分離式纜載吊機設計與應用研究

顏得勝

（保利長大工程有限公司，廣東 廣州 510620）

1 工程概況

汕湛高速公路清遠到云浮段西江特大橋項目主橋為738m+202m跨徑的雙跨吊鋼箱梁懸索橋，主纜由72束預制平行鋼絲索股組成，主纜直徑吊索間距15m，鋼箱梁寬38.4m，高3m。鋼箱梁共劃分8種類型（A-G），66個梁段，標準梁段最長梁段15m（標準梁段），吊索間距15m，最大吊裝重量約276t，總重14700t，鋼箱梁具有種類多、重量大、量不大吊裝點多、工況復雜的特點，根據鋼箱梁布置實際情況，全橋需采用3臺纜載吊機同步進行吊裝施工，每臺纜載吊機單次起吊一節鋼箱梁，每臺纜載吊機采用一套吊具滿足所有吊裝范圍內鋼箱梁的吊裝。

2 纜載吊機設計

纜載吊機根據鋼箱梁的最大重量、主纜跨徑、索夾尺寸等作為主要設計依據，本項目纜載吊機規格型號設計為LZD320t-31.2m，主要參數如表1所示。

表1 本項目纜載吊機主要參數

纜載吊機采用起重機構、承重機構、行走機構分離的設計方案，起重卷揚機鋼絲繩經轉向和導向滑輪和承重機構連接。

3 主體部位設計

3.1 起重機構設計

起重機構由起重卷揚機、儲繩筒、鋼絲繩、轉向滑輪、導向輪、定滑輪組、動滑輪組和吊具組成，起重卷揚機、儲繩筒布置在主塔上橫梁頂部，起重鋼絲繩從儲繩筒放出，通過雙滾筒摩擦卷揚機、塔頂門架上轉向滑輪組、主纜沿線導向輪、到達承重機構定滑輪組和吊具的動滑輪組連接。起重鋼絲繩沿主纜內側的導輪組按100m間距布設以托住纜載吊機的鋼絲繩，避免鋼絲繩過度下垂，同時保證吊鉤能順利下降。纜載吊機起重機構平面布置示意圖具體如圖1所示。

圖1 纜載吊機起重機構平面布置示意圖

纜載吊機設置2組吊具8個臨時吊點，每組吊具包括動滑輪組、扁擔梁及連接吊帶，對于標準節段（同側兩端臨時吊點間距為6400mm），設計考慮采用扁擔梁把同側吊點匯成一吊點。吊具在設計時，除了充分考慮自身的強度外，在尺寸和結構方面需核算滑輪組高度、跨中最短吊索的長度和貓道最低點高度，防止吊具到達最頂端鋼箱梁吊裝高度不到位的情況。

3.2 承重機構設計

承重機構由2條端梁和1條主梁組成，端梁為箱形結構，其上安裝有行走輪組、抱緊裝置、承壓一抗滑裝置、牽引動滑輪組等。主梁由槽鋼及角鋼拼焊而成的桁架結構，分4段加工，采用銷軸聯接而成，主梁頂部裝有人行走道和欄桿。端梁和主梁通過鉸座連接，主梁可以垂直于兩端梁擺動，即纜載吊機無論在纜上的任何位置，其主梁均能保持在鉛垂位置，定滑輪組固定在主梁的下弦處以更有利于主梁的受力穩定，主梁強度和剛度設計通過ansys軟件建模計算。纜載吊機承重機構具體如圖2所示。

圖2 纜載吊機承重機構（單位：mm）

3.3 行走牽引機構設計

纜載吊機行走機構由塔頂門架卷揚機通過動滑輪組和定滑輪組牽引纜載吊機端梁，牽引系統動力采用在塔頂布置2臺JM10t卷揚機進行牽引，根據設計計算，纜載吊機上坡行走最大牽引力約30t，采用4匹繩進行牽引滿足要求。纜載吊機牽引機構示意圖如圖3所示。

圖3 纜載吊機牽引機構示意圖

4 纜載吊機使用與維護

纜載吊機在主塔附近安裝完成后，項目組織機材部、安全部、專業隊及使用人員進行現場驗收和技術交底。利用行走牽引機構下放到跨中位置，在跨中開始進行鋼箱梁吊裝，纜載吊機在鋼箱梁吊裝作業和移機作業時，需設置一人來統一指揮，對纜載吊機各個工位進行定人定崗，單臺纜載吊機人員配置數量清單如表2所示。

表2 纜載吊機鋼箱梁吊裝作業人員配置

鋼箱梁全橋吊裝完成后，將纜載吊機下放到最低點，采用汽車吊在橋面將纜載吊機進行拆除。

5 結語

清云高速公路西江特大橋主橋鋼箱梁吊裝全橋采用3臺LZD350t-31.2m型纜載吊機進行吊裝，歷時3個月完成全橋鋼箱梁的吊裝。纜載吊機在設計時充分利用已有的設計和施工經驗，考慮鋼箱梁吊裝過程中可能出現的問題，并提前采取解決方案，因此，鋼箱梁吊裝過程中纜載吊機作業穩定，一臺纜載吊機最大效率一天可以完成2片鋼箱梁的吊裝和移機，同時通過對吊具的無極調節和配重調整，對多種不同型號的鋼箱梁吊裝具有很強的適應性。分離式纜載吊機充分利用了前期施工的機械設備和材料，提高了設備利用率，降低了設備的投入成本，取得了良好的經濟效益，具有廣泛的推廣和應用價值。