王常在

（中交二公局第二工程有限公司，陜西 西安 710119）

1 工程概況

四平紫氣大路立交橋鋼塔高度100m，纜索吊系統(tǒng)設(shè)計(jì)跨徑布置為255m+120m+255m，塔柱基礎(chǔ)位于主線橋12m寬中央分割帶內(nèi)，設(shè)左右幅兩組起吊系統(tǒng)。鋼塔安裝及橫梁安裝精度控制是鋼塔施工的關(guān)鍵技術(shù)。項(xiàng)目鋼塔吊裝設(shè)備選型經(jīng)過多次專家討論評審，最終確定采用160t纜索吊系統(tǒng)進(jìn)行吊裝，塔柱采S1200K64塔式起重機(jī)機(jī)身結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)采用樁基礎(chǔ)+混凝土承臺(tái)結(jié)構(gòu)，主索錨碇、纜風(fēng)索錨碇均采用重力式混凝土漿砌片石組合形式，起重主機(jī)為公司自有2臺(tái)JKB20變頻卷揚(yáng)機(jī)，牽引主機(jī)為公司自有3臺(tái)JMB18變頻卷揚(yáng)機(jī)和一臺(tái)JKB20變頻卷揚(yáng)機(jī) 。

2 纜索吊性能及構(gòu)造

纜索吊單個(gè)塔柱每節(jié)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)輪廓尺寸為4.26m×4.26m×5.7m，其中每個(gè)塔柱根部第1至3節(jié)及頂節(jié)采用加強(qiáng)節(jié)，其余節(jié)段均采用標(biāo)準(zhǔn)節(jié)，采用對稱方式整體同步頂升和同步下降。塔柱底標(biāo)高為201.5m。

纜風(fēng)索分為后正纜風(fēng)索、前斜纜風(fēng)索和后斜纜風(fēng)索三種。前斜纜風(fēng)為塔柱中跨側(cè)斜纜風(fēng)索，豎向分為三層；后斜纜風(fēng)索為塔柱邊跨側(cè)斜纜風(fēng)索，豎向分為三層；后正纜風(fēng)索僅布置在邊跨側(cè)，豎向僅單層布置。纜風(fēng)索采用φ15.24mm鋼絞線，通過纜風(fēng)錨固立柱與抱箍平聯(lián)錨固，縱橋向前后斜纜風(fēng)間通過精軋螺紋鋼筋拽拉連接。主索及跑車安裝采用塔柱頂部施工平臺(tái)進(jìn)行安裝，纜索吊系統(tǒng)最大起吊能力為單吊 80t，雙側(cè)抬吊 160t。T1～ T4、H1～H3鋼塔節(jié)段采用單側(cè)吊裝系統(tǒng)起吊，T5～T14鋼塔節(jié)段采用雙側(cè)纜索吊抬吊安裝。單邊塔柱三道橫梁連接處四角設(shè)四道抗風(fēng)繩。

3 纜索吊整體結(jié)構(gòu)

纜索吊整體結(jié)構(gòu)由標(biāo)準(zhǔn)節(jié)、基礎(chǔ)節(jié)、加強(qiáng)節(jié)、頂升套架、千斤頂、液壓油泵、人行爬梯、電動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)、起重索、纜風(fēng)繩、抱箍、牽引索、跑車、索鞍和公司自主研發(fā)的電腦集成控制模塊、PLC控制柜、配電柜等組成，如圖1所示。

圖1 纜索吊整體結(jié)構(gòu)圖

4 纜索吊塔柱升降安裝與拆卸程序

纜索吊塔柱升降最大難點(diǎn)是標(biāo)準(zhǔn)節(jié)吊裝問題，原S1200K64塔式起重機(jī)可以自行吊裝標(biāo)準(zhǔn)節(jié)進(jìn)行安拆。纜索吊塔柱升降高度在30m以下可以采用汽車吊和履帶吊提升標(biāo)準(zhǔn)節(jié)至套架軌道位置進(jìn)行升降安裝與拆卸。而纜索吊塔柱安裝高度超30米以上首次利用在每個(gè)塔柱頂部門架上安裝一個(gè)定滑輪，在地面合適位置各安裝一臺(tái)JM10噸卷揚(yáng)機(jī)進(jìn)行反牽提升標(biāo)準(zhǔn)節(jié)至套架軌道位置，利用手拉葫蘆橫向輔助蕩移滑入套架軌道安裝與拆卸。

