某市中波發射塔項目吊車流水組塔施工技術研究

周燕峰 陳啟南

某市中波發射塔項目施工，放棄傳統的外拉線懸浮抱桿法，選擇了50t、160t、350t三種噸位的吊車從鋼塔1開始，依次進場流水施工，并根據鋼塔自身幾何尺寸、分段重量把鋼塔分上、中、下三個吊裝區，分別選擇散裝、分片、分段的吊裝方式，合理設計吊車的站位，把大部分的組立拼裝工作放在地面完成，從而減少了大量的高空作業時間，加快了施工效率，降低了施工風險，達到了預期效果。

某市中波信號發射塔是由鋼結構制作而成的高聳構筑物。查閱相關文獻可知，對于電力系統中的輸電塔施工技術有較多的作者進行了研究和分析。文獻中盧山、趙孟從監理角度對通信塔在材料、鋼塔基礎施工、塔體施工三個環節的質量控制要點做了闡述；韓啟云、童鑫等介紹了在山區環境下的3種組塔方法：懸浮抱桿、座地搖臂抱桿、雙平臂抱桿，并比較了每種方法的優劣；文獻還對采用外拉線抱桿法進行超高壓線路鐵塔組立進行了研究分析，分別闡述了塔腿、塔身、橫擔與支架的組立方法，抱桿的提升與拆除；閆寶磊結合國外某KK330kV輸電項目，介紹了汽車起重機和內懸浮抱桿相結合的方法進行鐵塔的組立；文獻作者介紹了用汽車起重機整體組立LV40鐵塔的施工技術，并就組塔前的準備工作、吊車的站位等做了介紹。以上文獻中輸電塔的施工以采用懸浮抱桿法居多，本文以某市中波信號發射塔為例，對采用多噸位吊車分區段流水組塔施工技術進行了一些研究和探索。

一、工程概況

某市中波發射塔遷建項目，總用地面積為4.67萬m2。項目新建4座自立式鋼塔（圖1），在建設場地內成“口”字形分布，4座鋼塔相互間水平距離約為430m左右。鋼塔設計采用格構式組合結構，橫截面為正四邊形，塔根開尺寸有7.47m、10.83m、20m。鋼塔主肢截面設計采用無縫鋼管，最大截面規格為273＊10mm，其余塔身構件截面有圓管和角鋼組成，構件之間均通過連接板螺栓連接。塔身主體材質均為Q345B，鋼塔結構信息見表1。

表1 鋼塔結構信息表

二、組塔施工方案比選

（1）方案1：傳統內懸浮外拉線抱桿法。利用底部已組立好的塔身，通過承托系統和外拉線使抱桿懸浮于塔身中央來吊裝上部待吊裝鋼塔構件，然后再利用鋼塔塔身來提升抱桿，繼續吊裝上部待吊裝鋼塔構件，循環以上步驟，直至鋼塔組立完畢將抱桿拆除。此方法一次吊裝重量有限，高空作業人員既要安裝鋼塔還要負責多次提升抱桿，勞動強度較大，組塔效率低，且塔身設計有橫膈，與抱桿交叉施工，存在較大的施工安全風險。

（2）方案2：采用汽車起重機進行組塔。汽車起重機具有智能安全控制系統，單次吊裝重量和吊裝高度能力較大，能把大量的拼裝作業轉移至地面完成，有效減少高空作業時間，提高施工效率，降低施工安全風險。缺點是對施工道路、場地條件要求較高，大噸位吊車臺班費用高。

經現場勘查，本工程位于已拆遷待建的工業園內，已具備基本的運輸施工機械及材料的道路，施工場地開闊，在吊車停靠位置鋪設路基箱即可。針對大噸位吊車臺班費用高的問題，把鋼塔分成上、中、下三個吊裝區，分別選配不同噸位等級吊車吊裝，在4座鋼塔間形成流水作業（見圖1）。綜合以上分析，本項目采用方案2。

