張旭東

（中鐵十九局集團第五工程有限公司，遼寧大連 116100）

0 引言

隨著國內(nèi)施工企業(yè)對公路、鐵路橋梁建設(shè)能力的提高，我國橋梁建筑工程呈現(xiàn)建設(shè)跨度大、施工難度高的趨勢[1]，對橋梁施工技術(shù)提出了更高的要求。在橋梁施工中，多數(shù)大中型號構(gòu)件需要依靠門式起重機進行施工吊裝，因此根據(jù)施工要求對門式起重機進行合理安裝，能夠有效提高設(shè)備使用性能和橋梁工程施工效率，節(jié)約施工成本[2]。

1 門式起重機的結(jié)構(gòu)與功能

門式起重機的構(gòu)造各不相同，常見的基本構(gòu)成結(jié)構(gòu)包括起升系統(tǒng)、門式框架、軌道基礎(chǔ)及天車行走系統(tǒng)等。

1.1 起升系統(tǒng)

起升系統(tǒng)主要用于完成降落或起升具備兩個吊點的起吊構(gòu)件，包括傾翻電機、主電機、行星減速機及卷筒，為了保證吊裝的平衡，通常門式起重機會設(shè)計多于兩套的起升系統(tǒng)[3]。為了使起吊重物更加穩(wěn)固，需借助門式起重機分配梁與起升系統(tǒng)共同進行重量承載，進而通過門式起重機的液壓起重機或電動卷揚機進行構(gòu)件吊裝。

1.2 門式框架主體

門式框架主體是門式起重機機械設(shè)備的主要結(jié)構(gòu)，是起重機的“穩(wěn)定系統(tǒng)”，主要作用是保證起重機工作時的吊裝穩(wěn)定[4]。門式框架主體是由主承重梁和高低支腿立柱門架組成的復(fù)合結(jié)構(gòu)，主承重梁是由很多六五墩墊梁交叉拼裝而成，每兩片組合固定于支腿立柱的頂端，其作用主要完成起重機的穩(wěn)定牢固功能，而非直接承擔(dān)吊裝構(gòu)建的承重。主承重梁主要分為拆裝式桁架梁結(jié)構(gòu)和多片單層梁結(jié)構(gòu)，安裝在門架位置。高低支腿立柱同樣是由六五墩組裝完成，形成橫縱結(jié)構(gòu)的多排立柱，立柱之間配合組裝水平拉撐結(jié)構(gòu)及交錯斜拉撐結(jié)構(gòu)模式，一側(cè)相鄰立柱通過角鋼平連加固，上下工字鋼應(yīng)用剪刀支撐加固（圖1）。

圖1 門式起重機門式框架主體立面圖

1.3 軌道基礎(chǔ)

針對橋梁施工，門式起重機安置比較密集，機輪承受壓力大，所以對相應(yīng)軌道基礎(chǔ)承載力有嚴格的要求，對軌道基礎(chǔ)地基應(yīng)做特殊的加固處理，以承受門式起重機吊裝設(shè)計標準的額定載荷需求，通常軌道基礎(chǔ)建設(shè)成為鋼筋混凝土槽床結(jié)構(gòu)地基，以保證軌道地基的穩(wěn)固，保證軌道的平順度滿足設(shè)計要求[5]。

1.4 天車行走系統(tǒng)

天車行走系統(tǒng)是為了實現(xiàn)門式起重機吊裝過程的安全和穩(wěn)定，其控制功能是由電子變頻調(diào)速控制器實現(xiàn)的，配上滑輪及慢速卷揚機配合控制，以緩解在行走設(shè)備突然停止或突然啟動過程中為門式起重機設(shè)備整體造成的沖擊。為了實現(xiàn)門式起重機的橫向吊裝平移，每個天車均應(yīng)在主橫梁位置配置至少雙對鋼輪。門式起重機的天車行走系統(tǒng)一般由軌道臺車和運行軌道兩部分組成。

1.5 大車行走系統(tǒng)

