高墩現(xiàn)澆連續(xù)梁施工塔吊的選型與施工工藝

卓強(qiáng)

本文以梅大高速公路梅江特大橋主橋塔吊施工為背景，重點(diǎn)圍繞塔吊的選型以及施工工藝兩個(gè)方面展開(kāi)探討，并從經(jīng)濟(jì)效益性的角度對(duì)比分析，指出在使用時(shí)間較長(zhǎng)的施工背景下，塔吊相比汽車(chē)吊具有較顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

一、工程概況

梅大高速公路梅江特大橋主橋?yàn)椋?6m+128m+76m）墩梁固結(jié)連續(xù)剛構(gòu)橋，雙幅設(shè)置，橋面寬12.5m/幅，雙幅之間預(yù)留0.5m。橋梁邊跨分別上跨S223省道和漳龍鐵路，中跨跨越梅江。主墩為等截面雙薄壁橋墩，4#主墩高21.804m，5#主墩高22.572m。主墩采用翻模施工，連續(xù)梁采用掛籃施工。橋型布置圖具體如圖1所示。

圖1 橋型布置圖

二、塔吊選型的基本思路及要點(diǎn)

梅江特大橋主橋邊跨分別上跨S223省道和漳龍鐵路，中跨跨越梅江，具有跨度較大，工期緊（12個(gè)月）的特點(diǎn)。為兼顧安全、質(zhì)量、效率多重要求，應(yīng)當(dāng)合理配套塔吊裝置，用于垂直運(yùn)輸現(xiàn)澆箱梁施工材料。

1.確定塔吊布置

根據(jù)梅江特大橋主橋橋型布置，塔吊布置在主墩旁，吊裝范圍可以對(duì)稱(chēng)覆蓋連續(xù)梁邊跨、主跨；另考慮連續(xù)梁為雙幅設(shè)置，塔吊布置雙幅連續(xù)梁之間，可實(shí)現(xiàn)吊裝范圍在兩幅連續(xù)梁內(nèi)最大覆蓋。綜上，初步確定設(shè)置2臺(tái)塔吊，塔吊布置在左右幅主墩正中間，塔身處連續(xù)梁翼緣板施工預(yù)留缺口以滿(mǎn)足塔吊安裝需要。

2.塔吊型號(hào)確定

（1）塔吊臂長(zhǎng)

租賃市場(chǎng)上塔吊主臂長(zhǎng)一般為60m以?xún)?nèi)，60m以上主臂塔吊因費(fèi)用高較少使用。本橋連續(xù)梁邊跨76m、1/2主跨64m，綜合考慮施工成本，塔吊主臂覆蓋范圍一般達(dá)到80%較為經(jīng)濟(jì)，少部分未覆蓋節(jié)段可由人工配合水平運(yùn)輸?shù)姆绞酵瓿桑m工效較低，但租賃費(fèi)可大為節(jié)省。按塔吊主臂80%覆蓋范圍考慮，塔吊主臂為60.8m，因此可選用60m長(zhǎng)主臂。

（2）塔吊吊重

連續(xù)梁施工最大吊重為掛籃構(gòu)件吊裝，掛籃菱形架最重4.74t，掛籃在0#塊上安裝，吊裝半徑約15m。QTZ80型塔吊16m吊裝半徑內(nèi)，最大吊重6t，可滿(mǎn)足要求。

（3）塔吊高度

塔吊基礎(chǔ)按與主墩承臺(tái)相平設(shè)置，5#主墩高22.572m，連續(xù)梁根部高7.8m，考慮8m作業(yè)凈空，塔吊高度為38.372m，因此可取40m。

綜上比選，選用QTZ80型塔吊，臂長(zhǎng)60m，塔身高度40m。QTZ80型塔吊最大獨(dú)立高度為42.88m，可不設(shè)附著。考慮本區(qū)域?yàn)榕_(tái)風(fēng)影響區(qū)，為安全起見(jiàn)，在主墩22m處設(shè)附著一道。

三、塔吊施工工藝

1.塔機(jī)基礎(chǔ)施工

以C35混凝土為主要施工材料，建成的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的基底承載力至少達(dá)到200kPa，以便有效承受塔機(jī)的作用；配套可回收固定支腳，用于維持塔機(jī)的穩(wěn)定性；加強(qiáng)對(duì)混凝土表面平整度的控制，要求其不低于1/500。

2.塔機(jī)安裝

以1臺(tái)25t的吊車(chē)為主要設(shè)備，負(fù)責(zé)塔機(jī)的安裝作業(yè)。經(jīng)基礎(chǔ)混凝土施工后，待其強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的90%時(shí)，按要求組裝塔機(jī)。塔機(jī)的組裝是一項(xiàng)細(xì)節(jié)較多、控制性較強(qiáng)的工作，主要按如下順序有序操作：

吊裝標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段。節(jié)段高度2.8m，重760kg，用吊車(chē)吊裝首個(gè)節(jié)段，將其穩(wěn)定放置在塔身基礎(chǔ)固定支腳框架處，取10.9級(jí)高強(qiáng)度螺栓，用于連接各節(jié)段，形成集多個(gè)節(jié)段于一體的完整結(jié)構(gòu)體系；先利用高強(qiáng)度螺栓初步固定，經(jīng)緯儀檢測(cè)垂直度并調(diào)整，滿(mǎn)足要求后擰緊螺栓。