5 纜索吊單側(cè)塔柱同步升降精度控制

纜索吊塔柱單側(cè)采用2臺(tái)S1200K64塔式起重機(jī)機(jī)身并列同步升降，2個(gè)塔柱橫向之間間距4米用平聯(lián)連接成一個(gè)整體需要實(shí)現(xiàn)并列同步升降。升降過程中需要精確控制2個(gè)塔柱同步升降，并保證塔柱升降過程中的垂直度，經(jīng)過現(xiàn)場模擬升降實(shí)驗(yàn)，在原S1200K64塔式起重機(jī)頂升套架的油缸行程活動(dòng)位置，精確安裝了一套控制行程的傳感器和限位開關(guān)，用一套液壓泵站連接一個(gè)液壓同步電池閥同時(shí)控制2個(gè)塔柱的升降，采用公司自主研發(fā)的電腦集成控制模塊、PLC控制柜將2個(gè)塔柱油缸行程數(shù)據(jù)采集到集中控制的電腦上，電腦通過同步控制程序自動(dòng)調(diào)節(jié)2個(gè)塔柱升降，有效保證了4個(gè)油缸的同步升降。升降誤差精確控制在5mm至15mm之間。每個(gè)油缸安裝1個(gè)行程傳感器和2個(gè)限位開關(guān)。單側(cè)2個(gè)塔柱用一臺(tái)電腦操作控制。

6 JM18卷揚(yáng)機(jī)與JKB20卷揚(yáng)機(jī)相同繩速頻率對照

以JM 18卷揚(yáng)機(jī)為基準(zhǔn)，通過JM18卷揚(yáng)機(jī)與JKB20卷揚(yáng)機(jī)相同繩速頻率對照，南通力威生產(chǎn)的JKB20卷揚(yáng)機(jī)和JM18卷揚(yáng)機(jī)相同參數(shù)是卷筒直徑855mm,卷繩筒周長2686mm、變頻電機(jī)轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)/分鐘)、卷筒轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)/分鐘)、鋼繩繩速（mm/每分鐘）與JM18卷揚(yáng)機(jī)和JKB20卷揚(yáng)機(jī)變頻器輸出頻率，變速箱減速比對照得出2臺(tái)卷揚(yáng)機(jī)變頻器的頻率比就等于2臺(tái)卷揚(yáng)機(jī)變速箱變速比的比例系數(shù)，即JKB20卷揚(yáng)機(jī)變速箱速比/JM18卷揚(yáng)機(jī)變速箱速比。反之以JKB 20卷揚(yáng)機(jī)為基準(zhǔn)，通過JKB20卷揚(yáng)機(jī)與JM18卷揚(yáng)機(jī)相同繩速頻率對照，即JM18卷揚(yáng)機(jī)變速箱速比/JKB20卷揚(yáng)機(jī)變速箱速比。通過JKB20卷揚(yáng)機(jī)與JM18卷揚(yáng)機(jī)相同繩速頻率對照數(shù)據(jù)可以用于校正繩速表的顯示值，例如：以JKB20卷揚(yáng)機(jī)為基準(zhǔn)，JKB20卷揚(yáng)機(jī)變頻器輸出5Hz時(shí)，繩速顯示值應(yīng)當(dāng)為2446mm，以JM18卷揚(yáng)機(jī)為基準(zhǔn)，JM18卷揚(yáng)機(jī)變頻器輸出5Hz時(shí)，繩速顯示值應(yīng)當(dāng)為1657mm。

