MD3600型塔吊在大跨度橋梁塔柱施工中的應(yīng)用

1、    MD3600型塔吊在大跨度橋梁塔柱施工中的應(yīng)用南京長江第三大橋是我國第一座鋼塔柱斜拉橋，在鋼塔施工過程中通過多方案比選，最終選用法國波坦（Potain）公司生產(chǎn)的MD3600大型塔吊完成鋼塔柱的吊裝工作，取得了圓滿的成功，大大縮短了工程建設(shè)周期。本文結(jié)合南京三橋MD3600塔吊的應(yīng)用研究，針對我國大跨度橋梁施工技術(shù)的發(fā)展和未來橋梁施工對起重設(shè)備的要求，對大型起重設(shè)備MD3600型塔機(jī)在橋梁施工中的應(yīng)用進(jìn)行了研究。1國內(nèi)大型橋梁建設(shè)展望及常用塔柱施工方法我國以高速公路 南京長江第三大橋是我國第一座鋼塔柱斜拉橋，在鋼塔施工過程中通過多方案比

2、選，最終選用法國波坦（Potain）公司生產(chǎn)的MD3600大型塔吊完成鋼塔柱的吊裝工作，取得了圓滿的成功，大大縮短了工程建設(shè)周期。本文結(jié)合南京三橋MD3600塔吊的應(yīng)用研究，針對我國大跨度橋梁施工技術(shù)的發(fā)展和未來橋梁施工對起重設(shè)備的要求，對大型起重設(shè)備MD3600型塔機(jī)在橋梁施工中的應(yīng)用進(jìn)行了研究。1 國內(nèi)大型橋梁建設(shè)展望及常用塔柱施工方法我國以高速公路為主的五縱七橫國道主干線將在21世紀(jì)初基本形成，各省級干線路網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)也將明顯提高，跨越江河、深谷、海峽等的大量橋梁需要建設(shè)，橋梁建設(shè)必將以較高速度持續(xù)發(fā)展。這些建設(shè)任務(wù)十分艱巨，它們不僅數(shù)量多，而且橋梁的規(guī)模、跨徑將越來越大，技術(shù)要

3、求將越來越高。僅就五縱七橫中的同（江）三（亞）線上就擬建5個跨海工程，分別是渤海灣跨海工程、長江口跨海工程、杭州灣跨海工程、珠江口伶仃洋跨海工程，以及瓊州海峽工程。此外，還有舟山大陸連島工程、青島至黃島、以及長江、珠江、黃河等眾多的橋梁工程。正在籌建規(guī)劃的幾座世紀(jì)大橋、跨海大橋以及越江和跨海工程等，設(shè)計者們大都把目光選擇在了斜拉橋或懸索橋方案上。懸索橋和斜拉橋雖然因其橋梁類型、規(guī)模、施工地點(diǎn)的地形條件等的不同，而具有各自的施工工藝特點(diǎn)，但在橋塔的施工工藝和設(shè)備配備上卻有很多共同的地方。懸索橋，斜拉橋橋塔設(shè)計目前普遍采用鋼橋塔和鋼筋混凝土橋塔的型式。對應(yīng)的施工方法有：1.1鋼橋塔的施工主要有以下

4、幾種方法：浮式吊機(jī)施工法，塔式吊機(jī)施工法，爬升式吊機(jī)施工法。（1）浮式吊機(jī)施工法。這種方法是將橋塔施工的鋼構(gòu)件或鋼橋塔節(jié)段由水上浮運(yùn)吊裝架設(shè)施工。優(yōu)點(diǎn)是可縮短施工工期。依據(jù)浮吊的起吊能力和起吊高度，對于塔高在80米以下的中等跨度懸索橋較為適用。（2）塔式吊機(jī)施工法。在橋塔側(cè)旁預(yù)先安裝塔式吊機(jī)，以用作橋塔節(jié)段的起吊架設(shè)施工設(shè)備。因為施工吊機(jī)只需在橋塔上附墻，所以橋塔施工的垂直度容易得到控制。（3）爬升式吊機(jī)施工法。在橋塔塔柱上安裝爬升導(dǎo)軌，爬升式吊機(jī)沿此導(dǎo)軌，隨橋塔的施工增高而向上爬升的施工方法。因為施工中吊機(jī)的重力和吊機(jī)的爬升是靠塔柱支撐的，所以塔柱施工中的垂度要嚴(yán)格控制。采用爬升式吊機(jī)施工時

