(chǔ)施工

塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)平面位置為主墩承臺區(qū)域，水下環(huán)境，為確保塔吊底座焊縫及標(biāo)準(zhǔn)節(jié)連接情況施工過程可查，并減少塔吊自由高度，在34#、35#主墩承臺上方設(shè)置剛度及強(qiáng)度均較大的鋼管樁格構(gòu)基礎(chǔ)，基礎(chǔ)在承臺施工鋼板樁圍堰拆除前出水，自下而上依次為Φ800×10 mm鋼管樁；Φ630×8 mm、Φ426×6 mm平聯(lián)、雙槽30a斜撐；2HM588×300、HM588×300基礎(chǔ)梁。

本工程采用250 t·m的塔吊。根據(jù)塔吊廠商所提供的塔吊支座反力數(shù)據(jù)，得到作用于塔吊支座的最不利工況有兩種：工況1：正常工作期；工況2：空載期。承載力計算采用基本組合，恒載分項(xiàng)系數(shù)取1.2，活載取1.4，位移計算采用標(biāo)準(zhǔn)組合，荷載分項(xiàng)系數(shù)均取1，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)取1。采用梁單元建立邁達(dá)斯模型計算。經(jīng)驗(yàn)算，兩種工況下基礎(chǔ)均滿足要求。

(1)正常工作工況1計算

工況1基本組合下整體模型結(jié)構(gòu)最大組合應(yīng)力為102.2 MPa

(2)空載工況2計算

工況2基本組合下整體模型結(jié)構(gòu)最大組合應(yīng)力為125.0MPa

塔吊工作期間鋼管樁基礎(chǔ)位于水下，基礎(chǔ)施工質(zhì)量直接影響后期塔吊使用。塔吊基礎(chǔ)設(shè)計時考慮足夠的安全系數(shù)，同時需加強(qiáng)施工過程控制。基礎(chǔ)施工進(jìn)行了嚴(yán)格的技術(shù)交底工作，把“三檢”制度落實(shí)到各個工序施工中，從原材料選擇、鋼結(jié)構(gòu)加工、預(yù)埋件埋設(shè)、焊接質(zhì)量、安裝精度等各方面層層把控。

3塔吊安裝

(1)吊裝內(nèi)爬基節(jié)

支腿組件平面位置、標(biāo)高控制合格后與基礎(chǔ)梁焊接牢固。吊起預(yù)先組裝好的內(nèi)爬基節(jié)，安裝到預(yù)埋支腿組件上，用吊線法檢查其垂直度，主弦桿四個側(cè)面的垂直度誤差應(yīng)不大于1.5/1000。

(2)吊裝內(nèi)爬標(biāo)準(zhǔn)節(jié)及爬升架

吊一節(jié)內(nèi)爬標(biāo)準(zhǔn)節(jié)(可先將內(nèi)爬標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的平臺組裝好)，安裝到已安裝好的基節(jié)上，吊裝爬升架。

(3)安裝回轉(zhuǎn)支承總成及回轉(zhuǎn)塔身、塔頂

回轉(zhuǎn)支承安裝順序?yàn)橄轮ё?、回轉(zhuǎn)支承、上支座、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，回轉(zhuǎn)塔身安裝時注意用于安裝平衡臂和起重臂支耳的方向，使靠近起重量限制器一邊的支耳與上支座起重臂方向一致。

(4)安裝平衡臂總成

在地面上根據(jù)起重臂長度組裝好相應(yīng)的平衡臂，將起升機(jī)構(gòu)、扒桿、電控箱、電阻箱、平衡臂拉桿裝在平衡臂上，并固接好。將平衡臂逐漸抬高到適當(dāng)位置，便于平衡臂上拉桿和塔頂上平衡臂拉桿順利相連。吊裝一塊4.0 t重的平衡重安裝在平衡臂最前面的安裝位置上。

(5)安裝起重臂安裝

起重臂總成包括起重臂、起重臂拉桿、載重小車、牽引機(jī)構(gòu)，起重臂拉桿安放在起重臂上玄桿的拉桿固定架上。塔吊起重臂根據(jù)現(xiàn)有的棧橋及支棧橋位置選擇80 t履帶吊提升安裝，通過多次試吊確定大臂中心距尾端29 m位置處，確保大臂安裝時保持水平狀態(tài)。大臂安裝完成后添加平衡配重。

(6)起升機(jī)構(gòu)繞繩系統(tǒng)

吊裝完畢后，進(jìn)行起升鋼絲繩的穿繞。根據(jù)現(xiàn)場吊裝重量，及起吊效率選擇2倍率纏線。

(7)頂升加節(jié)

通過塔吊自身提升安裝標(biāo)準(zhǔn)節(jié)至設(shè)計標(biāo)高。所有標(biāo)準(zhǔn)節(jié)之間均是用8根Φ60的標(biāo)準(zhǔn)銷軸連接，最頂部標(biāo)準(zhǔn)節(jié)與下支座之間是用8根Φ60無軸肩的銷軸連接。

4塔吊性能試驗(yàn)

