門式起重機水上安裝施工技術研究與應用

史元良

（中鐵二十二局集團第三工程有限公司， 福建 廈門 361000）

1 工程概況

新建鑒湖大橋橋梁中心樁號K2+708，主橋全長195 m，跨徑布置（55+85+55）m，設計采用鑒湖大橋拆除新建方案，新建鑒湖大橋上跨現狀六級航道鑒湖，采用主道與輔道分離(中間主橋，兩側輔橋）的設計形式。拆除新建選用一臺MG85 型門式起重機，其吊重85 t，自重75 t（含吊鉤、吊裝鋼絲繩）。門式起重機軌道基礎采用鋼管貝雷組合式支架[1-2]，基礎下部選用Ф800mm、壁厚12mm鋼管。相鄰鋼管之間通過Ф280mm鋼管剪刀撐連成整體，與輔橋水中墩柱之間設置抱箍。主起升采用小車結構，副起升采用葫蘆結構。

2 門式起重機性能參數

門式起重機性能參數，如表1 所示。

表1 門式起重機性能參數

3 門式起重機軌道基礎水上安裝

3.1 樁位放樣

根據鋼管樁的設計軸線放樣，定出兩端及通航孔位置鋼管樁中心，軸線內采用內插法放出幾個定位樁后，拉線尺量放出每根樁的中心線，然后在樁位中心位置插入一根Ф20 mm 短鋼筋作為定位樁。

3.2 鋼管接長

1）鋼管樁在接長前，必須將焊縫兩側30 mm 范圍內的雜物、油污、鐵銹和水汽等清除干凈。采用碼板對接環焊縫，進行周圈焊接，最后沿焊縫周變均布加焊六塊30 cm×15 cm 的加筋鋼板，達到接長鋼管樁整體剛度增強的效果，連接形式如圖1、圖2 所示。

圖1 鋼管接長大樣圖- 立面（對接）

圖2 鋼管接長大樣圖- 平面（對接）

2）鋼管接長時，應保持兩管接頭對口在同一軸線上，多節接長時應盡量減少累計誤差。相鄰鋼管的接頭位置必須錯開，錯開上下距離不得小于1 m。

3）鋼管接頭手工電弧焊的焊縫質量，必須滿足《鋼結構焊接規范》（GB 50661）的規定和正常施工時的受力要求；對于壁厚t≥12 mm 的，應采取L 型坡口焊，坡口角度a≥45°，對縫間隙b=0，坡口深度H≥=7 mm。

3.3 鋼管樁打設

首節鋼管接長在既有鑒湖大橋上完成，后續鋼管接長通過既有鑒湖大橋與已打設鋼管樁間設置的型鋼操作平臺完成。鋼管樁打設選用DZJ-120 型振動錘，配備一臺200 kW 柴油發電機。鋼管基礎應根據單根樁的承載力確定打入土中的長度。鋼管樁的插打過程控制采用激振力和入土深度進行雙控。首先應確保鋼管樁的實際入土深度，并根據設計樁尖處的貫入度合理調整鋼管樁的樁底標高。

鋼管打設過程中，通過設置在既有鑒湖大橋翼板邊緣的定位型鋼和輔橋防撞護欄外側的線錘對鋼管的中心位置及垂直度進行控制，發現管樁偏位時及時糾正，確保管樁垂直度偏差＜1%。

3.4 連接系施工

鋼管縱向連接系采用外徑280 mm、壁厚10 mm的Q235 無縫鋼管按Z 字型設置與鋼管樁焊接形成整體，焊縫表面應均勻飽滿；與鑒湖大橋輔橋水中墩相鄰的鋼管采用14 槽鋼通過Ф20 mm精軋螺紋鋼對拉進行抱箍連接，如圖3 所示。

圖3 鋼管樁縱向連接系結構示意圖（單位：mm）

3.5 安裝橫梁

橫梁采用雙拼I40b 工字鋼組成，單根長度1.5 m。鋼管橫橋向單側設2 塊300 mm×400 mm 牛腿鋼板，厚度20 mm，鋼板與鋼管之間雙面焊接牢固。

3.6 安裝縱梁

縱梁采用貝雷梁，6 片一組，每3m采用1125mm×1 180 mm 特制花架連接成整體。標準跨徑9 m，通航孔處15 m 跨徑；兩端設置制動墩、跨徑3 m；通航孔處鋼管樁加密，貝雷梁縱向間距1.5 m。貝雷梁與橫梁之間通過∠73mm×10 mm角鋼進行限位，如圖4 所示。

圖4 縱梁橫、順橋向結構示意圖（單位：mm）

3.7 安裝分配梁及軌道

分配梁采用I22a 工字鋼，順橋向間距30 cm。軌道采用43 kg/m 標準鋼軌，鋼軌與分配梁工字鋼之間通過2 cm 厚的軌道壓板進行固定。分配梁上部縱向兩側設置U 型卡與貝雷梁連接牢固，如圖5 所示。

