黄冈长江大桥主塔快速施工主要 机械设备选型及布置研究技术

刘纯刚

中铁大桥局集团第五工程有限公司 江西九江 332000

摘要：塔吊和施工电梯是高层和超高层建筑施工的主要施工设备，合理的布置与定位对工期及生产效率至关重要。黄冈长江大桥主塔墩施工采取合理的机械配置方案，对主塔的快速施工起了关键作用，实现了13个月内安全高效完成主塔施工任务，创造了较好的社会和经济效益。本文根据黄冈长江大桥主塔的机械选型布置及附墙施工技术进行阐述，为今后同类型斜拉桥主塔施工提供了宝贵经验。

关键词：塔吊；施工电梯；选型布置；主塔施工

1 工程概况

黄冈长江大桥是新建武汉至黄冈城际铁路及黄冈至鄂州高速公路的关键性控制工程，主桥设计为五跨钢桁梁双索面斜拉桥，其跨度布置为81+243+567+243+81=1215m，黄冈长江大桥主桥立面布置详见图1-1。

图1-1 黄冈长江大桥主桥立面布置图

黄冈长江大桥主塔结构型式为H型钢筋混凝土结构，塔高190.5m，主塔结构从下至上可分为下塔柱、下横梁、中塔柱、上横梁、上塔柱五个部分。下塔柱高34m，中塔柱高105.5m，上塔柱高51m，下横梁高8m，上横梁高8m，主塔采用C55混凝土。主塔结构形式详见图1-2。

图1-2 黄冈长江大桥主塔结构形式图

图2.1-1 黄冈长江大桥主塔塔吊施工图

2 塔吊选型及布置方案

黄冈长江大桥主塔为高耸结构，为满足施工过程中的吊装作业要求，塔吊选型时，塔吊各项性能必须满足主塔施工吊高、吊重、吊距要求。塔吊布置主要包括塔吊平面位置布置和塔吊扶墙的布置，塔吊平面位置布置应满足主塔施工现场材料及设备起吊位置到主塔施工吊重的要求、同时应满足塔吊安拆时不受桥梁主体结构及其它障碍物影响；塔吊扶墙的布置根据塔吊性能，合理布置塔吊扶墙的位置，避免主塔过程施工中受到塔吊性能的制约。

2.1 塔吊选型

根据黄冈长江大桥主塔结构特点，选用两台塔吊，塔吊的各项性能必须满足主塔施工、上横梁支架、横撑吊装吊高、吊距、吊重要求，即选用一台MC480塔吊，其机械性能最大吊重25t，最大起重力矩500t.m，附墙间距50.02m，塔吊附墙后最大悬臂高度67m，吊臂长度55m，一台MC200塔吊，其机械性能最大吊重10t，最大起重力矩200t.m，附墙最小间距36m，塔吊附墙后最大悬臂高度48m，吊臂长度45m，用于各种较轻材料及设备的吊装。主塔塔吊施工见图2.1-1。

2.2 塔吊布置

黄冈长江大桥主塔施工材料和设备进场主要通过主塔边跨侧施工栈桥和水上运输。材料和设备起吊点应进行合理布置：施工栈桥起吊点直接在主塔旁栈桥上进行吊装；水运起吊点因主塔主跨侧为主航道，不能进行吊装作业，布置在主塔边跨侧墩旁。根据材料和设备起吊点位置的布置将两台塔吊分配布置在主塔边跨侧上下游塔座顶上，小塔吊布置在上游、大塔吊布置在下游，同时为了塔吊拆除降塔时不会因桥梁结构（主塔、钢梁和斜拉索）及其它障碍物影响施工，根据施工场地实际情况，将两台塔吊分别布置在主塔边跨侧塔座顶面上游（MC200）、下游（MC480），MC200塔吊吊臂中轴线相对桥轴线往上游旋转16o，MC480塔吊吊臂中轴线相对桥轴线旋转往下游旋转12o，主塔墩塔吊平面布置图见图2.2-1。

