沈維成 (安徽省公路橋梁工程有限公司,安徽 合肥 230031)
國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,必將帶來(lái)鐵路公路的大力興建,對(duì)于跨度較大的橋梁施工,往往對(duì)作業(yè)面的吊裝依賴性較高,塔吊的位置選取兼顧經(jīng)濟(jì)性和現(xiàn)場(chǎng)施工的便捷性。文章結(jié)合具體工程項(xiàng)目介紹塔吊的選型以及塔吊和主梁結(jié)合的安全性,對(duì)于特殊條件下塔吊選型和布置提供了一個(gè)成功案例。
壽縣淮河特大橋主橋橋跨布置為(120+200+120)m預(yù)應(yīng)力混凝土矮塔斜拉橋,全長(zhǎng)440m,索塔高35m。主橋上部結(jié)構(gòu)主梁采用單箱三室大懸臂斜腹板預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁,箱梁頂板寬28.0m,最大懸臂長(zhǎng)度7.0m,懸臂外緣每隔4m(3.5m)設(shè)置一道加勁肋,加勁肋平均厚30cm;下部結(jié)構(gòu)主墩為雙肢薄壁墩,鉆孔灌注樁基礎(chǔ),樁基按摩擦樁設(shè)計(jì),由于施工場(chǎng)地的限制,擬將施工用塔吊安裝在0號(hào)塊的頂板上,頂板最薄處僅60cm,現(xiàn)需驗(yàn)算塔吊對(duì)0號(hào)塊的影響,以確保施工安全。
主橋?qū)挾?8m,主跨200m,綜合考慮吊裝作業(yè)半徑,方便索塔和掛籃懸澆施工,在0號(hào)塊頂面索塔右側(cè)選用QTZ63C塔式起重機(jī),根據(jù)其參數(shù)配置可知其工作有效周轉(zhuǎn)半徑為56m,最大起重量6t,可設(shè)置的最大獨(dú)立高度為40.5m,附著式最大高度可達(dá)100m以上,因本項(xiàng)目主塔高度35m,最大獨(dú)立高度在受控滿足范圍內(nèi),為保證結(jié)構(gòu)安全富裕,特加扶墻桿件一道,施工現(xiàn)場(chǎng)垂直運(yùn)輸經(jīng)策劃滿足后期載重要求。由于塔式起重機(jī)為特種裝備,安裝使用前必須經(jīng)過(guò)檢查驗(yàn)收程序。斜拉橋施工塔吊為QTZ63(5810)塔機(jī),塔吊距塔0.6m,平面布置圖見(jiàn)圖1。井字架形式安裝時(shí),應(yīng)將井字架安裝在混凝土基礎(chǔ)上的4塊承重板上,用預(yù)埋螺栓組把井字架和0#塊混凝土連在一起。塔吊基礎(chǔ)類型為預(yù)埋支腿固定式基礎(chǔ),面積2.5m×2.5m,基礎(chǔ)位于0號(hào)塊上,和0號(hào)塊做成一體,距離塔柱外邊線0.6m處。距離索塔橋面16m處,設(shè)置一道附墻桿件,如圖2。
圖1 0#平面布置圖
圖2 塔吊平面布置圖
塔吊采用汽車吊安裝,待基礎(chǔ)部分節(jié)段安裝完畢后,塔吊自行頂升加節(jié),塔吊擬分次接高安裝,每次安裝高度應(yīng)結(jié)合施工來(lái)確定,另外附墻架隨塔吊升高及時(shí)安裝。
塔吊拆除作業(yè)應(yīng)遵循“工藝相同,程序相反”原則,塔吊說(shuō)明書對(duì)此有嚴(yán)格詳細(xì)闡述。一般拆除步驟如下。
①塔吊自降標(biāo)準(zhǔn)節(jié)至最低(至橋面)因現(xiàn)場(chǎng)無(wú)堆放標(biāo)準(zhǔn)節(jié)場(chǎng)地,降下的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)應(yīng)由25t汽車吊裝車隨時(shí)運(yùn)出施工現(xiàn)場(chǎng)。
②逐步拆除塔吊卷?yè)P(yáng)鋼絲繩,卷縮在起重卷?yè)P(yáng)鋼絲繩滾筒上。將小車行走裝置掛到起重臂根部鎖死。
