斜拉桥施工中塔式起重机的选型与布置探析

黄润鹏，吴凡言，赵剑锋

（广西建工集团建筑机械制造有限责任公司，广西 南宁 530299）

塔式起重机（以下简称塔机）具有施工适用性强、起重性能优、起升高度高、工作幅度大和适用性强等独特的性能优势，在桥梁建设工程桥塔施工中被广泛应用。

在建设施工中，为有效满足工程建设吊装需求，确保塔机施工作业安全可靠，并提升施工作业效率，降低施工作业成本，需要对塔机施工作业进行详尽的布置设计。而合理的塔机安装布置方案可最大限度地发挥塔机自身优势特点，充分保障施工作业的安全性、可靠性以及实现全面降本增效。本文以实际工程案例简要介绍斜拉桥桥塔施工中塔机的布置方法。

1 工程概述

本建设工程为某地饮水渠桥梁工程，桥梁采用独塔双索面斜拉桥，桥梁总宽度53m。桥梁桥塔以承台为基准面进行测定，桥塔总高104m。其中，桥面以上总高91.6m。桥塔由4 根塔柱通过横梁及塔柱间拉杆连接，形成“鼎”的造型，所有塔柱均对于桥梁中心对称设计。桥塔从下至上分为塔座、下塔柱、中塔柱、上塔柱、顶塔柱。塔座高2.4m，侧面与水平面成45°。下塔柱高10m，顶面略高于桥面，截面与道路中心线成15°夹角。中塔柱高42.1m，外形与下塔柱保持一致，截面与道路中心线成15°夹角。上塔柱高28m，等截面布置样式。顶塔柱高21.5m，由下至上变截面布置。桥塔工程图示如图1 所示。

图1 桥塔工程图示

2 塔机具体布置方法

塔机布置方案制定，应充分了解作业空间、作业条件、作业要求等关键事项，贴合工程建设需求进行布置制定。具体内容如下。

2.1 确定塔机型号

根据工程施工平面要求、起吊参数要求等，确定塔机型号。

2.1.1 塔机作业要求

该项目计划安装1 台塔机用于桥塔建设施工。要求作业区域覆盖整个桥塔塔柱的施工作业范围。结合项目图纸资料进行研究分析，明确塔机作业要求如下。

1）桥塔塔柱的施工平面为32m×22.5m 的矩形平面，塔机吊装作业范围需该区域全覆盖。

2）施工区域内需要吊装重物最大重量为6t。3）最大施工作业吊装高度要104m，即塔机起升高度为≥104m。

2.1.2 吊装作业要求

由上述要求可知，选型时，塔机首要需满足作业半径32m，最大吊重6t，最大起升高度104m 的要求。结合工程实际建设需要，施工单位对吊装作业提出如下要求。

1）塔机最大起吊重量16t，并覆盖15m 作业半径。

2）为有效服务于整个桥塔桥墩施工吊装作业，便于各类建设施工物料吊装，要求塔机最大施工作业半径达75m。

2.1.3 塔机选型要求

在桥梁建设工程塔机型号选择中，优先选择塔顶式塔机，具体原因如下。

1）塔机为单塔独立作业，不存在群塔交差作业情况，其不需考虑因群塔交差作业中高度错位空间对塔机作业带来的影响因数。

2）塔顶式塔机因其结构特性，即有塔头、平衡臂拉杆、臂架拉杆连为一体的塔顶系统，塔机回转平面刚度、臂架竖直面刚度性能更优。吊装作业更平稳可靠，就位更精准。

3）塔顶式塔机起重臂架重量更轻，回转扭矩更小。因塔机扭矩小，改善了塔身受力，同时可以改善附着受力。

根据实际需求，结合塔机性能参数，选择1台型号为QTZ7520 的塔顶式塔机。其最大臂长75m，最大吊重16t，最大吊重作业半径16m，其32m 处最大吊重为6.8t，最大起升高度可达212m，满足工程建设需求。

2.2 塔机基础位置确定

基础位置的确定主要分为4 部分：①考虑塔机安拆作业空间；②应考虑吊装需求、施工作业面覆盖范围要求；③考虑塔机基础是否可融入桥塔基础承台；④考虑塔机附着装置合理布置所需要空间位置。

根据上述因素确定，塔机基础位置定位于桥塔承台上，与桥塔承台融为一体，塔身中心线与桥塔中心线重合，位于一侧桥墩中心线上，具体原因如下。

1）桥梁为双索斜拉桥，桥梁完成工程建设拉索安装完成后，桥梁横向作业空间已被拉索占据，塔机无法进行拆塔作业。因此，塔机应布置于起重臂架平行于桥梁方向。

2）结合桥塔、塔机基础技术参数进行校核，塔机基础可融入桥塔基础内。

3）在附着布置中，结合塔机技术参数，从安全、稳定、合理性进行综合评估，附着采用对称式双侧四连杆附着布置设计形式。

2.3 塔机附着布置

根据工程建设实际需求，结合附着性能参数、安拆合理性、经济性综合评估，塔机布置3道附墙装置。

结合塔机悬臂高度参数，充分考虑附着装置安装拆卸便捷性，倾斜面附着安拆作业难度较大、技术要求高；而垂直直立面更为简单、安全、方便等综合因素影响，塔机3 道附着布置分别为：第一道位于桥塔立柱倾斜变截面段，第二、第三道位于桥塔立柱垂直直立段。具体布置位置如图2 所示。

图2 附着布置位置示意图

因桥塔立柱为异形切斜面，附着拉杆预埋座需结合实际桥塔贴合面进行特殊设计。需保证预埋座底板与桥塔立柱面紧密贴合。可采用预埋钢板设计样式或预埋螺栓设计样式。

2.3.1 塔机第一道附着

塔机第一道附着布置如图3 所示。

图3 塔机第一道附着布置位置截面图

2.3.2 塔机第二道与第三道附着布置

塔机第二道与第三道附着布置如图4 所示。

图4 塔机第二道与第三道附着布置位置截面图

2.4 附着安装注意事项

在附着装置的安装拆卸中，应特别注意：塔机顶升加高时，附着装置应安装完成后塔机方可进行顶升加高作业；而降塔时，塔机应先降节至允许悬臂高度值以内方可拆卸附着装置。

3 结语

通过上述塔机在桥塔施工建设中选型布置的具体实例可知，塔机正确选型，合理的布置，需要根据工程实际情况进行综合考虑。正确的塔机选型，合理的塔机布置方案，在满足工程施工需求的同时，可有效提升施工效率，保证施工安全，降低施工成本。