黃岡長江大橋主塔快速施工主要 機械設備選型及布置研究技術(shù)

劉純剛

中鐵大橋局集團第五工程有限公司 江西九江 332000

摘要：塔吊和施工電梯是高層和超高層建筑施工的主要施工設備，合理的布置與定位對工期及生產(chǎn)效率至關重要。黃岡長江大橋主塔墩施工采取合理的機械配置方案，對主塔的快速施工起了關鍵作用，實現(xiàn)了13個月內(nèi)安全高效完成主塔施工任務，創(chuàng)造了較好的社會和經(jīng)濟效益。本文根據(jù)黃岡長江大橋主塔的機械選型布置及附墻施工技術(shù)進行闡述，為今后同類型斜拉橋主塔施工提供了寶貴經(jīng)驗。

關鍵詞：塔吊；施工電梯；選型布置；主塔施工

1 工程概況

黃岡長江大橋是新建武漢至黃岡城際鐵路及黃岡至鄂州高速公路的關鍵性控制工程，主橋設計為五跨鋼桁梁雙索面斜拉橋，其跨度布置為81+243+567+243+81=1215m，黃岡長江大橋主橋立面布置詳見圖1-1。

圖1-1 黃岡長江大橋主橋立面布置圖

黃岡長江大橋主塔結(jié)構(gòu)型式為H型鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，塔高190.5m，主塔結(jié)構(gòu)從下至上可分為下塔柱、下橫梁、中塔柱、上橫梁、上塔柱五個部分。下塔柱高34m，中塔柱高105.5m，上塔柱高51m，下橫梁高8m，上橫梁高8m，主塔采用C55混凝土。主塔結(jié)構(gòu)形式詳見圖1-2。

圖1-2 黃岡長江大橋主塔結(jié)構(gòu)形式圖

圖2.1-1 黃岡長江大橋主塔塔吊施工圖

2 塔吊選型及布置方案

黃岡長江大橋主塔為高聳結(jié)構(gòu)，為滿足施工過程中的吊裝作業(yè)要求，塔吊選型時，塔吊各項性能必須滿足主塔施工吊高、吊重、吊距要求。塔吊布置主要包括塔吊平面位置布置和塔吊扶墻的布置，塔吊平面位置布置應滿足主塔施工現(xiàn)場材料及設備起吊位置到主塔施工吊重的要求、同時應滿足塔吊安拆時不受橋梁主體結(jié)構(gòu)及其它障礙物影響；塔吊扶墻的布置根據(jù)塔吊性能，合理布置塔吊扶墻的位置，避免主塔過程施工中受到塔吊性能的制約。

2.1 塔吊選型

根據(jù)黃岡長江大橋主塔結(jié)構(gòu)特點，選用兩臺塔吊，塔吊的各項性能必須滿足主塔施工、上橫梁支架、橫撐吊裝吊高、吊距、吊重要求，即選用一臺MC480塔吊，其機械性能最大吊重25t，最大起重力矩500t.m，附墻間距50.02m，塔吊附墻后最大懸臂高度67m，吊臂長度55m，一臺MC200塔吊，其機械性能最大吊重10t，最大起重力矩200t.m，附墻最小間距36m，塔吊附墻后最大懸臂高度48m，吊臂長度45m，用于各種較輕材料及設備的吊裝。主塔塔吊施工見圖2.1-1。

2.2 塔吊布置

黃岡長江大橋主塔施工材料和設備進場主要通過主塔邊跨側(cè)施工棧橋和水上運輸。材料和設備起吊點應進行合理布置：施工棧橋起吊點直接在主塔旁棧橋上進行吊裝；水運起吊點因主塔主跨側(cè)為主航道，不能進行吊裝作業(yè)，布置在主塔邊跨側(cè)墩旁。根據(jù)材料和設備起吊點位置的布置將兩臺塔吊分配布置在主塔邊跨側(cè)上下游塔座頂上，小塔吊布置在上游、大塔吊布置在下游，同時為了塔吊拆除降塔時不會因橋梁結(jié)構(gòu)（主塔、鋼梁和斜拉索）及其它障礙物影響施工，根據(jù)施工場地實際情況，將兩臺塔吊分別布置在主塔邊跨側(cè)塔座頂面上游（MC200）、下游（MC480），MC200塔吊吊臂中軸線相對橋軸線往上游旋轉(zhuǎn)16o，MC480塔吊吊臂中軸線相對橋軸線旋轉(zhuǎn)往下游旋轉(zhuǎn)12o，主塔墩塔吊平面布置圖見圖2.2-1。