③拆除平衡重:采用130t汽車吊逐塊拆除塔吊配重塊,將拆下的配重吊到地面裝車運(yùn)出施工現(xiàn)場(chǎng)。
④拆除起重臂:用130t汽車吊吊住塔吊起重臂重心緩緩起鉤,解開拉桿,打出起重臂與增高節(jié)相連的銷軸,將起重臂吊至地面后拆解裝車。
⑤拆除平衡臂:拆除方法同起重臂拆除方法相同,將拆下的平衡臂可直接裝到運(yùn)輸車上。
⑥拆除塔帽:此部分為塔吊的最高部分,包括帶有平臺(tái)的扶手、司機(jī)室、梯子、拉桿。打開與回轉(zhuǎn)支撐連接的銷子,將其吊裝到運(yùn)輸車上運(yùn)出施工現(xiàn)場(chǎng)。
⑦拆除回轉(zhuǎn):將四根鋼結(jié)構(gòu)軸孔用吊鎖吊住,并采取卡環(huán)固定。一同拆下引進(jìn)梁等部件,將其吊裝到運(yùn)輸車上運(yùn)出施工現(xiàn)場(chǎng)。
⑧拆除塔吊頂升套架,包括:三節(jié)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)、套架、走道平臺(tái)、扁擔(dān)梁、油缸、爬梯等,將其吊裝到運(yùn)輸車上運(yùn)出施工現(xiàn)場(chǎng)。
⑨拆除塔吊剩余標(biāo)準(zhǔn)節(jié)、過(guò)渡節(jié),并將其吊裝到運(yùn)輸車上運(yùn)出施工現(xiàn)場(chǎng)。
⑩清理施工現(xiàn)場(chǎng)、清點(diǎn)物件,并將工具、輔助器具等裝箱,隨同已裝車的塔吊零部件一同運(yùn)出施工現(xiàn)場(chǎng)。
本施工方案計(jì)算軟件采用Midas/Fea 3.6,根據(jù)圖紙建立空間實(shí)體模型。本模型中防止0號(hào)塊局部應(yīng)力集中,建立0#塊、主塔實(shí)體模型。
0#塊混凝土材料:C55;
邊界條件:墩底部固定約束、0號(hào)塊底板進(jìn)行豎向約束;
荷載:自重,塔吊通過(guò)承載板施加給0#塊的荷載。
圖3
圖4 縱橋向正應(yīng)力(單位:MPa)
圖5 橫橋向正應(yīng)力(單位:MPa)
圖6 豎向正應(yīng)力(單位:MPa)
由圖4~圖5可知,0號(hào)塊的縱橋向和橫橋向正應(yīng)力較小,基本在1.33MPa~-1.89MPa之間(其中正值為拉應(yīng)力,負(fù)值為壓應(yīng)力,下同)。由圖6可知,豎向正應(yīng)力較大,應(yīng)力值在2.50MPa~-3.52MPa之間,局部有較大的拉應(yīng)力,發(fā)生在0號(hào)塊與墊板的交接處。由于縱橋向和橫橋向的正應(yīng)力值較小,下面只列出橋向0號(hào)塊與墊板交接區(qū)域的豎向正應(yīng)力值,見(jiàn)圖7。
圖7 塔吊與0號(hào)塊交界處豎向正應(yīng)力值(單位:MPa)
由圖7可知,該交接區(qū)域最大拉應(yīng)力為2.50MPa,最大壓應(yīng)力為-3.52MPa。由《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》(JDJD62-2004)第7.2.8條,壓應(yīng)力,可知壓應(yīng)力滿足規(guī)范要求;拉應(yīng)力(其中 f'ck、f'tk取 C55 的值),同理拉應(yīng)力也滿足規(guī)范要求。
由以上分析可知,施工方案中將塔吊安裝在0號(hào)塊混凝土頂板上,受力滿足規(guī)范要求,施工中應(yīng)保障0號(hào)塊的混凝土齡期,注重混凝土的養(yǎng)護(hù)工作,并在0號(hào)塊與塔吊交接之間做好安全構(gòu)造措施。在以后的具體實(shí)際工程應(yīng)用中,塔吊的選型及布置上應(yīng)綜合考核工期,經(jīng)濟(jì)效益,有的時(shí)候還要考慮主塔的結(jié)構(gòu)形式、規(guī)模、橋位地形條件等因素進(jìn)行綜合比較確定。