圖1 鋼塔立面圖

三、組塔施工關鍵技術

1. 鋼塔吊裝分段設計

在鋼塔深化設計階段確定鋼塔的分段數量和分段長度，分段主要考慮以下因素：

（1）為了減少高空拼接節點，主肢的分段長度盡量滿足原材料標準長度12m；

（2）鋼塔自身的結構特征，在主肢的變截面處和軸線線型拐點處需設分段點；

（3）分段點應避開主肢與斜桿交點500mm且相鄰兩主肢分段上下錯縫500mm。

根據以上原則，鋼塔1共分成17段，鋼塔2分成12段，鋼塔3和4分成10段。

2. 吊裝工況分析及吊車型號確定

鋼塔1重量最大，高度最高，本項目吊車選型以鋼塔1為依據。鋼塔1吊車工況分析見表2：

表2 吊車工況分析表

3. 組塔實施步驟（以鋼塔1為例）

（1）施工準備

對鋼塔混凝土基礎及預埋錨栓進行復驗，基礎混凝土的抗壓強度不允許低于設計強度的70%。鐵塔接地裝置施工完畢，具備與桿身可靠連接的條件。對施工場地進行平整，影響吊車吊裝施工范圍內的障礙物事先采取措施進行清理或避讓。對進入施工現場的機具、工器具進行清點、檢驗，確保施工工器具完好并符合相關要求。

（2）50t吊車進場施工

50t吊車負責鋼塔下部區域（0～46.279m）范圍內的吊裝。下部區域跟開尺寸大，考慮吊裝時結構穩定性差，采用分散吊裝方式，以單根主肢為吊裝單元，主肢的連接板上附帶一側的斜撐或橫撐。主肢底部螺栓緊固后應打好臨時纜風，待四個面的斜撐橫撐都安裝完畢后解除。吊車回轉中心離兩塔腿基礎中心軸線的距離L為6m，吊車無需移位即可完成全部吊裝。

（3）160t吊車進場施工

160t吊車負責鋼塔中部區域（46.279～82.008m）范圍內的吊裝。中部區域鋼塔橫截面尺寸最大為7.37m，采用分片吊裝方式。鋼塔前、后兩面的柱肢和斜桿、橫桿在地面預先拼裝好，左右兩側斜桿和橫桿在高空安裝，對于缺少撐桿的主肢之間加設臨時支撐，確保結構的吊裝穩定。

（4）350t吊車進場施工

350t吊車負責鋼塔上部區域（82.008～120.0m）范圍內的吊裝。此區域鋼塔橫截面尺寸最大為2.99m，但是吊裝高度高，受風力影響駕駛員視線和通信較差。在吊車能力范圍內采取分段吊裝方式，盡量減少高空作業量，作業人員僅需對接法蘭螺栓，其余組裝均在地面完成。

4. 組塔質量與安全

（1）組塔時選擇塔兩相鄰垂直面中心軸線方向，距塔40～80m距離，架設經緯儀測出垂直度，每一段安裝有偏差即調整。塔段間的垂直度通過調整塔段間的法蘭螺栓，鋼塔整體垂直度通過調整塔腳螺栓。

（2）鋼塔1和2的垂直度偏差值不超過61.25mm，鋼塔3和4的垂直度偏差值不超過56.25mm。

（3） 鋼塔組立完畢，從頂部開始向下逐個螺栓檢查，雙排螺栓須自上至下緊固不少于兩遍。

（4）鋼塔塔底段安裝調平后，及時澆筑基礎二期混凝土。

（5）組塔施工屬于高空作業，吊車作業時應設置高處作業禁止區，拉好隔離繩。施工人員應佩戴安全帽，系好安全繩并設有雙保險，在使用保險扣的基礎上還需使用高空防墜器。對于橫桿長度較長的塔體部分，應在橫桿上設置水平繩，施工人員借助水平繩進行移動。

四、結語

本項目采用多噸位吊車流水組塔施工方法，既解決了傳統抱桿法施工鋼塔的效率低、風險大的缺點，同時也解決了大噸位吊車臺班費用過高的問題。通過合理的分段設計、科學的施工組織，極大的保證了施工質量、安全和施工效率，達到了預期效果。但是本項目中鋼塔的數量較少，多臺吊車流水組塔的經濟優勢還不是很明顯，這是比較遺憾的地方。