谈桥梁塔柱施工中塔机的选型及布置方法

邱方亮，漆大山，吴凡言

（广西建工集团建筑机械制造有限责任公司，广西 南宁 530299）

1 前言

塔式起重机（以下简称“塔机”）是施工中常用的机械设备，广泛应用于民用建筑、桥梁水利工程、大跨度工业厂房、大型体育场、风电核电等建筑工程施工领域。在桥梁工程中，由于塔机起重量大、起升高度高、作业覆盖范围广等众多独特的优势，其在建设施工中发挥了不可替代的作用。

在工程建设中，首先需要根据工程实际需求，选取起重能力合适的塔机；其次，根据工程吊装位置要求、与关联建筑物相互关系、安拆作业的便利性、附着拉杆预埋点布置的合理性进行塔机基础位置的确定；最后，根据工程吊装高度需求、施工作业的协同性以及经济性对塔机进行附着布置。塔机只有安装在工程实际需求中最合理的位置，才能使塔机高效、安全地工作。

2 塔机的选型和布置

2.1 工程概述

棋盘洲长江公路大桥建设工程位于黄石市和黄冈市境内，全长约21.9km，其中长江大桥长约3.3km，两岸连接线长约18.6km。主桥采用双塔单跨钢箱梁悬索桥跨越长江，主跨1038m。大桥南北主塔均为门型框架混凝土索塔。南索塔塔座顶面至塔冠高度为165m，北索塔塔座顶面至塔冠高度为157m。桥梁总宽度62.7m，机动车双向六车道，两侧布置非机动车道和人行道。

2.2 塔机型号选择

根据工程建设需求，每个塔柱布置2台塔机。主要在主塔施工期间负责施工吊装作业，使用工期预计25个月。选择塔机型号时，需综合考虑如下施工条件进行选择：①吊装重量要求；②吊装作业半径；③吊装高度要求。

实际工程施工条件为塔机吊装作业最大半径为70m，在70m远端处吊重参数需满足3.0t要求；最大起重量需满足16t要求；最大吊装高度满足165m要求。依据上述条件以及产品手册，选取型号为315tm的TCT7526塔机。该型号塔机最大臂长组合75m，当使用70m臂架组合时，臂端70m处吊重达3.2t，最大吊重16t，最大起重量高度可达254m，均符合工程施工需求。

2.3 塔机基础位置确定

确定塔机基础位置需综合考虑实际工程施工作业条件，即：①塔机安拆作业方向；②塔机与建筑物之间应不存在干涉情况；③现场其余工程机械布置协同作业情况；④塔机吊载作业要求。

在该工程中，垂直于路面方向为桥梁悬锁方向，塔机在升降塔作业过程中均不可与悬锁发生干涉。因此，塔机布置于门型塔柱左右两侧。根据塔机距离建筑物最短距离不低于1.5m、群塔作业规避碰撞、吊装作业面对施工作业面有效覆盖等要求，把左右两侧塔机布置按对称错开样式进行布置。1号塔安装70m臂架组合，2号塔安装55m臂架组合。在充分考虑施工升降机作业安全、塔机附着拉杆预埋点布置合理的情况下，最终塔机位置布置如图1所示。塔机基础与主塔基础承台浇筑为一体，塔机基础配筋等技术条件应满足塔机使用说明书要求。塔机基础在布置时，若桥墩配筋量不小于塔机承台配筋量可直接用桥墩主筋，突出部分延伸出去即可。桥墩承台在塔机承台底部需增加一层钢筋。

2.4 塔机附着位置布置

图1 塔机基础布置位置

塔机在布置附着时，需全面考虑以下几方面内容：①满足产品说明书相关技术条件要求；②建筑物允许附着锚固点以及锚固点的承载力和刚度要求；③附着拉杆布置形式、角度要求；④附着布置的经济性和施工可行性、便利性。

图2 塔机附着位置布置图

综合考虑上述4个主要因素，并结合施工现场实际条件，塔机附着按照如图2所示方案进行布置：塔机在布置附着时，第一道附着高度h1≤38m；两道附着间距的塔身节数为n≤9节（每节标准节高3m），即两道附着间距h2≤27m；最大悬臂高度（最后一道附着至臂架绞点垂直距离）的标准节数在起升高度h≤100m时，n≤12；高度在100m200m时，n≤10（其中n为标准节数）。对于塔机附着后的悬臂高度选择，可根据工程实际吊装作业需求、群塔作业高差错位进行确定，在满足相关产品使用说明书要求前提下即可。

2.4.1 塔机附着布置

由于塔机基础与主塔基础浇筑为一体，当按基础上平面标高为+0.0m进行高度值计算时，塔机附着高度位置为：①第一道附着位于+38.0m；②第二道附着位于+65.0m，附着间距27.0m；③第三道附着位于+92.0m，附着间距27.0m；④第四道附着位于+119.0m，附着间距27.0m；⑤第五道附着位于+146.0m，附着间距27.0m。根据产品说明书相关技术要求，塔机悬臂高度塔身节数n≤11。塔机安装完成5道附着后，最大吊装高度可达182m，满足最低吊装165m要求。上述附着布置方案仅从塔机施工作业单方面为出发点进行考虑，为该工程最经济型的附着布置方案。实际施工作业中，由于考虑项目各项工程施工作业的便利性、江面瞬时风载荷影响、附着拉杆受力合理性等综合原因，实际附着布置安装可根据工程需求进行布置，满足塔机设计相关技术要求即可。

2.4.2 附着拉杆布置

塔机附着拉杆在布置时，需充分考虑以下几点：①施工作业便利性、可行性；②附着拉杆受力合理性；③附着物可承受支反力大小；④预埋座安装位置。综合考虑上述因素影响，塔机附着拉杆布置采用双侧四拉杆布置形式。为不与施工升降机作业区域发生实际干涉以及满足附着拉杆角度要求，附着拉杆预埋点布置在塔身中心对称3.5m位置处。由于左侧预埋点偏出实际桥墩位置，需相应布置设计一个特制预埋座安装钢结构架，以满足附着拉杆布置要求，具体布置如图3所示。

2.4.3 附着装置安装注意事项

1）附着安装应符合产品使用说明书设计要求。

2）空载、风速不大于3m/s状态下，独立状态塔身（或附着状态下最高附着点以上塔身）轴心线的测向垂直度误差不大于4/1000，最高附着点以下塔身轴心线的垂直度误差不大于2/1000。

图3 塔机附着位置布置示意图

3）安装附着装置时，塔机最大安装高度处的风速不宜大于12m/s。

4）附着安装完成后，宜保证附着框及附着拉杆中心线在同一高度，水平安装的附着杆倾斜角偏差不大于5°。

3 结语

工程项目建设施工中，塔机的选择布置直接关系到项目施工效率、质量、安全、成本等诸多关键因素。正确合理的选型以及布置，在极大便利工程施工作业，有效提升施工效率的同时，大大降低了项目施工作业成本。