图2.2-1 黄冈长江大桥主塔塔吊平面布置图

2.3 塔吊扶墙方案及布置

塔吊扶墙布置原则：

（1）为避免两塔吊发生碰撞，塔吊扶墙的布置应控制好小塔吊高度在大塔吊下方，两塔吊始终保持6m以上高差。

（2）塔吊扶墙后必须满足主塔分节以及12m高大节段劲性骨架及12m长主筋搭配的吊高要求。

（3）尽量减少塔吊扶墙次数，从而减少塔吊顶升工作对施工的影响。

（4）考虑扶墙与爬模的相对关系。

（5）方便安装。

按照以上原则主塔塔吊扶墙布置如下：

MC480：每施工5节布置一道扶墙，间距按照34.68m+最后一次28.9m布置；

MC200：每施工4节布置一道扶墙，间距按照24m布置，满足主塔6m节段爬模施工、12m高劲性骨架、12m钢筋长施工需要，确保主塔快速施工的实施。主塔施工塔吊扶墙布置见图2.3-1。

图2.3-1 主塔施工塔吊扶墙布置示意图

3主塔施工电梯的选型和布置

主塔施工为高耸结构物施工，为方便施工人员上下和小型工具的运输需要每支主塔配备一台施工电梯。主塔施工电梯的型号选择，主要考虑到施工过程上下运输使用频繁，是主塔施工的安全通道，故保留其安全系数较高等综合考虑。

3.1 施工电梯的选型

选用京龙SG200，最大运载量为2t，每批上下人员数量限额9人（允许带有小型工具），满足主塔快速施工的要求。

3.2施工电梯的布置

施工电梯的布置应避免在主塔中间换乘施工电梯，尽量将施工电梯布置在从电梯平台上一次到塔顶位置，这样能够减少上主塔施工通行时间，减少施工电梯投入量，节约施工成本。黄冈长江大桥主塔为H型结构，为避免电梯轨道与塔吊护墙相互影响，电梯布置于塔柱上下游面靠中跨侧。主塔中塔柱和上塔柱向内倾斜角度相同，将施工电梯轨道平行于中上塔柱上游面（或下游面）表面布置，电梯吊笼与电梯轨道斜交运行，确保运行过程中始终保持铅垂状态。

电梯平台设置在围堰顶上，这样减少电梯平台在水中施工难度，满足了电梯从电梯平台一 次到塔顶要求，不需要换乘，减少上主塔施工通行时间。主塔施工电梯布置见图3.2-1。

图3.2-1 主塔施工电梯布置示意

根据电梯扶墙尺寸，电梯轨道中心布置距塔柱面2.9-3.6m，电梯吊笼大小3.2*1.5m，電梯轨道中心距电梯吊笼内面1.8m，电梯吊笼内面距塔柱面净空1.3m，爬模吊平台外边距塔柱面2.2m，由于电梯吊笼内面距塔柱面净空1.8m小于2.2m，电梯吊笼无法进入爬模区，需在爬模吊平台下增加上爬模的平台和爬梯，爬模轨道最大悬臂高度不大于7.5m，爬模与电梯关体系示意图如图3.2-2

图3.2-2 爬模与电梯的关系示意图

4 结语

黄冈长江大桥主塔墩为高耸结构，塔柱截面大，施工风险高。通过优化施工方案，统筹考虑塔吊和施工电梯的选型布置及附墙技术方案，使整个主塔施工非常顺利，有效地缩短了主塔施工周期，减少了施工成本投入，降低了施工风险，取得了一定的经济、社会效益，同时为同类型主塔施工留下了宝贵的经验。

参考文献：

[1] 中铁大桥设计院《黄冈长江大桥施工设计图纸》

[2] 《高速铁路桥涵工程施工技术指南》（铁建设[2010]241号）

[3] 《黄冈长江大桥主塔快速施工技术》（桥梁施工）