Y形钢主塔吊装施工技术.doc

Y形钢主塔吊装施工技术刘太明 朱光华 （重庆桥梁工程有限责任公司 重庆 400060）摘要： 针对重庆嘉悦大桥主塔钢锚箱体积大、吊装高度大的特点，因地制宜采用桅杆吊机方案，不光节省了工期，也节约成本，对类似工程施工有一定指导意义。关键词：斜拉桥 Y型主塔 桅杆吊机一、工程概况重庆嘉悦大桥为主跨250m的矮塔斜拉桥，大桥主塔高度126m，外观为Y型，双肢间距约60m，单肢外倾角度为22，上塔柱有索区为钢砼结构，采用钢锚箱代替传统的塔柱拉索区锚固段环向预应力，索区钢锚箱根据拉索分个13节段，每段钢锚箱为箱体结构，位于塔柱内壁，设计吊装重量约14t，箱宽1.6m，长4.4m，高1.6m。图1 嘉悦大桥二、方案比选针对钢锚箱的吊装提出了多种方案，最后认为可行的方案有以下三种。1.大塔吊方案在0#节段上布置两台250t以上的大塔吊。优点是施工安全，操作简单。缺点是设备通用性差，费用昂贵，经济性差。2.门架方案在0#节段上拼装万能杆件吊装门架，门架上再敷设吊重及行走系统。优点是成本节约。缺点是悬臂太大，高空拼装难度大、有一定风险，且工期较长。3. 塔式桅杆吊机方案在第二种方案基础上进行优化，用桅杆吊机替代门架大悬臂。优点是费用合理，工期节约，缺点是由于钢锚箱需要由上游转移至下游，操作稍复杂。经过比较，方案1费用高，经济性差；而方案2施工难度大及安全性差，方案3是方案1和方案2的折衷，工期上和经济上都是可以接受的，结构安装难度也不大，为最终采用方案。三、方案设计利用已浇筑的0号块主梁,在其上拼装万能杆件塔架,作为桅杆吊机安装平台，其意义在于增加桅杆吊机高度，使其满足最高一段钢锚箱的吊装要求。在塔架上下游各安装一台桅杆吊,设计起吊能力20吨，提升系统采用两台10t卷扬机作动力，一台负责提升，另一台负责变幅。由于起吊高度超过100m，为便于空载吊钩下落，吊钩设置少量配重。万能杆件塔架高34米,宽8米,高度上设两道横联,下横联同时兼作钢锚箱转移支架,上横联处设置桅杆吊，为控制塔架变形及受力,在上下游塔顶各拉两根32.5钢丝绳至上横联上，在吊装前进行预拉，使塔架储备一定反向预应力，从而有效改善塔架吊装时的受力。桅杆吊桁架采用角钢焊接而成,总长22.6米,变截面布置,最大截面800800mm,为便于运输,分4段制作,最长节段5.8米,各节间采用螺栓连接，单个桅杆总重约4吨。根据构造布置，桅杆吊变幅角度控制在36.74-72之间即可满足要求，同时设置限位措施，保证桅杆吊不超出设计变幅角度工作。横桥向布置如图示2，实施全景如图3。 图2 横桥向布置图 图3 实施全景四、计算分析1计算荷载: 设计吊重Pg1.3(动载系数)=18.2t 桅杆自重G14t 塔架自重G2100t 根据公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004）风荷载计算公式4.3.71有Fwh=K0K1K3WdAwh 计算得桅杆风荷载Fwh=0.8346t2静力计算控制计算工况：单侧起吊，桅杆吊最小角度，在该种工况下，塔式桅杆吊机受力最不利。计算图示见图4。图4 桅杆计算图示根据以上图示，有3稳定计算 塔架横桥向宽20m，顺桥向宽8m，并设有两道横联，根据经验，可不作稳定分析，桅杆为长细压弯构件，需作稳定分析。桅杆为桁架式变截面，两端截面小，中间大，其计算长度应按下式计算：，式中为截面换算系数，根据大小截面惯性矩的比值确定。计算得桅杆长细比为构件截面中垂直与X轴的各斜缀条毛截面面积之和换算长细比：查得稳定系数欧拉临界力：在弯矩作用平面内柱上端有侧移，取相应的等效弯矩系数：故桅杆稳定计算满足要求。五、系统试吊装试吊装采取吊装钢筋形式,吊装时先对吊装设备进行全面检查，然后准备钢筋进行分级试吊，试吊分为三级，分别为50%、100%、120%进行分级试吊，检查桅杆系统的稳定性、卷扬机制动器的可靠性、重物的平衡性、吊点绑扎的牢固性，同时测量万能杆件塔架的变形情况是否在设计允许的范围内，使桅杆在载重情况下完成变幅角度36.74-72度，观察在各个控制工况下的桅杆系统的变形等情况是否满足设计要求。根据现场试吊观测结果，应力均在设计范围内，仅塔架实测变形比计算变形略偏大，分析原因有以下两点，一是万能杆件塔架非弹性变形影响较大，二是后缆风采用钢丝绳，无法对缆风的拉力作准确测定，实际操作中对后缆风的预拉力与设计预拉力存在偏差。六、钢锚箱定位安装钢锚箱第一节段的安装定位十分重要，要求平面偏差控制在5mm以内，如果第一节段钢锚箱就位偏差过大，将影响后续钢锚箱的准确定位，第一节钢锚箱的定位采取在塔柱钢锚箱上一节段施工过程中预埋型钢形成钢锚箱的初始定位平台，预埋型钢布置在塔柱主钢筋和钢锚箱剪力钉的空隙范围内。钢锚箱定位支架采用型钢焊接而成，相应的连接均采取焊接形式，钢锚箱起吊到安装位置之后借助链条葫芦将钢锚箱准确安装定位。由于钢锚箱构件的轮廓尺寸较大，且重量达到14t左右，其本身的刚度比较大、自身稳定性也比较好，定位后不容易变动。若初次定位后，经过复测发现钢锚箱存在偏移等现象，则利用桅杆吊机或千斤顶对其进行调整到位，采取填塞钢片等方式进行纠偏，保证钢锚箱安装精度满足设计要求。影响钢锚箱的精度偏差有两方面：一是制造精度，二是现场安装精度，而制造精度是控制精度中最重要的环节。在加工厂加工钢锚箱时，必须对加工的每个环节进行精细的测量和计算，尤其对焊接变形进行了有效的控制，方能满足设计要求和安装要求。由于钢锚箱各段接头设计采用螺栓连接，若前几段安装出现误差累积效应，使得后安装的钢锚箱位置必须要进行调整，而待安装段位置的调整受到与上一段钢锚箱螺栓连接的限制，微调难度大，操作时间长，后通过设计改进，将螺栓孔眼加大或将螺栓直径减小一定量，同时限制锚箱加工正误差，使待定位段钢锚箱位置有一定的活动量，通过千斤顶等微调措施，很容易对钢锚箱的位置进行调整，大大减少了钢锚箱的定位时间。七、使用效果结合本桥钢锚箱及施工设备的具体情况，有针对性地选择桅杆吊机方案，具有很强的适应性和实用性，其经济效果也十分明显。钢锚箱安装周期一般为78天/段，最快一节只要5天，钢锚箱全部均达到设计