王仕豪/WANG Shi-hao
(中鐵大橋局股份有限公司,湖北 武漢 430050)
武漢二七長江大橋正橋?yàn)槿Y(jié)合梁斜拉橋,主跨布置為(90+160+616+616+160+90)m。其中,5#主塔塔高(從承臺(tái)頂面算起)為209m(承臺(tái)頂高程+10.5m),該主塔施工過程中使用的C7050型塔機(jī)高度約為235m,根據(jù)施工安排,該塔機(jī)在大橋通車前最后進(jìn)行拆除。塔機(jī)安裝布置如圖1所示。
主塔的構(gòu)造形式和施工工藝特性導(dǎo)致塔機(jī)附墻桿件長(桿件重)、支面大(吊裝覆蓋率要求高)、懸掛多(需要設(shè)置施工作業(yè)布置點(diǎn)多,安全風(fēng)險(xiǎn)大)、節(jié)點(diǎn)多(拆除勞動(dòng)強(qiáng)度大)、安裝拆除桿件多(常規(guī)附墻只有三根桿件,而實(shí)際桿件為十根);加之塔機(jī)站位設(shè)計(jì)和頂升拆除方向與附墻桿件拆除吊裝作業(yè)方向不一致(塔機(jī)吊臂朝向江堤,桿件支面朝向江中,相對位置恰好相反),因此附墻桿件采用常規(guī)拆除完全不可能。
圖1 C7050塔機(jī)安裝及站位圖
圖2 附墻結(jié)構(gòu)示意圖
方案一:在橋塔頂部設(shè)置輔助吊桿,在橋面安放一臺(tái)容繩量400m的3t卷揚(yáng)機(jī)鋪以吊裝,這種措施的弊端就是施工效率低下,拆除一道附墻最少需要3~4天,并且空載吊繩上升時(shí)的安全風(fēng)險(xiǎn)控制難度大(容易飛鉤)。
方案二:利用塔機(jī)平衡臂上的輔助卷揚(yáng)機(jī)作為附墻桿件拆除的動(dòng)力工具,這種措施的弊端就是輔助卷揚(yáng)機(jī)單繩吊載能力小,只有750kg,而附墻桿件單件重量大多超過這個(gè)重量,并且輔助卷揚(yáng)機(jī)的容繩量也不夠,需要改裝,對吊裝重量大的桿件需要截短,因此作業(yè)效益也不高,對于輔助卷揚(yáng)機(jī)故障導(dǎo)致吊裝風(fēng)險(xiǎn)也不好控制。
方案三:將塔機(jī)頂升套架在塔機(jī)沒有降塔前,調(diào)整180°方向,改變塔機(jī)降塔時(shí)起重臂的吊裝作業(yè)方向,這樣利用塔機(jī)吊鉤進(jìn)行小偏位作業(yè)來拆除附墻桿件,比較安全快捷,拆除一道附墻大約需要1.5天,這種措施的弊端就是調(diào)塔時(shí),需要耽誤1天的時(shí)間和拆除下來的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)只能于江邊方向堆放。
通過比選,本次拆除措施選擇方案三。
由于主塔塔身側(cè)面在橋面以上高度約40m處,擋住塔機(jī)起重臂下降(圖3),因此塔機(jī)在降至此前一節(jié)時(shí)需要進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)的拆除。現(xiàn)場條件只能采用汽車起重機(jī)站位于橋面上進(jìn)行吊裝拆除,一方面由于吊裝作業(yè)高度高(約50m)、吊裝作業(yè)負(fù)載大(單件最大重量16.8t),另一方面由于塔柱和斜拉索影響汽車起重機(jī)的站位、限制了汽車起重機(jī)吊臂的變幅和回轉(zhuǎn)范圍、妨礙到塔機(jī)起重臂引進(jìn)到橋面的作業(yè),使汽車起重機(jī)的吊裝作業(yè)變得十分困難。
圖3 起重臂與主塔塔身干涉示意圖
根據(jù)塔機(jī)的吊臂、平衡臂、配重、塔頭、回轉(zhuǎn)塔身、回轉(zhuǎn)支座等各部件重量及吊裝幅度,結(jié)合汽車起重機(jī)的吊重曲線和允許站位位置,對汽車起重機(jī)進(jìn)行合理選型,使其在特定的位置和吊裝作業(yè)空間內(nèi)能夠滿足吊裝要求。
方案一:采用一臺(tái)200t汽車起重機(jī)對塔機(jī)起重臂進(jìn)行整體拆除(圖4)。吊機(jī)于站位二,起吊拆除起重臂,然后通過多次變幅和縮短吊臂的方法逐步把起重臂從N2和N3斜拉索之間引入到橋面進(jìn)行拆解。吊機(jī)于站位一,起吊拆除平衡臂、塔頭、回轉(zhuǎn)塔身、回轉(zhuǎn)支座等部件。此方案工作效率較高,輔助人工繩索牽引,安全容易保障。
圖4 汽車起重機(jī)站位示意圖