(1)塔吊尺寸、參數(shù)測量

①在空載狀態(tài)下測量工作幅度和起升高度；②側(cè)向垂直度在最大獨(dú)立安裝高度、空載狀態(tài)、臂架相對于塔身0°和90°時分別沿臂架方向測量，標(biāo)尺貼靠在塔身結(jié)構(gòu)中心的最低處和最高處，用經(jīng)緯儀測量兩處的值，要求誤差≤4/1 000；在內(nèi)爬工況時候，要求垂直度≤2/1 000。

(2)試吊前塔吊的檢查

①塔吊安裝完畢，應(yīng)進(jìn)行認(rèn)真檢。

②檢查各處滑輪是否轉(zhuǎn)動靈活，有無卡滯現(xiàn)象。

③檢查鋼絲繩在卷筒上是否排列整齊，有無亂繩現(xiàn)象。

④檢查各處銷軸是否安裝到位，擋圈是否安裝齊全。

⑤檢查各處連接螺栓是否擰緊，是否達(dá)到安全要求。

⑥檢查電路控制電路絕緣電阻值是否大于0.5 MΩ，塔身與接地電阻是否小于4 Ω。

⑦檢查各處限位是否安裝齊全。

⑧檢查各處潤滑及液壓油是否按要求加到位。

⑨檢查和調(diào)整卷揚(yáng)的制動器，是否符合要求。

⑩檢查鋼結(jié)構(gòu)是否扭曲變形。

(3)試運(yùn)轉(zhuǎn)

①先對起升機(jī)構(gòu)進(jìn)行試車，將吊鉤上下運(yùn)行三次；

②對動臂變幅機(jī)構(gòu)進(jìn)行試車，讓起重臂從15°～85°運(yùn)行三次；

③對回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行試車，讓回轉(zhuǎn)部分左右旋轉(zhuǎn)三次。

④試車完畢后，看各部分的動作是否正常，如一切正常則進(jìn)行下一步工作。

(4)空載試驗(yàn)

接通電源后，進(jìn)行塔吊的空載操作實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)應(yīng)符合下列要求：

將起重吊鉤起落三次，檢查限位器是否靈敏可靠，起升機(jī)構(gòu)各運(yùn)動部件是否靈活無干涉現(xiàn)象。

將變幅系統(tǒng)在最小工作幅度和最大工作幅度處各運(yùn)動三次，檢查限位器是否靈敏，變幅機(jī)構(gòu)各運(yùn)動部件是否運(yùn)轉(zhuǎn)靈活無干涉現(xiàn)象。

將塔吊向左及向右方向各回轉(zhuǎn)三次，檢查回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)各運(yùn)動部件和剎車是否運(yùn)轉(zhuǎn)正常，無異?，F(xiàn)象。

(5)額定載荷試驗(yàn)

額定載荷試驗(yàn)按照下表進(jìn)行，每一工況試驗(yàn)不

少于3次。各參數(shù)的測定值取為3次測量的算術(shù)平均值。

工況一：最大幅度相應(yīng)的額定起重量為2.72 t。

工況二：最大額定起重量16 t對應(yīng)相應(yīng)的工作幅度為17 m。

(6)動載試驗(yàn)(110%額定載荷試驗(yàn))

額定載荷試驗(yàn)按照下表進(jìn)行，每一工況試驗(yàn)不少于3次。每一次的動作停穩(wěn)后再進(jìn)行下一次啟動。

工況一: 最大幅度70 m相應(yīng)額定起重量的2.72 t×110%=2.992 t

工況二：起吊最大額定起重量的16 t×110%=17.6 t，相應(yīng)的最大幅度17 m

工況三：在40 m幅度處，相應(yīng)額定起重量的6.16 t×110%=6.776 t

(7)靜載試驗(yàn)(125%額定載荷)

125%額定載荷靜載試驗(yàn)按照下表進(jìn)行，試驗(yàn)時臂架分別位于與塔身成0°和45°兩個方位。

工況一: 最大幅度70 m相應(yīng)額定起重量的2.72 t×125%=3.4 t；

工況二：起吊最大額定起重量的16 t×125%=20 t,相應(yīng)的最大幅度17 m；

工況三：在40 m幅度處，起吊相應(yīng)額定起重量的6.16t×1.25%=7.7 t。

5結(jié)語

目前S332皖河大橋已進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)掛籃懸澆施工，經(jīng)實(shí)踐驗(yàn)證塔式起重機(jī)設(shè)備型號、平面位置及高度的選擇均非常合理，設(shè)備格構(gòu)式基礎(chǔ)安全穩(wěn)定。250 t·m塔吊適應(yīng)了皖河大橋大跨徑、超寬橋面、窄間距、深水區(qū)等特殊環(huán)境，可滿足主橋墩柱及上部結(jié)構(gòu)全部的吊裝要求。

參考文獻(xiàn)：

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[2]鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(GB50017-2003)[S].

[3]公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范(JTG D60-2004)[S].

收稿日期：2015-09-11

作者簡介：楊榮圣(1971-)，男，工程師。

中圖分類號：U445.32

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：

文章編號：1008-3383(2016)05-0119-02