5、是先做爬升式吊機(jī)的安裝，而后作橋塔底部的施工，再作塔柱的施工和附屬工程的施工。對于懸索橋和斜拉橋橋塔的施工，無論采用何種施工工藝，在施工設(shè)備的配備上都有很多共同的地方。他們共同的特點(diǎn)是需配備大型的起重設(shè)備，滿足橋塔施工的需要，特別是對于鋼橋塔的施工，對起重設(shè)備的要求更為突出，往往需要大起重量、大起重高度、大施工幅度的特殊起重設(shè)備。2 南京三橋鋼橋塔安裝施工方案研究2.1 南京三橋的基本特點(diǎn)和橋塔安裝施工方案南京長江第三大橋是交通部“五縱七橫”國道主干線之一，上海至成都（GZ55）國道于南京跨越長江的快速過江通道。其位于南京市郊外大勝關(guān)下游，距離南京長江大橋19km，南起劉村

6、互通，北接寧淮高速公路，全長15.6 km。計劃施工總工期為26個月，即2003年8月29日2005年10月9日。南京三橋主橋為鋼塔鋼箱梁雙索面五跨連續(xù)斜拉橋，主橋長1288米，主孔跨648米，索塔為“人”字形塔，塔柱外側(cè)圓曲線部分半徑720米，高215米，設(shè)四道橫梁，其中下塔柱及下橫梁為鋼筋混凝土塔身，其他部分為鋼塔身，屬國內(nèi)首創(chuàng)。下塔柱高37.2米，截面尺寸為：橫橋向?qū)?.28.4米，順橋向?qū)?.012.0米。鋼塔柱高179.8米，截面尺寸為：橫橋向?qū)?.0米，順橋向?qū)?.8米。2.2 南京三橋橋塔安裝施工技術(shù)方案的比選如前所述，鋼塔架設(shè)中一般多采用如下所示的架設(shè)方法。

7、2.2.1 通過大型浮吊進(jìn)行的整體架設(shè)法（大塊吊裝法）這是一種利用大型浮吊對地面組裝后的主塔整體或整體的一部分進(jìn)行架設(shè)的方法。此方法現(xiàn)場的工期較短，但由于大型吊機(jī)受起吊能力、起吊高度等因素的影響，可適用的主塔規(guī)模受到限制，一般多用于中等規(guī)模大型橋梁的架設(shè)。實例：名港西大橋、東京灣彩虹橋、白鳥大橋。2.2.2 自立式塔機(jī)架設(shè)法自立式塔機(jī)可以獨(dú)立于主塔單獨(dú)設(shè)置，并通過此塔機(jī)對塔柱節(jié)段進(jìn)行分段架設(shè)。采用這種方法時，單位架設(shè)量的大?。ㄖ亓浚┤Q于吊機(jī)能力。實例：南備贊瀨戶大橋6P、明石海峽大橋、多多羅大橋、來島大橋。2.2.3 自爬式塔機(jī)架設(shè)法在塔柱主體部設(shè)置吊機(jī)，根據(jù)架

8、設(shè)進(jìn)度升高吊機(jī)設(shè)備，對塔柱節(jié)段進(jìn)行分段架設(shè)。與浮吊架設(shè)法及自立式塔機(jī)法相比較，此方法的工期較長，且需要考慮主塔加固措施以便能對吊機(jī)設(shè)備提供足夠的支持力。實例：大鳴門大橋、北備贊瀨戶大橋、南備贊瀨戶大橋5P、大島大橋。由于南京三橋的主塔高度約達(dá)到218米，因此塔柱主體不可能采用大型浮吊的整體架設(shè)，我們對自立式塔吊法和自爬式塔吊法進(jìn)行對比分析如下。（1）自立式塔機(jī)方案a.方案特點(diǎn)：在鋼箱梁主梁、下橫梁、承臺或鋼圍堰或鋼管樁基礎(chǔ)上設(shè)置自立式塔機(jī)；在塔柱節(jié)段上安裝腳手架，然后運(yùn)到吊裝處；利用塔機(jī)把塔柱節(jié)段從駁船上起吊，繼續(xù)進(jìn)行卷升吊裝直至架設(shè)位置處；根據(jù)架設(shè)進(jìn)度，相應(yīng)升高塔機(jī)位置。b. 吊裝

