某市中波发射塔项目吊车流水组塔施工技术研究

周燕峰 陈启南

某市中波发射塔项目施工，放弃传统的外拉线悬浮抱杆法，选择了50t、160t、350t三种吨位的吊车从钢塔1开始，依次进场流水施工，并根据钢塔自身几何尺寸、分段重量把钢塔分上、中、下三个吊装区，分别选择散装、分片、分段的吊装方式，合理设计吊车的站位，把大部分的组立拼装工作放在地面完成，从而减少了大量的高空作业时间，加快了施工效率，降低了施工风险，达到了预期效果。

某市中波信号发射塔是由钢结构制作而成的高耸构筑物。查阅相关文献可知，对于电力系统中的输电塔施工技术有较多的作者进行了研究和分析。文献中卢山、赵孟从监理角度对通信塔在材料、钢塔基础施工、塔体施工三个环节的质量控制要点做了阐述；韩启云、童鑫等介绍了在山区环境下的3种组塔方法：悬浮抱杆、座地摇臂抱杆、双平臂抱杆，并比较了每种方法的优劣；文献还对采用外拉线抱杆法进行超高压线路铁塔组立进行了研究分析，分别阐述了塔腿、塔身、横担与支架的组立方法，抱杆的提升与拆除；闫宝磊结合国外某KK330kV输电项目，介绍了汽车起重机和內悬浮抱杆相结合的方法进行铁塔的组立；文献作者介绍了用汽车起重机整体组立LV40铁塔的施工技术，并就组塔前的准备工作、吊车的站位等做了介绍。以上文献中输电塔的施工以采用悬浮抱杆法居多，本文以某市中波信号发射塔为例，对采用多吨位吊车分区段流水组塔施工技术进行了一些研究和探索。

一、工程概况

某市中波发射塔迁建项目，总用地面积为4.67万m2。项目新建4座自立式钢塔（图1），在建设场地内成“口”字形分布，4座钢塔相互间水平距离约为430m左右。钢塔设计采用格构式组合结构，横截面为正四边形，塔根开尺寸有7.47m、10.83m、20m。钢塔主肢截面设计采用无缝钢管，最大截面规格为273＊10mm，其余塔身构件截面有圆管和角钢组成，构件之间均通过连接板螺栓连接。塔身主体材质均为Q345B，钢塔结构信息见表1。

表1 钢塔结构信息表

二、组塔施工方案比选

（1）方案1：传统內悬浮外拉线抱杆法。利用底部已组立好的塔身，通过承托系统和外拉线使抱杆悬浮于塔身中央来吊装上部待吊装钢塔构件，然后再利用钢塔塔身来提升抱杆，继续吊装上部待吊装钢塔构件，循环以上步骤，直至钢塔组立完毕将抱杆拆除。此方法一次吊装重量有限，高空作业人员既要安装钢塔还要负责多次提升抱杆，劳动强度较大，组塔效率低，且塔身设计有横膈，与抱杆交叉施工，存在较大的施工安全风险。

（2）方案2：采用汽车起重机进行组塔。汽车起重机具有智能安全控制系统，单次吊装重量和吊装高度能力较大，能把大量的拼装作业转移至地面完成，有效减少高空作业时间，提高施工效率，降低施工安全风险。缺点是对施工道路、场地条件要求较高，大吨位吊车台班费用高。

经现场勘查，本工程位于已拆迁待建的工业园内，已具备基本的运输施工机械及材料的道路，施工场地开阔，在吊车停靠位置铺设路基箱即可。针对大吨位吊车台班费用高的问题，把钢塔分成上、中、下三个吊装区，分别选配不同吨位等级吊车吊装，在4座钢塔间形成流水作业（见图1）。综合以上分析，本项目采用方案2。