吊裝爬升架。在現(xiàn)場(chǎng)組裝爬升架，將吊具置于該架體處，啟用吊車(chē)，以緩慢的作業(yè)姿態(tài)將爬升架吊裝至第二標(biāo)準(zhǔn)節(jié)外側(cè)。從爬升架的結(jié)構(gòu)組成情況來(lái)看，其設(shè)置有活動(dòng)爬爪，將該部分置于標(biāo)準(zhǔn)節(jié)基礎(chǔ)節(jié)上部的踏步處，隨后將頂升油缸安裝到位，將液壓泵吊裝至平臺(tái)的一角，緊密完成各項(xiàng)連接作業(yè)，再檢驗(yàn)其運(yùn)行狀況，若存在液壓泵運(yùn)行精度偏低或是穩(wěn)定性不足等異常狀況，則需隨即采取控制措施。

安裝回轉(zhuǎn)支承。上支座處有四個(gè)連接耳套，將吊具掛于該處，吊起回轉(zhuǎn)支承總成，在該條件下將下支座的連接套對(duì)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的連接套，若無(wú)誤則以緩慢的速度下落。啟用頂升系統(tǒng)，在其支持下頂升爬升架，直至該裝置能夠與下支座連接耳板接觸為止，此時(shí)設(shè)4根銷(xiāo)軸，起到固定的作用。

安裝塔帽。提前組裝塔帽，啟用吊車(chē)，將其吊裝至上支座處，再設(shè)置4件φ55mm銷(xiāo)軸，利用該裝置將塔帽與上支座穩(wěn)定連接于一體。

安裝平衡臂總成。通過(guò)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的應(yīng)用，將回轉(zhuǎn)支承以上的部位轉(zhuǎn)至合適位置（應(yīng)當(dāng)便于平衡臂的安裝），吊裝平衡臂，利用銷(xiāo)軸將其與塔帽穩(wěn)定連接。

3.頂升加節(jié)

全面清理各標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段，對(duì)電纜采取固定措施；旋轉(zhuǎn)起重臂，調(diào)整其姿態(tài)直至到達(dá)爬升架的前方為止，同時(shí)應(yīng)當(dāng)保證平衡臂能夠位于爬升架的后方；將滾軸置于引進(jìn)平臺(tái)處，并準(zhǔn)備高強(qiáng)度螺栓，供后續(xù)使用。

頂升爬升架，到達(dá)設(shè)定位置后及時(shí)采取連接、固定措施，經(jīng)過(guò)吊裝后將標(biāo)準(zhǔn)節(jié)轉(zhuǎn)移至爬升架處，再設(shè)置預(yù)先準(zhǔn)備好的高強(qiáng)度螺栓。

四、經(jīng)濟(jì)效益的對(duì)比分析

本橋兩塔吊的成本主要考慮的是如下幾方面：12個(gè)月×26000元×2＋電費(fèi)（7508＋7835）＋進(jìn)退場(chǎng)費(fèi)65000元×2＋基礎(chǔ)費(fèi)用（19000＋15000）元＋配重塊費(fèi)用5000元×2＝81.3萬(wàn)元。

若采用汽車(chē)吊所需的成本主要包含如下幾方面：［12個(gè)月×44000元＋12個(gè)月×38000元＋油費(fèi)12個(gè)月×（9000＋5000）］×80%＝92.2萬(wàn)元。

經(jīng)對(duì)比分析后可知，較之采用汽車(chē)吊而言，塔吊所需成本約低11萬(wàn)元。但現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)境錯(cuò)綜復(fù)雜，存在諸多干擾因素，加之附屬工程等方面的施工要求，導(dǎo)致實(shí)際施工進(jìn)程較之于計(jì)劃周期而言具有一定的滯后性，施工時(shí)間有所延長(zhǎng)。隨施工進(jìn)程的推進(jìn)，待使用時(shí)間達(dá)到7個(gè)月時(shí)，塔吊的經(jīng)濟(jì)效益開(kāi)始顯現(xiàn)，并且隨著施工時(shí)間的逐步延長(zhǎng)，塔吊所節(jié)約的成本則越為可觀，經(jīng)濟(jì)效益良好。

五、綜合應(yīng)用效果分析

在大跨度連續(xù)梁施工過(guò)程中，通過(guò)塔吊的應(yīng)用，能夠有效提高生產(chǎn)力，懸臂長(zhǎng)度的覆蓋范圍較廣，幾乎可以達(dá)到全橋80%的節(jié)段，除此之外的少部分節(jié)段則由人工配合水平運(yùn)輸?shù)姆绞酵瓿伞Ｔ诂F(xiàn)澆連續(xù)梁的施工中，臨近中跨合龍區(qū)域有3個(gè)節(jié)段無(wú)法用塔吊運(yùn)行，該部分由人工運(yùn)輸材料，最終也能夠?qū)⑾嚓P(guān)建設(shè)工作落實(shí)到位。因此總體來(lái)看，該塔吊施工方案具有可行性，能夠同時(shí)滿(mǎn)足安全、質(zhì)量、效率、效益等多重要求。

六、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，塔吊是現(xiàn)代橋梁工程建設(shè)中較為關(guān)鍵的施工裝置，型號(hào)、起升高度、吊裝重量等多項(xiàng)因素均會(huì)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工效果帶來(lái)影響，例如出現(xiàn)吊裝高度不足、吊裝所承受的重量偏低、吊裝失穩(wěn)等情況，因此合理的選型以及正確的應(yīng)用均較為關(guān)鍵。在本文中，則以工程實(shí)例為依托，闡述塔吊的選型思路及關(guān)鍵要點(diǎn)、塔吊的施工工藝，希望所提的內(nèi)容可作為類(lèi)似工程的參考。