9、設(shè)備：塔機(jī)1臺，吊裝能力應(yīng)滿足南京三橋鋼塔吊裝的要求：160t×22m3520tm。c. 吊裝設(shè)備的供應(yīng)情況：可提供選擇的現(xiàn)有塔機(jī)有3600tm和 5600tm。d. 架設(shè)工期:可通過1臺塔機(jī)對2個主塔按先后順序分別架設(shè)。塔柱節(jié)段架設(shè)進(jìn)度為2節(jié)段天，7.2個月可完成安裝施工；同時亦可采用2臺塔機(jī)對2個主塔同時架設(shè)，工期相應(yīng)縮短約一倍。.需要研究的事項:需要考慮塔機(jī)基礎(chǔ)所承受的來自塔吊的全部荷載；為了縮短架設(shè)施工開始前之塔機(jī)的安裝時間，首先在地面完成其主體部分的組裝，通過浮吊進(jìn)行整體架設(shè)安裝；對2個主塔通過1臺塔機(jī)按先后順序分別架設(shè)和對2個主塔通過2臺塔機(jī)

10、同時架設(shè)，進(jìn)行技術(shù)可行和經(jīng)濟(jì)性的分析；需要對設(shè)置有自立式塔吊狀態(tài)下的主塔的安全性進(jìn)行審核。（2） 自爬式塔機(jī)方案方案特點(diǎn)：在塔柱上設(shè)置自爬式塔機(jī)；通過主梁上的起吊設(shè)備將塔柱節(jié)段從駁船上吊至主梁上暫放；通過自爬式塔機(jī)對放在主梁上的塔柱節(jié)段進(jìn)行吊裝架設(shè)；架設(shè)完成后，在腳手架上進(jìn)行連接部位（節(jié)段接縫）的施工；可以把自爬式塔機(jī)的鋼橫梁作為連接部施工的腳手架使用；每架設(shè)1節(jié)塔柱，相應(yīng)升高塔機(jī)高度。. 吊裝設(shè)備：自爬式吊機(jī)2臺，吊裝能力160噸；主梁上的起吊設(shè)備2臺，吊裝能力160t。. 吊裝設(shè)備的供應(yīng)情況：因無法獲得合適的自爬式吊機(jī)，所以需要重新制作這種吊機(jī)。.工期：2個主

11、塔同步架設(shè)，假設(shè)塔柱架設(shè)進(jìn)度為1節(jié)段天，主要取決于鋼絞線千斤頂?shù)乃俣龋?#160;7.1個月可完成安裝施工。. 需要研究的事項：需要考慮主塔上所承受的來自塔機(jī)的荷載（包括偏載）；除了塔機(jī)外，還需要有把塔柱節(jié)段從駁船上起吊并放到主梁上的吊機(jī)設(shè)備；因為沒有合適的塔機(jī)，所以需要重新制作這種吊機(jī)；主塔架設(shè)期間內(nèi)，對2個主塔實施同步架設(shè)，此時共需塔機(jī)一式2臺；需要對設(shè)置有自爬式塔機(jī)狀態(tài)下的主塔的安全性進(jìn)行審核。2.3通過綜合比較，可以得出如下的結(jié)論（1） 利用1臺自立式塔機(jī)架設(shè)2個主塔時的工期可以達(dá)到與利用2臺自爬式塔吊架設(shè)2個主塔時一樣的工期是因為采用自立式塔吊時的架設(shè)進(jìn)度為2節(jié)段