7 JM18卷揚(yáng)機(jī)與JKB20卷揚(yáng)機(jī)起重、牽引同步精度控制

吉林四平紫氣大路立交橋項(xiàng)目纜索吊起重系統(tǒng)設(shè)備采用2臺(tái)JKB20t變頻卷揚(yáng)機(jī)提升模式，牽引系統(tǒng)采用3臺(tái)JMB18t，1臺(tái)JKB20t變頻卷揚(yáng)機(jī)控制。由于牽引系統(tǒng)單側(cè)卷揚(yáng)機(jī)為不同型號(hào)，在實(shí)際使用中因不同型號(hào)卷揚(yáng)機(jī)在相同時(shí)間內(nèi)變速箱減速比不同，會(huì)出現(xiàn)不同步現(xiàn)象，為保證牽引系統(tǒng)能同步牽引，項(xiàng)目通過現(xiàn)場模擬實(shí)驗(yàn)，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)和相同的頻率情況下，進(jìn)行JMB18t變頻卷揚(yáng)機(jī)和JKB20t變頻卷揚(yáng)機(jī)收繩和放繩模擬實(shí)驗(yàn)，通過理論牽引速度與實(shí)際牽引速度相結(jié)合，通過更換JM18t卷揚(yáng)機(jī)線速度表并對線速度表內(nèi)部電路根據(jù)實(shí)際模擬實(shí)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)置和修改接線，通過變頻器和速度表接線修改，將變頻器上原接速度表的線從FM改接至MP端，將原線速度表更換為FA8，MP端接Fin，AC端接GND。通過變頻器和速度表參數(shù)修改，將G7變頻器H6-07參數(shù)中原1440Hz改為2000Hz;將變頻器E1-04最高輸出頻率由60Hz改為50Hz,將線速度表FA8內(nèi)的系數(shù)改為8.31。最終使JKB20t卷揚(yáng)機(jī)和JMB18t卷揚(yáng)機(jī)在相同的線速度條件下實(shí)現(xiàn)放繩和收繩保持同步進(jìn)行，同步誤差控制在10mm范圍內(nèi)，通過操作平臺(tái)上的FA8型線速度表直觀的顯示出收放繩索的速度、頻率、轉(zhuǎn)速等。

8 人工操作收繩方法

通過改變“收繩筒力矩電機(jī)控制器”分段控制取消，改為原始的人工調(diào)節(jié)控制。就是PLC輸出端子線：P30、P31、P32、P33不接。由操作人根據(jù)卷揚(yáng)機(jī)收繩、放繩動(dòng)作來及時(shí)調(diào)節(jié)力矩電機(jī)控制器的輸出電機(jī)電壓，滿足收繩要求。

9 纜索吊加載試吊試驗(yàn)

為了保證纜索吊吊裝安全可靠運(yùn)行，在正式吊裝前要進(jìn)行超載試吊試驗(yàn)。超載試吊試驗(yàn)關(guān)系到整個(gè)纜索吊主體結(jié)構(gòu)的安全，試吊前要進(jìn)行現(xiàn)場技術(shù)交底，對牽引、起重系統(tǒng)，電氣控制系統(tǒng)，限位等各方面進(jìn)行全面、系統(tǒng)的安全檢查，對檢查的每個(gè)部位對應(yīng)簽字確認(rèn)。超載吊重試驗(yàn)按照從20%、60%、80%、100%、120%逐步加載進(jìn)行動(dòng)態(tài)運(yùn)行調(diào)試，每道程序至少運(yùn)行3次以上，通過測量數(shù)據(jù)確認(rèn)各點(diǎn)誤差范圍是否在允許范圍內(nèi)。動(dòng)態(tài)超載試吊完成后需進(jìn)行一次12小時(shí)120%超載靜態(tài)吊重試驗(yàn)。最終通過匯總各組靜態(tài)和動(dòng)態(tài)加載試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合評價(jià)確定纜索吊是否可以正式吊裝作業(yè)，出具超載試吊驗(yàn)收檢測報(bào)告。

10 結(jié)語

目前四平紫氣大路立交橋纜索吊鋼塔吊裝全部順利完成，通過紫氣立交橋?qū)嵺`證明，纜索吊提升系統(tǒng)有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）整體結(jié)構(gòu)同步升降，安裝、拆卸方便。（2）成本低廉，安全系數(shù)較高，實(shí)用性強(qiáng)，操作簡單。（3）實(shí)現(xiàn)了不同型號(hào)變頻卷揚(yáng)機(jī)同步牽引速度的研究與應(yīng)用。（4）重物吊裝及安裝精度控制準(zhǔn)確、運(yùn)行速度靈活，便于鋼塔節(jié)段安裝。（5）纜索吊吊裝作業(yè)效率高，占用空間小，整體穩(wěn)定性強(qiáng)。

四平項(xiàng)目纜索吊首次采用S1200K64塔式起重機(jī)機(jī)身構(gòu)件作為纜索吊塔柱，首次實(shí)現(xiàn)了不同型號(hào)變頻卷揚(yáng)機(jī)在牽引、起重運(yùn)行過程中等各環(huán)節(jié)設(shè)備速度的精準(zhǔn)同步控制，收到了很好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

[1]JTG D60-2004,公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范[S].

[2]GB 50017-2003，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].