圖5 分配梁及軌道橫、順橋向結構示意圖

4 門式起重機安裝

4.1 工藝流程

軌道檢測、地錨的布置檢查→主梁拼裝→支腿總成拼裝、吊裝→主梁吊裝→端橫梁及維修平臺安裝→起重小車吊裝→附件安裝→電氣設備安裝→調試→試運轉[3-6]。

為保證軌道處于水平狀態下，單側軌道安裝時，通過軌道底部加墊不同厚度的鋼板進行水平度調節，抵消貝雷梁自撓，保證安裝完成后的軌道頂面處于同一水平標高狀態下。

4.2 主梁組裝

采用80 t 輪胎式起重機先將其中一節主梁平放于地面，底部枕木支墊，將第二節主梁與預先放好的第一節主梁對正，插入上下弦陰陽接頭，最后打入銷軸，插入開口銷。按照主梁制作編號，結合圖紙要求，依次將主梁組裝完成。待主梁組裝完成后，插入所有上、下連接銷軸處的開口銷，并進行全面檢查。

4.3 剛性支腿總成安裝

在剛性支腿拼裝平臺上，采用80 t 汽車吊進行吊裝，按設計編制好的支腿編號依次吊裝支腿的各個部件，將支腿構件平放于地面，底部用枕木支撐平整，將上連接法蘭盤和下橫梁的法蘭與支腿法蘭相互對接，校正無誤后擰緊螺栓，最后安裝上所有的連接構件、檢修平臺和附件。裝好的支腿總成的垂直度、對角線、直線度、扭曲等偏差必須符合設計和使用要求。所有組裝環節的螺栓必需采用扭矩扳手擰緊，并檢查開口銷是否齊全。

4.4 支腿的吊裝與豎立

首先確定汽車起重機站位，將支腿上端綁扎吊索，選用130 t 汽車吊將支腿吊起，80 t 汽車吊輔助遛腿，緩慢吊裝至軌道上方。使用經緯儀精致控制支腿的垂直度（使支腿稍向外偏）。采用Ф16 mm的鋼絲繩配合索緊扣并與手拉葫蘆連接作為纜風繩，通過調整手拉葫蘆，將4 條纜風繩拉緊，觀察并調整支腿垂直度，使4 條纜風繩均勻受力，如圖6 所示。

圖6 剛性支腿總成安裝

地錨采用2 m×2 m×1.6 m 混凝土澆筑成的預制水泥塊[6]，混凝土標號C25，地錨中部預埋Φ16 mm 間距100 mm×100 mm 的鋼筋網片，保護層25 mm，采用Φ25HPB300 吊環，Φ28HPB300 拉環；預制塊起吊采用25 t 汽車吊，地錨外露地面15 cm，地錨纜風繩與地面成45°夾角，鋼絲繩表面粘貼反光警示貼。

4.5 主梁吊裝

大梁分兩次吊裝，對于主梁總成1 包含單根主梁、上部走臺總成（質量16 t），主梁總成2 為單根主梁、上部走臺總成加副鉤電動葫蘆及軌道安裝（質量18.5 t），所有鋼絲繩選用均以主梁總成2 核算，而汽車吊選用也按主梁總成2，主梁總成1 的最大幅度為12 m，主梁總成2 為14 m。選擇好吊點的位置，配好卸扣和鋼絲繩。用2 臺130 t 汽車吊把主梁吊空到超過支腿的高度，將主梁和支腿連接固定。本次吊裝主梁上分為2 個吊點，每個吊點2 根鋼絲繩，每根鋼絲繩吊點計算受力4.625 t。由于鋼絲繩是捆綁的形式，主吊鋼絲繩直接穿入主梁上弦桿。主梁上弦離大車軌面約27 m，軌面距離地面為9 m，考慮吊裝鋼絲繩高度2 m，總起升高度需大于38 m，如圖7 所示。

圖7 主梁吊裝

4.6 端橫梁、維修平臺及起重小車安裝

用吊索綁扎好起重小車，吊點部位需包角處理，也可以使用角鋼加固吊點部位。利用130 t 汽車吊將起重小車吊裝到主梁安裝位置，并在安裝人員指導下將其中小車在主梁軌道上安裝就位。電柜整機、電路及操作室按照設計圖紙要求安裝到位并固定。利用80 t 汽車吊將支腿上的剩余梯子平臺、電纜卷筒、夾軌器等安裝到位。

4.7 電氣安裝

門式起重機上所有帶電設備的外殼，電線管等均應有可靠的接地，小車軌道、操作室等均應與主梁接地。接地線可用截面不小于75 mm2的扁鋼或10 mm2的銅線，起重機上任何一點接地電阻應不大于4 Ω。

5 結語

本文通過門式起重機水上安裝施工技術方法，將門式起重機合理的運用到橋梁工程的吊裝作業施工中，不但能夠有效、快速的解決水上大跨度橋梁的吊裝施工難題，同時使用此法還可以相應的節約施工工期，降低施工的吊裝成本，減少了外界條件和復雜環境的不良影響，門式起重機的連續作業，確保了橋梁工程的順利進行。該技術成功應用于本工程中，為同類型水上門式起重機的安裝及施工提供了借鑒參考價值，具有較大的社會效益和經濟效益。