12、天，而采用自爬式塔吊時的架設(shè)進(jìn)度為1節(jié)段天（假定采用鋼鉸線千斤頂）。另外，采用自立式塔吊進(jìn)行架設(shè)時，不需要等到利用高強(qiáng)度螺栓進(jìn)行的連接部施工完成后才進(jìn)行下一節(jié)段的架設(shè)，而是可以直接進(jìn)入下一節(jié)段的架設(shè)作業(yè)，這也為此架設(shè)法贏得了時間。（2）2臺自立式塔機(jī)同時架設(shè)2個主塔，工期相應(yīng)縮短約一半。（3） 自立式塔吊的組裝和設(shè)置是以大型吊機(jī)為前提的，因此有必要事先確認(rèn)該大型吊機(jī)的提供可能性。若無法獲得大型吊機(jī)，那么還需要以可能獲得的吊機(jī)為依據(jù)，進(jìn)一步探討如何在該條件下完成自立式塔吊的組裝和設(shè)置。南京長江三橋在基礎(chǔ)施工時采用了鎮(zhèn)航工818、1200噸固定扒桿浮吊，可以應(yīng)用在塔機(jī)的組裝施工中，解決了

13、塔吊的組裝需大型吊機(jī)的問題。（4） 自立式塔吊架設(shè)法中塔柱主體上不涉及與吊機(jī)的支撐或升高相關(guān)的結(jié)構(gòu)（結(jié)構(gòu)上開孔、加固等），同時也不需要別的塔柱節(jié)段吊機(jī)，所以我們認(rèn)為自立式塔吊架設(shè)法優(yōu)于自爬式塔吊架設(shè)法。（5）綜合考慮滿足南京三橋鋼塔身吊裝要求的設(shè)備基本性能以及工程經(jīng)濟(jì)等問題，選用MD3600型塔機(jī)應(yīng)用于南京三橋橋塔安裝施工。3 MD3600塔吊在南京三橋的應(yīng)用情況根據(jù)設(shè)計，南京三橋主橋下塔柱及下橫梁為鋼筋混凝土塔身，采用現(xiàn)澆工藝施工。主橋中、上鋼塔柱和橫梁均為鋼結(jié)構(gòu)，采用分節(jié)段在工廠制造，全橋兩個主塔鋼塔身分為T0T21共22個節(jié)段單元，共88個節(jié)段；鋼橫梁3個節(jié)段單元，共

14、6個節(jié)段。鋼塔柱單節(jié)重量除T1超過160t，其余單節(jié)重量在110160t之間，最大起吊高度超過200m。主橋中、上鋼塔柱和橫梁均采用現(xiàn)場大型起重設(shè)備進(jìn)行吊裝。南京三橋鋼塔的安裝難度大，精度要求高，根據(jù)設(shè)計要求設(shè)備起吊能力超過3000tm。針對實際情況引進(jìn)了法國波坦公司的MD3600型塔吊設(shè)備和吊裝技術(shù)，較好的解決了鋼塔的吊裝問題，使塔柱安裝的周期做到了2天吊裝完成1個節(jié)段。南京三橋北塔鋼塔柱從2004年9月8日開始T1節(jié)段吊裝， 12月6日實現(xiàn)北塔封頂?shù)哪繕?biāo)任務(wù)。南塔11月1日開始T1節(jié)段吊裝，12月31日實現(xiàn)了南塔封頂?shù)哪繕?biāo)任務(wù)。完全體現(xiàn)了鋼塔的施工優(yōu)勢。4 MD3600型塔機(jī)的基本性能及在施工領(lǐng)域的應(yīng)用MD3600塔機(jī)由法國波坦公司設(shè)計、制造，其特點(diǎn)是起吊高度高，起重力矩大，穩(wěn)定性強(qiáng)，定位精度高等。其系列產(chǎn)品MD1800、MD2200等參與了中國三峽、龍灘等水電工程項目的建設(shè)。南京三橋引進(jìn)的MD3600塔機(jī)在完成南京三橋鋼塔施工后被確定應(yīng)用于蘇通大橋施工，目前正在進(jìn)行塔吊安裝中。MD3600塔機(jī)的設(shè)計技術(shù)先進(jìn)，性能可靠，其設(shè)計符合歐洲