針對大中型橋梁施工，常規(guī)的門式起重機行走系統(tǒng)通常無法滿足施工需求，需要適應(yīng)更大型施工的大車行走系統(tǒng)完成。大車行走系統(tǒng)由大車牽引驅(qū)動系統(tǒng)和行走大車構(gòu)成，其中行走大車是吊裝施工過程中的關(guān)鍵控制系統(tǒng)[6]。假設(shè)行走大車承載參數(shù)為固定值，增加重機的吊裝能力可通過增加行走大車的數(shù)目實現(xiàn)，并通過配置大車承載完成相應(yīng)橋梁施工的具體設(shè)計載荷及行走距離實際需求，降低重機受到的沖擊。一般選擇八三墩鋼與長工字鋼相連作為大車行走鋼梁，并配置多功能臺車一同使用，根據(jù)橋梁施工需要進行雙軌道或單軌道設(shè)計。為了最大限度地實現(xiàn)緩解大車行走對起重機的沖擊，如果起重機行走需要較長距離，其控制方式可通過減速設(shè)備驅(qū)動模式并配置對應(yīng)的電子變頻調(diào)速設(shè)備完成；如果行走距離較短，控制方式可憑借配置錨點和牽引裝置的牽引行走模式完成。

2 門式起重機在橋梁施工中的安裝工序和安裝要點

2.1 安裝工序

門式起重機在橋梁施工的安裝工序按照先上后下、先主結(jié)構(gòu)再附加結(jié)構(gòu)的原則完成，安裝工序如下。

（1）處理門式起重機地基。地基處理是橋梁吊裝施工的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，應(yīng)保證地基的壓實度和平整度符合吊裝要求。

（2）鋪設(shè)門式起重機底車行走鋼制軌道及下部枕木。鋼制軌道間的平行度及軌道的平滑度應(yīng)符合設(shè)計吊裝要求。

（3）將底車安置于鋼制軌道上，對底車的水平度及行走位置進行適當調(diào)節(jié)。

（4）安裝門式起重機立柱。拼裝完成立柱后，在其上部安裝頂部鋼板，隨后進行立柱間的平連和支撐操作。

（5）吊裝門式起重機主橫梁。完成主橫梁指定位置吊裝后，再進行兩主橫梁之間的平連操作。

（6）完成鋪設(shè)天車軌道，并在天車軌道上安放天車。

（7）完成對吊裝系統(tǒng)、吊點橫梁、扁擔(dān)梁及旋轉(zhuǎn)體等配套裝置的裝配。

（8）安裝并調(diào)試門式起重機橫移和縱移系統(tǒng)，橫移系統(tǒng)指天車橫移系統(tǒng)，縱移系統(tǒng)指底車縱移系統(tǒng)。

（9）安裝并調(diào)試自動化電器控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)是吊裝操作的指令發(fā)出系統(tǒng)，是起重吊裝的重要環(huán)節(jié)。

（10）門式起重機吊帶安裝，完成門式起重機的整體調(diào)試和試運行，為正式施工做準備。

2.2 安裝要點

門式起重機應(yīng)用在橋梁施工時，其安裝工序應(yīng)進行嚴格的質(zhì)量控制，以防止門式起重機吊裝吊裝施工產(chǎn)生運行不順暢、受力不均衡的現(xiàn)象，從而影響吊裝施工的穩(wěn)定運行及吊裝安全。

（1）穩(wěn)定性與平順性是軌道安裝和行走臺車安裝的共同安裝要點，是吊裝施工得以順利進行的保障。

（2）軌道安裝前應(yīng)保證安裝測繪數(shù)據(jù)的準確，控制軌道頂標高、縱坡度、單輪走行距離等參數(shù)均在設(shè)計要求的范圍，一旦超出規(guī)定范圍將會影響起重機的正常穩(wěn)定運行。

（3）臺車安裝前應(yīng)確保主橫梁同行走軌道安裝牢固，臺車運行的軌道距離的絕對平行度，在軌道兩端安裝防止臺車出軌的保護車檔裝置。

（4）上橫梁的安裝應(yīng)注意保證其支腿立柱中心距離的數(shù)據(jù)準確，拼接過程應(yīng)保證互相的平衡性，通常配合牽拉繩完成拼接過程，從而保證拼接安全。

