ME80t+80t-39.98m门式起重机拆除施工方案研究

邹雪梅、郭峰

（1.北京财贸职业学院，北京100000；2.北京城建集团有限责任公司，北京 100000）

1 工程概况

1.1 工程概述

延崇高速公路（北京段）是北京冬奥会期间延庆赛区到张家口赛区的专用道，桥梁数量多，全线桩号范围内95%以上为桥梁结构，工程量大。桥梁上部结构分为现浇连续箱梁与预制箱梁，设置预制梁场。预制梁场原有两条生产线建设预制台座54 个，配备2 台80+80t 和4 台10+10t 龙门吊，钢筋场配备2 台5t 龙门吊现需拆除。

1.2 施工现场作业环境

一是设备吊装的现场设立黄色警戒线标志，进出一律登记，禁止人员强行进入安装施工；

二是施工作业现场四周无架空高压线网及各种地下污水管道，拖吊机工作区域必须平整、坚实、无障碍物，地基承载力符合要求；

三是提供电源线路，保障线路施工完成时龙门吊能实现正常安全调试正常运转使用；

四是施工作业开始时应无雷雨暴等恶劣灾害性天气，无连续4 级以上及8 级以上的大风过程；

五是龙门吊架拆除现场保持临时道路畅通，材料临时堆放场区临时进行物料清空，场地基本平整即可。

1.3 门式起重机基本状况

ME80t+80t-39.98m 门式起重机为桁架结构形式，为了方便运输、安装，两根主梁分开制造，主梁采用螺栓连接，主横梁与支腿采用高强螺栓连接，现场安装全部采用螺栓连接，以节约现场安装时间；由于轨道外侧空间小，采用了三合一减速机作为大车运行机构，减少了占用空间[1]。

2 作业前的准备和条件

2.1 技术准备

一是安装门式起重机前，要查阅技术说明书、图纸样本等重要技术资料，在吊装拆除作业之前收集齐全；二是技术交底、施工安全、签证等资料准备齐全，拆除施工方案编制完成并获得批准；三是专业拆除施工服务企业单位、人员、设备、机具配置等各项相关经营资质应认真审查，并逐级报验监理人；四是作业人员在施工前熟悉施工现场环境；五是技术人员向所有作业人员进行安全技术交底；安全员应对进入现场的人员进行安全培训[2]。

2.2 施工准备

第一，在对龙门吊拆除前，对龙门吊整体进行检查，确保所有部件齐全且结构未出现缺陷；第二，起重作业中常用地锚来固定拖拉绳、缆风绳、卷扬机、导向滑轮等，将拖拉绳用的地锚准备完毕备用；第三，龙门吊桥架及支腿架搭建规范的防护平台；第四，龙门吊的拆除时所需携带的大型吊机、千斤顶、扳手、钢丝绳索等作业机具及仪器仪表需准备充分，相关作业人员要到位；第五，吊装设备前进行现场演练，统一或明确调度指挥，可采用对讲设备。

2.3 重难点工作部署

2.3.1 80t 汽车起重机的准备

第一，在门机拆除现场提前准备2 台80t 吊车；第二，汽车吊所占地面应坚实，吊车腿下应垫有路基箱；第三，检查起重机、吊装系统，钢丝绳、卸扣、吊耳装置的安装状态是否正常；第四，根据80t 型吊车参数表，控制测量吊车的最小运行回转半径，计算确定吊车位置。

2.3.2 地锚制作完毕、栓缆风绳

第一，地锚重量须符合要求；第二，缆风绳角度符合设计要求；第三，短绳扣与地锚连接牢固。

2.3.3 支腿拆除

第一，支腿的拆除角度和跨度须符合安全要求；第二，缆风绳设置符合要求。

2.3.4 主梁拆除

第一，主梁吊装时选择2 台80t 汽车吊，汽车吊臂长18m，主梁位时汽车吊作业半径均为8m，额定起重量25.4t，主梁重20t，钢丝绳与吊钩重1.5t，总重21.5t，负荷率=（主梁重/2+钢丝绳与吊钩重）/额定起重量=11.5/25.4=45.3%，起升高度13m；第二，主梁悬挂方法科学合理，索具的选用应正确；第三，起重钢丝绳应该先检验合格后使用，吊装系数符合要求。