方案二:采用兩臺(tái)汽車起重機(jī)作業(yè),其中一臺(tái)120t汽車起重機(jī)用于固定起重臂,一臺(tái)80t汽車起重機(jī)用于空中分體拆除起重臂。此方案比較費(fèi)時(shí)費(fèi)力,效率較低,且作業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)相對較大。
通過比選,本次拆除作業(yè)選擇方案一。
由于高空切割作業(yè)環(huán)境的特殊性及作業(yè)的安全風(fēng)險(xiǎn)控制因素多等原因,需采取安全作業(yè)的保障措施。本次拆除作業(yè)考慮懸掛作業(yè)吊籃和在橋塔頂與塔機(jī)之間設(shè)置兩根保險(xiǎn)繩(一根鋼絲繩一根白棕繩)兩種方式同步使用。
1)首先利用C7050塔機(jī)在沒有降塔前可以360°回轉(zhuǎn)時(shí),將第6道、第4道、第2道塔機(jī)過渡附墻正常拆除,然后調(diào)整塔機(jī)頂升方向指向江中,利用C7050塔機(jī)空中將頂升套架拆除再反向安裝,為后面利用塔機(jī)拆除第7道、第5道附墻做好準(zhǔn)備。
2)將C7050塔機(jī)配平,正常降塔8節(jié),利用塔機(jī)吊鉤偏位吊裝作業(yè)拆除塔機(jī)第7道附墻,重復(fù)上述作業(yè),將塔機(jī)降節(jié)到第12節(jié)高度。
1)首先拆除C7050塔機(jī)部分配重塊,將C7050塔機(jī)平衡臂回轉(zhuǎn)至與斜拉索平行方向,200t汽車起重機(jī)按圖5站位,拆除2塊3.4t配重及1塊5.5t配重,留1塊5.5t配重。
圖5 汽車起重機(jī)站位及起吊幅度示意圖
2)解除C7050塔機(jī)吊鉤、起升鋼絲繩、變幅鋼絲繩,纏繞好平衡臂拉桿系的滑輪組鋼絲繩;調(diào)整汽車起重機(jī)按圖6站位于站位二,對塔機(jī)起重臂整體拆除,并通過多次變幅和縮短吊臂的方法慢慢將塔機(jī)起重臂從斜拉索N2與N3之間引進(jìn)到橋面放置解體(過程中輔助人工牽拉鋼絲繩使起重臂打轉(zhuǎn))。
圖6 吊裝起重臂引進(jìn)至橋面示意圖
3)調(diào)整汽車起重機(jī)按圖5站位于站位一,拆除回轉(zhuǎn)C7050 塔機(jī)平衡臂,依次拆除C7050 塔機(jī)最后一塊平衡重、人字支撐架、司機(jī)室、平衡臂節(jié)。
1)拆卸回轉(zhuǎn)塔身 拆下與回轉(zhuǎn)支座總成聯(lián)接的銷軸,然后將回轉(zhuǎn)塔身吊至地面上。
2)拆卸回轉(zhuǎn)支座總成 將回轉(zhuǎn)支座總成吊放到地面上。
3)拆卸套架 將油缸、泵站等頂升部件綁系牢固在套架上,將套架慢慢從塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)外抽出,放置指定地點(diǎn)。
4)拆卸基節(jié) 用汽車起重機(jī)將基節(jié)整體吊裝至地面。
5)拆卸基礎(chǔ)節(jié) 用汽車起重機(jī)將基礎(chǔ)節(jié)整體吊裝至地面。
1)在拆除過程中,應(yīng)嚴(yán)格遵守塔機(jī)安全操作規(guī)程和頂升、降塔作業(yè)規(guī)程。
2)汽車起重機(jī)機(jī)作業(yè)時(shí),除應(yīng)遵守安全操作規(guī)程外,還應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場有限的作業(yè)環(huán)境和空間條件,按照起重曲線,嚴(yán)格遵守吊裝作業(yè)安全規(guī)程,謹(jǐn)慎作業(yè)。
3)高空作業(yè)時(shí),作業(yè)人員應(yīng)嚴(yán)格遵守高處安全作業(yè)的相關(guān)規(guī)定。
4)在把塔機(jī)起重臂吊放到橋面的過程中,須安排專人進(jìn)行監(jiān)護(hù),確保汽車起重機(jī)的吊臂和塔機(jī)的起重臂不碰到斜拉索。
針對二七長江大橋5#主塔C7050塔機(jī)拆除時(shí)特殊條件,提出了塔機(jī)非常規(guī)拆除的方案,有效地解決了正常拆除時(shí)所面臨的難題,最后,該塔機(jī)得以安全、高效、順利地按期拆除。此拆除技術(shù)可供其它類似的大型橋梁施工和大型塔機(jī)拆除時(shí)參考。