论0#顶板塔吊施工设计及其对主结构的影响

沈维成 （安徽省公路桥梁工程有限公司，安徽 合肥 230031）

国内经济的高速发展，必将带来铁路公路的大力兴建，对于跨度较大的桥梁施工，往往对作业面的吊装依赖性较高，塔吊的位置选取兼顾经济性和现场施工的便捷性。文章结合具体工程项目介绍塔吊的选型以及塔吊和主梁结合的安全性，对于特殊条件下塔吊选型和布置提供了一个成功案例。

1 工程概况

寿县淮河特大桥主桥桥跨布置为（120+200+120）m预应力混凝土矮塔斜拉桥，全长440m，索塔高35m。主桥上部结构主梁采用单箱三室大悬臂斜腹板预应力混凝土连续箱梁，箱梁顶板宽28.0m，最大悬臂长度7.0m，悬臂外缘每隔4m（3.5m）设置一道加劲肋，加劲肋平均厚30cm；下部结构主墩为双肢薄壁墩，钻孔灌注桩基础，桩基按摩擦桩设计，由于施工场地的限制，拟将施工用塔吊安装在0号块的顶板上，顶板最薄处仅60cm，现需验算塔吊对0号块的影响，以确保施工安全。

2 塔吊布置设计

主桥宽度28m，主跨200m，综合考虑吊装作业半径，方便索塔和挂篮悬浇施工，在0号块顶面索塔右侧选用QTZ63C塔式起重机，根据其参数配置可知其工作有效周转半径为56m，最大起重量6t，可设置的最大独立高度为40.5m，附着式最大高度可达100m以上，因本项目主塔高度35m，最大独立高度在受控满足范围内，为保证结构安全富裕，特加扶墙杆件一道，施工现场垂直运输经策划满足后期载重要求。由于塔式起重机为特种装备，安装使用前必须经过检查验收程序。斜拉桥施工塔吊为QTZ63(5810)塔机，塔吊距塔0.6m，平面布置图见图1。井字架形式安装时，应将井字架安装在混凝土基础上的4块承重板上，用预埋螺栓组把井字架和0#块混凝土连在一起。塔吊基础类型为预埋支腿固定式基础，面积2.5m×2.5m，基础位于0号块上，和0号块做成一体，距离塔柱外边线0.6m处。距离索塔桥面16m处，设置一道附墙杆件，如图2。

图1 0#平面布置图

图2 塔吊平面布置图

3 塔吊安装及拆除

3.1 塔吊安装

塔吊采用汽车吊安装，待基础部分节段安装完毕后，塔吊自行顶升加节，塔吊拟分次接高安装，每次安装高度应结合施工来确定，另外附墙架随塔吊升高及时安装。

3.2 塔吊拆除

塔吊拆除作业应遵循“工艺相同，程序相反”原则，塔吊说明书对此有严格详细阐述。一般拆除步骤如下。

①塔吊自降标准节至最低（至桥面）因现场无堆放标准节场地，降下的标准节应由25t汽车吊装车随时运出施工现场。

②逐步拆除塔吊卷扬钢丝绳，卷缩在起重卷扬钢丝绳滚筒上。将小车行走装置挂到起重臂根部锁死。

③拆除平衡重：采用130t汽车吊逐块拆除塔吊配重块，将拆下的配重吊到地面装车运出施工现场。

④拆除起重臂：用130t汽车吊吊住塔吊起重臂重心缓缓起钩，解开拉杆，打出起重臂与增高节相连的销轴，将起重臂吊至地面后拆解装车。

⑤拆除平衡臂：拆除方法同起重臂拆除方法相同，将拆下的平衡臂可直接装到运输车上。

⑥拆除塔帽：此部分为塔吊的最高部分，包括带有平台的扶手、司机室、梯子、拉杆。打开与回转支撑连接的销子，将其吊装到运输车上运出施工现场。

⑦拆除回转：将四根钢结构轴孔用吊锁吊住，并采取卡环固定。一同拆下引进梁等部件，将其吊装到运输车上运出施工现场。

⑧拆除塔吊顶升套架，包括：三节标准节、套架、走道平台、扁担梁、油缸、爬梯等，将其吊装到运输车上运出施工现场。

⑨拆除塔吊剩余标准节、过渡节，并将其吊装到运输车上运出施工现场。

⑩清理施工现场、清点物件，并将工具、辅助器具等装箱，随同已装车的塔吊零部件一同运出施工现场。

4 塔吊基础与主结构模型建立

本施工方案计算软件采用Midas/Fea 3.6，根据图纸建立空间实体模型。本模型中防止0号块局部应力集中，建立0#块、主塔实体模型。

0#块混凝土材料：C55；

边界条件：墩底部固定约束、0号块底板进行竖向约束；

荷载：自重，塔吊通过承载板施加给0#块的荷载。

图3

5 塔吊基础与主结构受力工况分析

图4 纵桥向正应力（单位：MPa）

图5 横桥向正应力（单位：MPa）

图6 竖向正应力（单位：MPa）

由图4～图5可知，0号块的纵桥向和横桥向正应力较小，基本在1.33MPa～-1.89MPa之间（其中正值为拉应力，负值为压应力，下同）。由图6可知，竖向正应力较大，应力值在2.50MPa～-3.52MPa之间，局部有较大的拉应力，发生在0号块与垫板的交接处。由于纵桥向和横桥向的正应力值较小，下面只列出桥向0号块与垫板交接区域的竖向正应力值，见图7。

图7 塔吊与0号块交界处竖向正应力值（单位：MPa）

由图7可知，该交接区域最大拉应力为2.50MPa，最大压应力为-3.52MPa。由《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JDJD62-2004）第7.2.8条，压应力，可知压应力满足规范要求；拉应力（其中 f'ck、f'tk取 C55 的值），同理拉应力也满足规范要求。

6 结语

由以上分析可知，施工方案中将塔吊安装在0号块混凝土顶板上，受力满足规范要求，施工中应保障0号块的混凝土龄期，注重混凝土的养护工作，并在0号块与塔吊交接之间做好安全构造措施。在以后的具体实际工程应用中，塔吊的选型及布置上应综合考核工期，经济效益，有的时候还要考虑主塔的结构形式、规模、桥位地形条件等因素进行综合比较确定。