2.3.5 负载测试

第一，试验过程中应注意对各危险点的监控，发现异常立即停止运行；第二，严格执行拆除方案和相关标准；第三，司机认真操作避免错误[3]。

3 拆除吊机及吊装索具的选用总重

3.1 拆除吊机的选用

选用2 台徐工Q80 汽车吊。

3.1.1 汽车吊对地面压力计算

待拆除件最重件为20t，两吊车抬吊，每吊车起重量为10t，吊车的每个支撑点的最大压力为（10+60+1.5）/4=17.88t，吊车支腿路基箱面积为2m×2m，地基承载力为17.88t/4=4.47t/m2，单侧汽车吊站位处压力4.47×2=8.9t/m2。经现场实测，现场地基承载力平均数值大于20t/m2。20t/m2＞8.9t/m2符合要求。

3.1.2 对汽车吊站位处基础的监测

一是，安排专人观察站位处的基础变化情况；二是，每次吊装作业前先进行试吊，观测基础；三是，吊装时若发现地基出现下沉现象，立即停止吊装对地基进行处理。

3.2 吊装主要钢丝绳选用及受力计算

进行龙门吊等主要机械大件物的起重吊装一般使用一段10m 左右长，直径为Φ46 的钢丝绳，吊点角度3.87o。

单根钢丝绳受力最大值为：F=20/(4×cos3.87o)=5.01t。

钢丝绳的选取：φ46 钢丝绳破断拉力为124t，钢丝绳破断拉力的折减系数0.85；钢丝绳最小破断拉力124×0.85=105.4t，钢丝绳绳端固定方式为编插式，折减系数按0.82；钢丝绳允许拉力105.4×0.82=86.428；钢丝绳安全系数86.428t/5.01=17.25，根据规范钢丝绳安全系数≥6，满足使用要求。

4 施工程序及作业方法

4.1 施工流程

施工流程：拆除场地整理并检查设备—天车钢丝绳拆除—电气设备拆除—拆除吊重小车—拆除主梁—拆除支腿—拆分主梁—拆分支腿—拆除轨道钢—清理施工现场。

对龙门吊机械各部件应进行一次全面的检查，以便施工单位在安装施工前充分了解各机械的运转情况；在开始进行拆除作业之前，作业人员经进行技术交底工作、安全生产交底。具备拆除条件后，首先拆除绕钩绳及小车牵引绳，然后用80t 吊车拆除牵引小车，主梁采用2 台80t 汽车吊抬吊，最后拆分主梁及支腿，完毕后清理施工现场[4]。

4.2 龙门吊拆除作业方法

4.2.1 拆除前检查

完成拆除工程的龙门塔吊现场，对所拆除的龙门吊轨道上的各部件及位置分别进行现场检查。

4.2.2 拆除限位

电工和司机配合拆除各安全装置和限位。

4.2.3 拆除吊具

拆除绳索时可慢慢的启动钢丝绳绞车，逐渐地放下钢丝绳，注意需派专人监护以有效防止钩绳出槽。

4.2.4 拆除电气系统

对电气系统装置进行检查和拆除，处理时要按照设计电气原理图、配件线图、电气总图表和有关的安全技术编制文件操作。

4.2.5 拆除电缆卷筒

使用50t 汽车吊具，配合拆除电缆卷筒架（约0.4t）、电缆配重箱行走架。

4.2.6 安装支腿缆风绳、拆除小车等

80t 汽车吊出杆臂长18m，起吊半径8m，最大起重量是25.4t（小车自重7t，钢丝绳及挂钩重1.5t)，8.5/25.4=33.5%，起升高度15m，汽车吊具可选用公称直径为φ46(型号6×37-φ46-1770)规格的长度一般为10m 的钢丝绳两根。将小车垂直向上从吊主梁轨道中缓缓吊开，接着应迅速旋转将整个小车水平向下起吊，至吊主梁轨道面中心线及其以上方向各为15m 的垂直高度，并始终要注意在副车长的指挥或引导状态下以缓慢旋转以使整个小车重心逐渐偏离龙门或吊主轨道中心梁上方的方向，下落小车至地面。用木楔子将走行轮塞止动螺栓固定好，80t 汽车吊收杆。解开吊装的钢丝绳，拆除完成[5]。

