钢拱塔节段运输起吊施工技术研究

　　【摘要】本文就三明市台江大桥工程钢拱塔节段运输起吊施工方法、吊装支架设计、安全防护措施等做了较为详尽的介绍，希望能为类似工程提供相关施工经验。
　　【关键词】
　　钢拱塔、吊装支架、运输起吊施工
　　一工程概况
　　台江大桥工程西起于台江大桥与西岸滨江路交叉道口，东侧止于大桥与江滨南路（G205国道）交叉道口，与三明市东、西岸的江滨路直接相连。台江大桥桥梁工程桥梁部分长453m，引道部分长85.426米，跨径布置为50+60+110+110+60+50米，桥宽29.5米，主桥按双向四车道设计。
　　台江大桥为跨越沙溪河的大桥，采用钢拱塔斜拉桥结构形式，拱箱及锚点均采用Q345D低合金钢材，拱箱为（4.2m+3.2m）*3.6m梯形结构，拱圈中轴线半径30.8m，钢拱塔含拱座高度为98.184米。拱塔按D0～D12划分为25个节段，D0～D11对称分布，D12为合拢节段，最重节段D6约69t，最长节段D12约10.8m，拱塔共重约1438t。拱箱运输拟采用龙门吊起吊结合浮箱装运至P3#的方案，安装采用万能杆件拼装吊装塔架并结合塔吊辅助施工。
　　二施工工艺
　　钢拱塔节段由工厂加工成型到P3准备安装其中需经过运输和起吊两个步骤。施工时钢拱段成品由平板车拖至沙溪河西岸，通过码头吊桁吊吊转至钢浮船上，钢浮船由四个7.2*3.6*1.8的浮箱组装而成，靠自身驱动将钢拱段运到P3#承台的下游侧，最后由承台上的吊装支架起吊并完成安装。
　　图1：钢拱塔节段运输起吊平面布置图
　　码头吊桁吊及P3吊装支架均采用万能杆件搭设，万能杆件桁架结构具有刚度高、拼装拆除简易的特点，结构稳定性和施工工期都能保证。
　　2.1码头吊桁吊施工工艺
　　码头吊桁吊采用万能杆件拼装，共设4根立柱，立柱间中心间距为18*14m。立柱高10m，顶部横梁高4m，向河心方向悬臂16m，共长36m。
　　2.1.1码头吊桁吊基础
　　码头吊桁吊4根立柱基础采用扩大基础+承台。桩上承台尺寸为3*3*2m。扩大基砼采用C20素砼基础，承台砼采用C30钢筋砼。承台顶部及底部各设置一层φ20钢筋15*15cm钢筋网，四周各设置一层φ12钢筋15*15cm钢筋网，所有钢筋保护层4cm。
　　图2：码头吊桁吊基础立面图
　　桁架柱与承台采用预埋钢板凳进行焊接连接，钢板凳预埋件由厚度20mm、材质Q235的钢板及φ25钢筋组成，共需钢板凳16块，
　　图3：钢板凳示意图
　　2.1.2码头吊桁吊万能杆件结构
　　码头吊桁吊万能杆件共设4根立柱，立柱间中心间距为18*14m。立柱高10m，采用四根双肢N1杆件拼装。顶部横梁为双层万能杆件结构，高4m，向河心方向悬臂16m，共长36m。上、下弦杆采用四肢N1杆柱，中弦杆采用双肢N1杆柱，斜杆采用四肢N3杆柱，竖杆采用四肢N4杆柱。
　　图4：码头吊桁吊万能杆件结构图
　　2.1.3分配梁及起重机布置
　　桁架上部节点位置采用2.4m长I50a工字钢作为横向分配梁，节点位置N6反扣于节点板，横向分配梁与N6采用N25螺栓加垫板联结。横向分配梁上纵向布置I50a工字钢作为纵向分配梁，横、纵向分配梁均双面焊接∠50角钢作为斜撑，分配梁之间焊接联结。纵向分配梁上布置起重机行走轨道，P50轨道上布置一组龙门吊横梁，跨度12m，横梁上放一套天车及卷扬机。卷扬机为8t卷扬机，钢丝绳采用6*19的φ21.5钢丝绳，每套卷扬机钢丝绳均为8相布置。节点联结、起重机布置如下图所示：
　　图5：分配梁及钢轨布置示意图
　　图6：起重机布置示意图
　　2.2P3吊装支架施工工艺
　　万能杆件塔身直接搭设于P3墩承台上，为方便钢拱塔节段在塔架内平移，塔身与承台不对称布置。塔架共设6根立柱，立柱高为100m，相邻立柱间竖向间距20米设置一道横向系梁，顶部横梁采用双层杆件结构，轮廓尺寸为70*18*4m。
　　2.2.1塔架基础
　　P3墩承台长41.6m，宽20m，采用C30砼，拟将万能杆件桁架直接搭设在承台之上。承台与桁架柱采用24件预埋钢板凳进行焊接连接，钢板凳预埋件与码头吊桁吊预埋件相同。
　　2.2.2吊装支架万能杆件结构
