高墩现浇连续梁施工塔吊的选型与施工工艺

卓强

本文以梅大高速公路梅江特大桥主桥塔吊施工为背景，重点围绕塔吊的选型以及施工工艺两个方面展开探讨，并从经济效益性的角度对比分析，指出在使用时间较长的施工背景下，塔吊相比汽车吊具有较显著的经济效益。

一、工程概况

梅大高速公路梅江特大桥主桥为（76m+128m+76m）墩梁固结连续刚构桥，双幅设置，桥面宽12.5m/幅，双幅之间预留0.5m。桥梁边跨分别上跨S223省道和漳龙铁路，中跨跨越梅江。主墩为等截面双薄壁桥墩，4#主墩高21.804m，5#主墩高22.572m。主墩采用翻模施工，连续梁采用挂篮施工。桥型布置图具体如图1所示。

图1 桥型布置图

二、塔吊选型的基本思路及要点

梅江特大桥主桥边跨分别上跨S223省道和漳龙铁路，中跨跨越梅江，具有跨度较大，工期紧（12个月）的特点。为兼顾安全、质量、效率多重要求，应当合理配套塔吊装置，用于垂直运输现浇箱梁施工材料。

1.确定塔吊布置

根据梅江特大桥主桥桥型布置，塔吊布置在主墩旁，吊装范围可以对称覆盖连续梁边跨、主跨；另考虑连续梁为双幅设置，塔吊布置双幅连续梁之间，可实现吊装范围在两幅连续梁内最大覆盖。综上，初步确定设置2台塔吊，塔吊布置在左右幅主墩正中间，塔身处连续梁翼缘板施工预留缺口以满足塔吊安装需要。

2.塔吊型号确定

（1）塔吊臂长

租赁市场上塔吊主臂长一般为60m以内，60m以上主臂塔吊因费用高较少使用。本桥连续梁边跨76m、1/2主跨64m，综合考虑施工成本，塔吊主臂覆盖范围一般达到80%较为经济，少部分未覆盖节段可由人工配合水平运输的方式完成，虽工效较低，但租赁费可大为节省。按塔吊主臂80%覆盖范围考虑，塔吊主臂为60.8m，因此可选用60m长主臂。

（2）塔吊吊重

连续梁施工最大吊重为挂篮构件吊装，挂篮菱形架最重4.74t，挂篮在0#块上安装，吊装半径约15m。QTZ80型塔吊16m吊装半径内，最大吊重6t，可满足要求。

（3）塔吊高度

塔吊基础按与主墩承台相平设置，5#主墩高22.572m，连续梁根部高7.8m，考虑8m作业净空，塔吊高度为38.372m，因此可取40m。

综上比选，选用QTZ80型塔吊，臂长60m，塔身高度40m。QTZ80型塔吊最大独立高度为42.88m，可不设附着。考虑本区域为台风影响区，为安全起见，在主墩22m处设附着一道。

三、塔吊施工工艺

1.塔机基础施工

以C35混凝土为主要施工材料，建成的基础结构的基底承载力至少达到200kPa，以便有效承受塔机的作用；配套可回收固定支脚，用于维持塔机的稳定性；加强对混凝土表面平整度的控制，要求其不低于1/500。

2.塔机安装

以1台25t的吊车为主要设备，负责塔机的安装作业。经基础混凝土施工后，待其强度达到设计强度的90%时，按要求组装塔机。塔机的组装是一项细节较多、控制性较强的工作，主要按如下顺序有序操作：

吊装标准节段。节段高度2.8m，重760kg，用吊车吊装首个节段，将其稳定放置在塔身基础固定支脚框架处，取10.9级高强度螺栓，用于连接各节段，形成集多个节段于一体的完整结构体系；先利用高强度螺栓初步固定，经纬仪检测垂直度并调整，满足要求后拧紧螺栓。

吊装爬升架。在现场组装爬升架，将吊具置于该架体处，启用吊车，以缓慢的作业姿态将爬升架吊装至第二标准节外侧。从爬升架的结构组成情况来看，其设置有活动爬爪，将该部分置于标准节基础节上部的踏步处，随后将顶升油缸安装到位，将液压泵吊装至平台的一角，紧密完成各项连接作业，再检验其运行状况，若存在液压泵运行精度偏低或是稳定性不足等异常状况，则需随即采取控制措施。

安装回转支承。上支座处有四个连接耳套，将吊具挂于该处，吊起回转支承总成，在该条件下将下支座的连接套对准标准节的连接套，若无误则以缓慢的速度下落。启用顶升系统，在其支持下顶升爬升架，直至该装置能够与下支座连接耳板接触为止，此时设4根销轴，起到固定的作用。

安装塔帽。提前组装塔帽，启用吊车，将其吊装至上支座处，再设置4件φ55mm销轴，利用该装置将塔帽与上支座稳定连接于一体。

安装平衡臂总成。通过回转机构的应用，将回转支承以上的部位转至合适位置（应当便于平衡臂的安装），吊装平衡臂，利用销轴将其与塔帽稳定连接。

3.顶升加节

全面清理各标准节段，对电缆采取固定措施；旋转起重臂，调整其姿态直至到达爬升架的前方为止，同时应当保证平衡臂能够位于爬升架的后方；将滚轴置于引进平台处，并准备高强度螺栓，供后续使用。

顶升爬升架，到达设定位置后及时采取连接、固定措施，经过吊装后将标准节转移至爬升架处，再设置预先准备好的高强度螺栓。

四、经济效益的对比分析

本桥两塔吊的成本主要考虑的是如下几方面：12个月×26000元×2＋电费（7508＋7835）＋进退场费65000元×2＋基础费用（19000＋15000）元＋配重块费用5000元×2＝81.3万元。

若采用汽车吊所需的成本主要包含如下几方面：［12个月×44000元＋12个月×38000元＋油费12个月×（9000＋5000）］×80%＝92.2万元。

经对比分析后可知，较之采用汽车吊而言，塔吊所需成本约低11万元。但现场施工环境错综复杂，存在诸多干扰因素，加之附属工程等方面的施工要求，导致实际施工进程较之于计划周期而言具有一定的滞后性，施工时间有所延长。随施工进程的推进，待使用时间达到7个月时，塔吊的经济效益开始显现，并且随着施工时间的逐步延长，塔吊所节约的成本则越为可观，经济效益良好。

五、综合应用效果分析

在大跨度连续梁施工过程中，通过塔吊的应用，能够有效提高生产力，悬臂长度的覆盖范围较广，几乎可以达到全桥80%的节段，除此之外的少部分节段则由人工配合水平运输的方式完成。在现浇连续梁的施工中，临近中跨合龙区域有3个节段无法用塔吊运行，该部分由人工运输材料，最终也能够将相关建设工作落实到位。因此总体来看，该塔吊施工方案具有可行性，能够同时满足安全、质量、效率、效益等多重要求。

六、结语

综上所述，塔吊是现代桥梁工程建设中较为关键的施工装置，型号、起升高度、吊装重量等多项因素均会对现场施工效果带来影响，例如出现吊装高度不足、吊装所承受的重量偏低、吊装失稳等情况，因此合理的选型以及正确的应用均较为关键。在本文中，则以工程实例为依托，阐述塔吊的选型思路及关键要点、塔吊的施工工艺，希望所提的内容可作为类似工程的参考。