4.2.7 主梁拆除

主梁采用2 台80t 汽车吊垂直拆除，钢丝绳采用兜式吊索方式，注意在主梁菱角处垫放好护边瓦，绳头反挂固定到吊钩上，拆除固定连接的螺栓后，由汽车悬吊杆将一根主梁向上提升至离支腿的上方200mm，静立悬空中约5min，观察现场所有吊装机具并确认设备安全性能可靠无误后，进行慢速垂直旋转，将两根主梁上吊在离支腿的上方，在吊车信号的统一调度指挥作用下进行缓慢垂直趴杆，下落整根主梁。该施工过程中80t 汽车吊出杆距离18m，主梁就位作业时，汽车吊作业高度均设定为半径8m，额定总起重量约25.4t，主梁重20t，钢丝绳及挂钩重1.5t，负荷率11.5/25.4=42.3%；在吊装过程中设专人指挥，由一个指挥员指挥吊车起吊。

4.2.8 拆除支腿

用80t 汽车吊机，起升高度10m；刚性支腿最重8t（钢丝绳及挂钩1.5t），负荷率为9.5/25.4=37.4%。将两侧支腿拆除，拆除钢丝绳采用1 根Φ46 钢丝绳（型号6×37-Φ46-1770）捆绑支腿。

4.2.9 拆分主梁及支腿

主梁及支腿吊至地面后，采用80t 吊车将其拆分。

5 风缆、地锚受力分析计算

5.1 风缆受力分析计算

风缆按ME80t+80t-39.98m 计算，受力分析图见图1。

图1 受力分析（长度单位：mm，角度单位：°）

5.1.1 风力、偏重载荷和支腿偏摆量在支腿方向引起支腿的倾覆力矩

其中风载Fw=CKKqA=1.6 × 1.23 × 600 × 40=47232N

式（1）中：CK为风力系数（跟迎风面的结构有关）；K为风力随高度变化系数；q 为不同等级风下的计算风压；A 为迎风面积。

支腿高度Hw=18m，支腿重量Gb=80000N，主梁重量Gb=200000N

支腿倾斜3o时2/3 高12m 处的偏摆量Hb=12×tan3o=0.63m

支腿倾斜3o时全高18m 处的偏摆量Hb=18×tan3o=0.94m

5.1.2 单根缆风绳承受倾覆力矩计算[6]

F=M1/h1=663488/11.9=55755.3N=5.6t，其中h1=11.9m

F总=F/cos（22.62o/2）=5.71t

风缆按4.5 倍安全系数选取，要求钢丝绳破断拉力大于25.7t 选，选取钢丝绳6×37-φ30-1770，单股钢丝绳破断拉力∑F=56.71t，安全系数：

n=56.71/5.71=9.93

5.2 地锚受力计算

地锚受力计算，地锚布置图见图2。

图2 地锚布置图（单位：mm）

其一，由缆风绳受力分析计算可知：单根缆风绳最大反力为5.71t。

其二，按悬臂侧计算地锚承受最大反力：

T 地锚竖直Y=2×5.71×sin52.12o=9.01t

T 地锚拉平X=2×5.71×cos57.96o=17.52t

其三，按跨中计算地锚承受最大反力：

T 地锚竖直Y=4×5.71×sin24.24o=9.38t（双侧四根缆风绳受力）

T 地锚拉平X=4×5.71×cos24.24o=20.82t（单侧两根缆风绳受力）

6 结语

起重机械设备的安装和拆除是工程施工中的重点安全防控工作，需要编制安全专项施工方案并按方案严格执行。工作前一定要对工程的基本情况进行充分调查，受力分析准确，施工准备充分，严格按照操作规程执行，注意安全文明施工，确保拆除工作顺利完成。