图1 钢塔立面图

三、组塔施工关键技术

1. 钢塔吊装分段设计

在钢塔深化设计阶段确定钢塔的分段数量和分段长度，分段主要考虑以下因素：

（1）为了减少高空拼接节点，主肢的分段长度尽量满足原材料标准长度12m；

（2）钢塔自身的结构特征，在主肢的变截面处和轴线线型拐点处需设分段点；

（3）分段点应避开主肢与斜杆交点500mm且相邻两主肢分段上下错缝500mm。

根据以上原则，钢塔1共分成17段，钢塔2分成12段，钢塔3和4分成10段。

2. 吊装工况分析及吊车型号确定

钢塔1重量最大，高度最高，本项目吊车选型以钢塔1为依据。钢塔1吊车工况分析见表2：

表2 吊车工况分析表

3. 组塔实施步骤（以钢塔1为例）

（1）施工准备

对钢塔混凝土基础及预埋锚栓进行复验，基础混凝土的抗压强度不允许低于设计强度的70%。铁塔接地装置施工完毕，具备与杆身可靠连接的条件。对施工场地进行平整，影响吊车吊装施工范围内的障碍物事先采取措施进行清理或避让。对进入施工现场的机具、工器具进行清点、检验，确保施工工器具完好并符合相关要求。

（2）50t吊车进场施工

50t吊车负责钢塔下部区域（0～46.279m）范围内的吊装。下部区域跟开尺寸大，考虑吊装时结构稳定性差，采用分散吊装方式，以单根主肢为吊装单元，主肢的连接板上附带一侧的斜撑或横撑。主肢底部螺栓紧固后应打好临时缆风，待四个面的斜撑横撑都安装完毕后解除。吊车回转中心离两塔腿基础中心轴线的距离L为6m，吊车无需移位即可完成全部吊装。

（3）160t吊车进场施工

160t吊车负责钢塔中部区域（46.279～82.008m）范围内的吊装。中部区域钢塔横截面尺寸最大为7.37m，采用分片吊装方式。钢塔前、后两面的柱肢和斜杆、横杆在地面预先拼装好，左右两侧斜杆和横杆在高空安装，对于缺少撑杆的主肢之间加设临时支撑，确保结构的吊装稳定。

（4）350t吊车进场施工

350t吊车负责钢塔上部区域（82.008～120.0m）范围内的吊装。此区域钢塔横截面尺寸最大为2.99m，但是吊装高度高，受风力影响驾驶员视线和通信较差。在吊车能力范围内采取分段吊装方式，尽量减少高空作业量，作业人员仅需对接法兰螺栓，其余组装均在地面完成。

4. 组塔质量与安全

（1）组塔时选择塔两相邻垂直面中心轴线方向，距塔40～80m距离，架设经纬仪测出垂直度，每一段安装有偏差即调整。塔段间的垂直度通过调整塔段间的法兰螺栓，钢塔整体垂直度通过调整塔脚螺栓。

（2）钢塔1和2的垂直度偏差值不超过61.25mm，钢塔3和4的垂直度偏差值不超过56.25mm。

（3） 钢塔组立完毕，从顶部开始向下逐个螺栓检查，双排螺栓须自上至下紧固不少于两遍。

（4）钢塔塔底段安装调平后，及时浇筑基础二期混凝土。

（5）组塔施工属于高空作业，吊车作业时应设置高处作业禁止区，拉好隔离绳。施工人员应佩戴安全帽，系好安全绳并设有双保险，在使用保险扣的基础上还需使用高空防坠器。对于横杆长度较长的塔体部分，应在横杆上设置水平绳，施工人员借助水平绳进行移动。

四、结语

本项目采用多吨位吊车流水组塔施工方法，既解决了传统抱杆法施工钢塔的效率低、风险大的缺点，同时也解决了大吨位吊车台班费用过高的问题。通过合理的分段设计、科学的施工组织，极大的保证了施工质量、安全和施工效率，达到了预期效果。但是本项目中钢塔的数量较少，多台吊车流水组塔的经济优势还不是很明显，这是比较遗憾的地方。