談橋梁塔柱施工中塔機的選型及布置方法

邱方亮，漆大山，吳凡言

（廣西建工集團建筑機械制造有限責任公司，廣西 南寧 530299）

1 前言

塔式起重機（以下簡稱“塔機”）是施工中常用的機械設備，廣泛應用于民用建筑、橋梁水利工程、大跨度工業(yè)廠房、大型體育場、風電核電等建筑工程施工領域。在橋梁工程中，由于塔機起重量大、起升高度高、作業(yè)覆蓋范圍廣等眾多獨特的優(yōu)勢，其在建設施工中發(fā)揮了不可替代的作用。

在工程建設中，首先需要根據(jù)工程實際需求，選取起重能力合適的塔機；其次，根據(jù)工程吊裝位置要求、與關聯(lián)建筑物相互關系、安拆作業(yè)的便利性、附著拉桿預埋點布置的合理性進行塔機基礎位置的確定；最后，根據(jù)工程吊裝高度需求、施工作業(yè)的協(xié)同性以及經濟性對塔機進行附著布置。塔機只有安裝在工程實際需求中最合理的位置，才能使塔機高效、安全地工作。

2 塔機的選型和布置

2.1 工程概述

棋盤洲長江公路大橋建設工程位于黃石市和黃岡市境內，全長約21.9km，其中長江大橋長約3.3km，兩岸連接線長約18.6km。主橋采用雙塔單跨鋼箱梁懸索橋跨越長江，主跨1038m。大橋南北主塔均為門型框架混凝土索塔。南索塔塔座頂面至塔冠高度為165m，北索塔塔座頂面至塔冠高度為157m。橋梁總寬度62.7m，機動車雙向六車道，兩側布置非機動車道和人行道。

2.2 塔機型號選擇

根據(jù)工程建設需求，每個塔柱布置2臺塔機。主要在主塔施工期間負責施工吊裝作業(yè)，使用工期預計25個月。選擇塔機型號時，需綜合考慮如下施工條件進行選擇：①吊裝重量要求；②吊裝作業(yè)半徑；③吊裝高度要求。

實際工程施工條件為塔機吊裝作業(yè)最大半徑為70m，在70m遠端處吊重參數(shù)需滿足3.0t要求；最大起重量需滿足16t要求；最大吊裝高度滿足165m要求。依據(jù)上述條件以及產品手冊，選取型號為315tm的TCT7526塔機。該型號塔機最大臂長組合75m，當使用70m臂架組合時，臂端70m處吊重達3.2t，最大吊重16t，最大起重量高度可達254m，均符合工程施工需求。

2.3 塔機基礎位置確定

確定塔機基礎位置需綜合考慮實際工程施工作業(yè)條件，即：①塔機安拆作業(yè)方向；②塔機與建筑物之間應不存在干涉情況；③現(xiàn)場其余工程機械布置協(xié)同作業(yè)情況；④塔機吊載作業(yè)要求。

在該工程中，垂直于路面方向為橋梁懸鎖方向，塔機在升降塔作業(yè)過程中均不可與懸鎖發(fā)生干涉。因此，塔機布置于門型塔柱左右兩側。根據(jù)塔機距離建筑物最短距離不低于1.5m、群塔作業(yè)規(guī)避碰撞、吊裝作業(yè)面對施工作業(yè)面有效覆蓋等要求，把左右兩側塔機布置按對稱錯開樣式進行布置。1號塔安裝70m臂架組合，2號塔安裝55m臂架組合。在充分考慮施工升降機作業(yè)安全、塔機附著拉桿預埋點布置合理的情況下，最終塔機位置布置如圖1所示。塔機基礎與主塔基礎承臺澆筑為一體，塔機基礎配筋等技術條件應滿足塔機使用說明書要求。塔機基礎在布置時，若橋墩配筋量不小于塔機承臺配筋量可直接用橋墩主筋，突出部分延伸出去即可。橋墩承臺在塔機承臺底部需增加一層鋼筋。