　　万能杆件塔身设6根立柱，立柱高100m，每根立柱由4根双肢N1杆柱组成，外侧4根立柱在顶部20m增强为四肢杆柱，相邻立柱间竖向间距20米设置一道横向系梁。桁架吊装平台桁架为70m*18m双层万能杆件结构，上、下弦杆采用四肢N1杆柱，中弦杆采用双肢N1杆柱，斜杆采用四肢N3杆柱，竖杆采用四肢N4杆柱。塔身上部吊装平台横桥方向两端各悬臂16m，顶部吊装机械采用60t龙门吊的横梁及天车。
　　总体布置如下图：
　　图7：吊装支架万能杆件结构图
　　2.2.3起重机布置
　　P3吊装支架分配梁及起重机布置与码头吊桁吊相同，上部采用2.4m长I50a工字钢作为横向分配梁作用于桁架的节点，节点位置N6反扣于节点板，横向分配梁与N6采用N25螺栓加垫板联结。横向分配梁上纵向布置I50a工字钢作为纵向分配梁，横、纵向分配梁均双面焊接∠50角钢作为斜撑，分配梁之间焊接联结。分配梁上纵向布置P50钢轨作为起重机行走轨道，P50轨道上布置两组龙门吊横梁，跨度14m，每组横梁上各放置一套天车及卷扬机。钢丝绳采用6*19的φ21.5钢丝绳，卷扬机为提高容绳量采用特制，每套卷扬机钢丝绳均为8相布置。分配梁及钢轨布置见图5，起重机布置见图6。
　　2.3P3吊装支架缆风索布置
　　为提高P3吊装支架整体稳定性，在支架纵桥向38m、80m高度处两边各拉2根Φ28㎜钢丝绳，38m处缆风索初张力为150kN，80m处缆风索初张力为200kN。缆风索后锚采取在P2、P4承台预埋钢板。缆风索采用浮船拖拉过河,在承台上用10t卷扬机收紧。吊装支架及缆风绳布置图如图所示：
　　图8：吊装支架缆风索布置图
　　3、安全防护措施
　　1).进行高空作业的各工种和现场人员必须遵守本规程，从事高空作业的人员，必须定期检查，患有下列疾病，不宜从事高空作业：高血压、低血压、心脏病、贫血症、颠痫。
　　2).高处作业者必须使用安全帽，安全带，穿软底鞋，登高前严禁喝酒，并清除鞋底泥沙和油垢。
　　3).特种作业人员须培训、考核，持证上岗。特别应对架子工、起重指挥挂钩工、起重机械拆装工、电工、焊工等此类关键人员，应通过专业部门的培训，考核取得技术合格证后方可上岗作业，并按规定定期复训，做到持证上岗。
　　4).脚手板、脚手架、栈边、斜边、梯子、吊篮、挂板等高处作业设备，必须搭设稳固，材质优良，巡回检查使用情况。
　　5).高处作业的设备，不许有翘头板，空头板，断裂板，露头钉，朝天钉，空缺档，折断等缺陷，施工中的五口应设围栏及盖板，在五口处不得放置易落下的料具。
　　6.斜边，斜跳板及操作平台上除钉有或焊有防滑条或涂上防滑漆外，应及时清扫上面的泥沙和油垢。
　　7).必须使用梯子斜边登高，不准从模板、立杆、栏杆或脚手架外攀登，不允许用起重机吊运人员；同时高处作业人员，严禁骑在脚手架的栏杆上或踏在、骑在未安装牢固的设备、管道、模板或其他构件上。
　　8).传送工具和材料应用绳索系送，禁止抛掷，禁止从高处向下推掷料具，上下立体交叉作业确有需要时，中间须设隔离设施。
　　9).六级强风和雨雪天及夜间，一般应停止高处作业，如需进行高处作业，则应制定相应的防护措施。
　　10).夜间进行高处作业，必须有足够的照明，楼梯、空洞等处应设明显的标志。
　　11).高处作业人员应与地面设联系信号或通信装置，并指定专人负责。
　　12).在施工过程中，若发现高处作业的安全设施有缺陷或隐患，务必及时报告并立即处理解决；发现有危及人身安全的隐患，应立即停止作业，直到缺陷或隐患得已解决方可重新作业。
　　13).所有的安全防护设施和安全标志等，任何人不得损坏或擅自移位和拆除，有些确实因施工的需要而暂时拆除或移位的，须报经施工负责人审批后才能变更或拆除，并在工作完毕后即行恢复。
　　14).对于塔架，必须对悬臂最大位置的挠度进行长期跟踪观测。
　　15).所有起重机械及钢丝绳必须每周检查、保养并做好相应记录。
　　4、结束语
　　在三明台江大桥项目部全体人员的努力下，钢拱塔已经顺利合拢，大桥已经通过验收并通车运营，施工过程中未发生任何安全事故。钢拱塔D12节段合拢前需要对钢拱进行整体调整，项目部采用对两侧D11节段的端头进行提拉，以保证最佳合拢状态，合拢时间宜在凌晨温度较低的时候进行。

《钢拱塔节段运输起吊施工技术研究》

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