（5）安裝高低支腿立柱時，應(yīng)保證安裝順序為從上到下，并保證連接堅固度。對低支腿安裝時應(yīng)通過上纜風(fēng)繩配合調(diào)節(jié)，從而保證支腿垂直度符合標準。為保證纜風(fēng)繩的抗拉強度，宜選擇直徑15 mm 的纜風(fēng)繩，其與支腿之間宜為45°夾角。

（6）卷揚機的安裝應(yīng)保證其吊裝能力及承重載荷符合吊裝施工需求，同時滿足臺車車架與卷揚機之間穩(wěn)固相連，防止因松脫引起安全事故。

（7）換輪組安裝完畢后應(yīng)鎖閉鋼索兩頭的繩，以保證滑輪組運行時的安全穩(wěn)定。

（8）自動化電器控制系統(tǒng)應(yīng)由具備安裝資質(zhì)的專業(yè)人員安裝，安裝后需進行必要的調(diào)試及試運行測試工序，各項指標測試合格后方能投入使用。

3 門式起重機在橋梁施工中的運用分析

3.1 調(diào)試與運行

門式起重機調(diào)試應(yīng)先接通電源，不加載負重的情況下針對各個吊裝施工動作進行調(diào)試，一旦發(fā)現(xiàn)吊裝偏差應(yīng)及時進行處理，直至調(diào)試達到設(shè)計標準。待所有調(diào)試項目均符合要求后，橋梁施工空載調(diào)試結(jié)束。門式起重機試運行測試與空載調(diào)試測試內(nèi)容基本一致，唯一區(qū)別是門式起重機需要在吊裝負載狀態(tài)下完成各項操作測試，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)吊裝偏差應(yīng)及時進行處理，直至調(diào)試達到負載施工設(shè)計標準。在完成主梁索點測算及主梁組裝完成后，進行試運行吊裝，當主梁吊起高度在10～20 cm 時，停止起重機運行進行平衡檢測，通過搭配不同配置使主梁達到水平狀態(tài)。此外，吊裝試運行操作人員還應(yīng)檢查栓掛同吊裝繩索襯墊的綁扎狀態(tài)，通過調(diào)整至最佳狀態(tài)提升門式起重機在橋梁施工的完成效果。

3.2 在橋梁施工中的運用

門式起重機在橋梁施工的實際吊裝應(yīng)用過程中，首先應(yīng)將安裝完成的天車升至安裝好的主梁位置，同時將天車與卷揚機正確相連，調(diào)整鋼絲繩同卷揚機的換輪組之間的配合狀態(tài)至最佳，并在合理位置固定天車的防雨罩。起重機在橋梁吊裝高空作業(yè)應(yīng)盡量安排在白天，并配合相應(yīng)的安全防護措施，必須在夜間施工的則應(yīng)借助充足的照明設(shè)施以保證作業(yè)安全。小車操作前在應(yīng)保證軌道距離的平行性，同時滿足操作司機在內(nèi)部操作時具備良好的操作視線，確保起重機吊裝施工的全過程在符合施工標準的環(huán)境下完成。

3.3 拆裝作業(yè)

實施門式起重機拆裝作業(yè)時，應(yīng)先用鋼絲繩固定各個門腿，借助槽鋼將行走梁與軌道連接固定，固定時應(yīng)檢測每個固定點的繩扣保持在鎖閉狀態(tài)，然后才能開始各個電纜及電器件的拆除操作。司機室拆除吊裝時應(yīng)保持緩慢速度，一旦出現(xiàn)鋼絲繩緊繃時應(yīng)立即停止移動。汽車吊對主梁吊裝拆除前，應(yīng)完成固定，同時在主梁兩側(cè)系上滿足預(yù)留長度的保護繩并加以控制，以提升主梁拆除的安全。然后再拆除行走梁及門腿的操作，直至整個起重機拆裝作業(yè)完成。

4 結(jié)語

門式起重機具有吊裝重量大、安裝拆除便捷、吊裝安全穩(wěn)定等優(yōu)勢，橋梁施工中很多大型號部件依靠其進行吊裝施工。根據(jù)施工要求對門式起重機進行科學(xué)安裝，以提升設(shè)備使用性能，可以有效提高橋梁工程施工效率，降低施工成本。