分离式缆载吊机设计与应用研究

颜得胜

（保利长大工程有限公司，广东 广州 510620）

1 工程概况

汕湛高速公路清远到云浮段西江特大桥项目主桥为738m+202m跨径的双跨吊钢箱梁悬索桥，主缆由72束预制平行钢丝索股组成，主缆直径吊索间距15m，钢箱梁宽38.4m，高3m。钢箱梁共划分8种类型（A-G），66个梁段，标准梁段最长梁段15m（标准梁段），吊索间距15m，最大吊装重量约276t，总重14700t，钢箱梁具有种类多、重量大、量不大吊装点多、工况复杂的特点，根据钢箱梁布置实际情况，全桥需采用3台缆载吊机同步进行吊装施工，每台缆载吊机单次起吊一节钢箱梁，每台缆载吊机采用一套吊具满足所有吊装范围内钢箱梁的吊装。

2 缆载吊机设计

缆载吊机根据钢箱梁的最大重量、主缆跨径、索夹尺寸等作为主要设计依据，本项目缆载吊机规格型号设计为LZD320t-31.2m，主要参数如表1所示。

表1 本项目缆载吊机主要参数

缆载吊机采用起重机构、承重机构、行走机构分离的设计方案，起重卷扬机钢丝绳经转向和导向滑轮和承重机构连接。

3 主体部位设计

3.1 起重机构设计

起重机构由起重卷扬机、储绳筒、钢丝绳、转向滑轮、导向轮、定滑轮组、动滑轮组和吊具组成，起重卷扬机、储绳筒布置在主塔上横梁顶部，起重钢丝绳从储绳筒放出，通过双滚筒摩擦卷扬机、塔顶门架上转向滑轮组、主缆沿线导向轮、到达承重机构定滑轮组和吊具的动滑轮组连接。起重钢丝绳沿主缆内侧的导轮组按100m间距布设以托住缆载吊机的钢丝绳，避免钢丝绳过度下垂，同时保证吊钩能顺利下降。缆载吊机起重机构平面布置示意图具体如图1所示。

图1 缆载吊机起重机构平面布置示意图

缆载吊机设置2组吊具8个临时吊点，每组吊具包括动滑轮组、扁担梁及连接吊带，对于标准节段（同侧两端临时吊点间距为6400mm），设计考虑采用扁担梁把同侧吊点汇成一吊点。吊具在设计时，除了充分考虑自身的强度外，在尺寸和结构方面需核算滑轮组高度、跨中最短吊索的长度和猫道最低点高度，防止吊具到达最顶端钢箱梁吊装高度不到位的情况。

3.2 承重机构设计

承重机构由2条端梁和1条主梁组成，端梁为箱形结构，其上安装有行走轮组、抱紧装置、承压一抗滑装置、牵引动滑轮组等。主梁由槽钢及角钢拼焊而成的桁架结构，分4段加工，采用销轴联接而成，主梁顶部装有人行走道和栏杆。端梁和主梁通过铰座连接，主梁可以垂直于两端梁摆动，即缆载吊机无论在缆上的任何位置，其主梁均能保持在铅垂位置，定滑轮组固定在主梁的下弦处以更有利于主梁的受力稳定，主梁强度和刚度设计通过ansys软件建模计算。缆载吊机承重机构具体如图2所示。

图2 缆载吊机承重机构（单位：mm）

3.3 行走牵引机构设计

缆载吊机行走机构由塔顶门架卷扬机通过动滑轮组和定滑轮组牵引缆载吊机端梁，牵引系统动力采用在塔顶布置2台JM10t卷扬机进行牵引，根据设计计算，缆载吊机上坡行走最大牵引力约30t，采用4匹绳进行牵引满足要求。缆载吊机牵引机构示意图如图3所示。

图3 缆载吊机牵引机构示意图

4 缆载吊机使用与维护

缆载吊机在主塔附近安装完成后，项目组织机材部、安全部、专业队及使用人员进行现场验收和技术交底。利用行走牵引机构下放到跨中位置，在跨中开始进行钢箱梁吊装，缆载吊机在钢箱梁吊装作业和移机作业时，需设置一人来统一指挥，对缆载吊机各个工位进行定人定岗，单台缆载吊机人员配置数量清单如表2所示。

表2 缆载吊机钢箱梁吊装作业人员配置

钢箱梁全桥吊装完成后，将缆载吊机下放到最低点，采用汽车吊在桥面将缆载吊机进行拆除。

5 结语

清云高速公路西江特大桥主桥钢箱梁吊装全桥采用3台LZD350t-31.2m型缆载吊机进行吊装，历时3个月完成全桥钢箱梁的吊装。缆载吊机在设计时充分利用已有的设计和施工经验，考虑钢箱梁吊装过程中可能出现的问题，并提前采取解决方案，因此，钢箱梁吊装过程中缆载吊机作业稳定，一台缆载吊机最大效率一天可以完成2片钢箱梁的吊装和移机，同时通过对吊具的无极调节和配重调整，对多种不同型号的钢箱梁吊装具有很强的适应性。分离式缆载吊机充分利用了前期施工的机械设备和材料，提高了设备利用率，降低了设备的投入成本，取得了良好的经济效益，具有广泛的推广和应用价值。