2.4 塔機附著位置布置

圖1 塔機基礎布置位置

塔機在布置附著時，需全面考慮以下幾方面內容：①滿足產品說明書相關技術條件要求；②建筑物允許附著錨固點以及錨固點的承載力和剛度要求；③附著拉桿布置形式、角度要求；④附著布置的經濟性和施工可行性、便利性。

圖2 塔機附著位置布置圖

綜合考慮上述4個主要因素，并結合施工現(xiàn)場實際條件，塔機附著按照如圖2所示方案進行布置：塔機在布置附著時，第一道附著高度h1≤38m；兩道附著間距的塔身節(jié)數(shù)為n≤9節(jié)（每節(jié)標準節(jié)高3m），即兩道附著間距h2≤27m；最大懸臂高度（最后一道附著至臂架絞點垂直距離）的標準節(jié)數(shù)在起升高度h≤100m時，n≤12；高度在100m200m時，n≤10（其中n為標準節(jié)數(shù)）。對于塔機附著后的懸臂高度選擇，可根據(jù)工程實際吊裝作業(yè)需求、群塔作業(yè)高差錯位進行確定，在滿足相關產品使用說明書要求前提下即可。

2.4.1 塔機附著布置

由于塔機基礎與主塔基礎澆筑為一體，當按基礎上平面標高為+0.0m進行高度值計算時，塔機附著高度位置為：①第一道附著位于+38.0m；②第二道附著位于+65.0m，附著間距27.0m；③第三道附著位于+92.0m，附著間距27.0m；④第四道附著位于+119.0m，附著間距27.0m；⑤第五道附著位于+146.0m，附著間距27.0m。根據(jù)產品說明書相關技術要求，塔機懸臂高度塔身節(jié)數(shù)n≤11。塔機安裝完成5道附著后，最大吊裝高度可達182m，滿足最低吊裝165m要求。上述附著布置方案僅從塔機施工作業(yè)單方面為出發(fā)點進行考慮，為該工程最經濟型的附著布置方案。實際施工作業(yè)中，由于考慮項目各項工程施工作業(yè)的便利性、江面瞬時風載荷影響、附著拉桿受力合理性等綜合原因，實際附著布置安裝可根據(jù)工程需求進行布置，滿足塔機設計相關技術要求即可。

2.4.2 附著拉桿布置

塔機附著拉桿在布置時，需充分考慮以下幾點：①施工作業(yè)便利性、可行性；②附著拉桿受力合理性；③附著物可承受支反力大?。虎茴A埋座安裝位置。綜合考慮上述因素影響，塔機附著拉桿布置采用雙側四拉桿布置形式。為不與施工升降機作業(yè)區(qū)域發(fā)生實際干涉以及滿足附著拉桿角度要求，附著拉桿預埋點布置在塔身中心對稱3.5m位置處。由于左側預埋點偏出實際橋墩位置，需相應布置設計一個特制預埋座安裝鋼結構架，以滿足附著拉桿布置要求，具體布置如圖3所示。

2.4.3 附著裝置安裝注意事項

1）附著安裝應符合產品使用說明書設計要求。

2）空載、風速不大于3m/s狀態(tài)下，獨立狀態(tài)塔身（或附著狀態(tài)下最高附著點以上塔身）軸心線的測向垂直度誤差不大于4/1000，最高附著點以下塔身軸心線的垂直度誤差不大于2/1000。

圖3 塔機附著位置布置示意圖

3）安裝附著裝置時，塔機最大安裝高度處的風速不宜大于12m/s。

4）附著安裝完成后，宜保證附著框及附著拉桿中心線在同一高度，水平安裝的附著桿傾斜角偏差不大于5°。

3 結語

工程項目建設施工中，塔機的選擇布置直接關系到項目施工效率、質量、安全、成本等諸多關鍵因素。正確合理的選型以及布置，在極大便利工程施工作業(yè)，有效提升施工效率的同時，大大降低了項目施工作業(yè)成本。