圖2.2-1 黃岡長江大橋主塔塔吊平面布置圖

2.3 塔吊扶墻方案及布置

塔吊扶墻布置原則：

（1）為避免兩塔吊發(fā)生碰撞，塔吊扶墻的布置應控制好小塔吊高度在大塔吊下方，兩塔吊始終保持6m以上高差。

（2）塔吊扶墻后必須滿足主塔分節(jié)以及12m高大節(jié)段勁性骨架及12m長主筋搭配的吊高要求。

（3）盡量減少塔吊扶墻次數(shù)，從而減少塔吊頂升工作對施工的影響。

（4）考慮扶墻與爬模的相對關系。

（5）方便安裝。

按照以上原則主塔塔吊扶墻布置如下：

MC480：每施工5節(jié)布置一道扶墻，間距按照34.68m+最后一次28.9m布置；

MC200：每施工4節(jié)布置一道扶墻，間距按照24m布置，滿足主塔6m節(jié)段爬模施工、12m高勁性骨架、12m鋼筋長施工需要，確保主塔快速施工的實施。主塔施工塔吊扶墻布置見圖2.3-1。

圖2.3-1 主塔施工塔吊扶墻布置示意圖

3主塔施工電梯的選型和布置

主塔施工為高聳結(jié)構(gòu)物施工，為方便施工人員上下和小型工具的運輸需要每支主塔配備一臺施工電梯。主塔施工電梯的型號選擇，主要考慮到施工過程上下運輸使用頻繁，是主塔施工的安全通道，故保留其安全系數(shù)較高等綜合考慮。

3.1 施工電梯的選型

選用京龍SG200，最大運載量為2t，每批上下人員數(shù)量限額9人（允許帶有小型工具），滿足主塔快速施工的要求。

3.2施工電梯的布置

施工電梯的布置應避免在主塔中間換乘施工電梯，盡量將施工電梯布置在從電梯平臺上一次到塔頂位置，這樣能夠減少上主塔施工通行時間，減少施工電梯投入量，節(jié)約施工成本。黃岡長江大橋主塔為H型結(jié)構(gòu)，為避免電梯軌道與塔吊護墻相互影響，電梯布置于塔柱上下游面靠中跨側(cè)。主塔中塔柱和上塔柱向內(nèi)傾斜角度相同，將施工電梯軌道平行于中上塔柱上游面（或下游面）表面布置，電梯吊籠與電梯軌道斜交運行，確保運行過程中始終保持鉛垂狀態(tài)。

電梯平臺設置在圍堰頂上，這樣減少電梯平臺在水中施工難度，滿足了電梯從電梯平臺一 次到塔頂要求，不需要換乘，減少上主塔施工通行時間。主塔施工電梯布置見圖3.2-1。

圖3.2-1 主塔施工電梯布置示意

根據(jù)電梯扶墻尺寸，電梯軌道中心布置距塔柱面2.9-3.6m，電梯吊籠大小3.2*1.5m，電梯軌道中心距電梯吊籠內(nèi)面1.8m，電梯吊籠內(nèi)面距塔柱面凈空1.3m，爬模吊平臺外邊距塔柱面2.2m，由于電梯吊籠內(nèi)面距塔柱面凈空1.8m小于2.2m，電梯吊籠無法進入爬模區(qū)，需在爬模吊平臺下增加上爬模的平臺和爬梯，爬模軌道最大懸臂高度不大于7.5m，爬模與電梯關體系示意圖如圖3.2-2

圖3.2-2 爬模與電梯的關系示意圖

4 結(jié)語

黃岡長江大橋主塔墩為高聳結(jié)構(gòu)，塔柱截面大，施工風險高。通過優(yōu)化施工方案，統(tǒng)籌考慮塔吊和施工電梯的選型布置及附墻技術(shù)方案，使整個主塔施工非常順利，有效地縮短了主塔施工周期，減少了施工成本投入，降低了施工風險，取得了一定的經(jīng)濟、社會效益，同時為同類型主塔施工留下了寶貴的經(jīng)驗。

參考文獻：

[1] 中鐵大橋設計院《黃岡長江大橋施工設計圖紙》

[2] 《高速鐵路橋涵工程施工技術(shù)指南》（鐵建設[2010]241號）

[3] 《黃岡長江大橋主塔快速施工技術(shù)》（橋梁施工）