门式起重机水上安装施工技术研究与应用

史元良

（中铁二十二局集团第三工程有限公司， 福建 厦门 361000）

1 工程概况

新建鉴湖大桥桥梁中心桩号K2+708，主桥全长195 m，跨径布置（55+85+55）m，设计采用鉴湖大桥拆除新建方案，新建鉴湖大桥上跨现状六级航道鉴湖，采用主道与辅道分离(中间主桥，两侧辅桥）的设计形式。拆除新建选用一台MG85 型门式起重机，其吊重85 t，自重75 t（含吊钩、吊装钢丝绳）。门式起重机轨道基础采用钢管贝雷组合式支架[1-2]，基础下部选用Ф800mm、壁厚12mm钢管。相邻钢管之间通过Ф280mm钢管剪刀撑连成整体，与辅桥水中墩柱之间设置抱箍。主起升采用小车结构，副起升采用葫芦结构。

2 门式起重机性能参数

门式起重机性能参数，如表1 所示。

表1 门式起重机性能参数

3 门式起重机轨道基础水上安装

3.1 桩位放样

根据钢管桩的设计轴线放样，定出两端及通航孔位置钢管桩中心，轴线内采用内插法放出几个定位桩后，拉线尺量放出每根桩的中心线，然后在桩位中心位置插入一根Ф20 mm 短钢筋作为定位桩。

3.2 钢管接长

1）钢管桩在接长前，必须将焊缝两侧30 mm 范围内的杂物、油污、铁锈和水汽等清除干净。采用码板对接环焊缝，进行周圈焊接，最后沿焊缝周变均布加焊六块30 cm×15 cm 的加筋钢板，达到接长钢管桩整体刚度增强的效果，连接形式如图1、图2 所示。

图1 钢管接长大样图- 立面（对接）

图2 钢管接长大样图- 平面（对接）

2）钢管接长时，应保持两管接头对口在同一轴线上，多节接长时应尽量减少累计误差。相邻钢管的接头位置必须错开，错开上下距离不得小于1 m。

3）钢管接头手工电弧焊的焊缝质量，必须满足《钢结构焊接规范》（GB 50661）的规定和正常施工时的受力要求；对于壁厚t≥12 mm 的，应采取L 型坡口焊，坡口角度a≥45°，对缝间隙b=0，坡口深度H≥=7 mm。

3.3 钢管桩打设

首节钢管接长在既有鉴湖大桥上完成，后续钢管接长通过既有鉴湖大桥与已打设钢管桩间设置的型钢操作平台完成。钢管桩打设选用DZJ-120 型振动锤，配备一台200 kW 柴油发电机。钢管基础应根据单根桩的承载力确定打入土中的长度。钢管桩的插打过程控制采用激振力和入土深度进行双控。首先应确保钢管桩的实际入土深度，并根据设计桩尖处的贯入度合理调整钢管桩的桩底标高。

钢管打设过程中，通过设置在既有鉴湖大桥翼板边缘的定位型钢和辅桥防撞护栏外侧的线锤对钢管的中心位置及垂直度进行控制，发现管桩偏位时及时纠正，确保管桩垂直度偏差＜1%。

3.4 连接系施工

钢管纵向连接系采用外径280 mm、壁厚10 mm的Q235 无缝钢管按Z 字型设置与钢管桩焊接形成整体，焊缝表面应均匀饱满；与鉴湖大桥辅桥水中墩相邻的钢管采用14 槽钢通过Ф20 mm精轧螺纹钢对拉进行抱箍连接，如图3 所示。

图3 钢管桩纵向连接系结构示意图（单位：mm）

3.5 安装横梁

横梁采用双拼I40b 工字钢组成，单根长度1.5 m。钢管横桥向单侧设2 块300 mm×400 mm 牛腿钢板，厚度20 mm，钢板与钢管之间双面焊接牢固。

3.6 安装纵梁

纵梁采用贝雷梁，6 片一组，每3m采用1125mm×1 180 mm 特制花架连接成整体。标准跨径9 m，通航孔处15 m 跨径；两端设置制动墩、跨径3 m；通航孔处钢管桩加密，贝雷梁纵向间距1.5 m。贝雷梁与横梁之间通过∠73mm×10 mm角钢进行限位，如图4 所示。

图4 纵梁横、顺桥向结构示意图（单位：mm）

3.7 安装分配梁及轨道

分配梁采用I22a 工字钢，顺桥向间距30 cm。轨道采用43 kg/m 标准钢轨，钢轨与分配梁工字钢之间通过2 cm 厚的轨道压板进行固定。分配梁上部纵向两侧设置U 型卡与贝雷梁连接牢固，如图5 所示。

图5 分配梁及轨道横、顺桥向结构示意图

4 门式起重机安装

4.1 工艺流程

轨道检测、地锚的布置检查→主梁拼装→支腿总成拼装、吊装→主梁吊装→端横梁及维修平台安装→起重小车吊装→附件安装→电气设备安装→调试→试运转[3-6]。

为保证轨道处于水平状态下，单侧轨道安装时，通过轨道底部加垫不同厚度的钢板进行水平度调节，抵消贝雷梁自挠，保证安装完成后的轨道顶面处于同一水平标高状态下。

4.2 主梁组装

采用80 t 轮胎式起重机先将其中一节主梁平放于地面，底部枕木支垫，将第二节主梁与预先放好的第一节主梁对正，插入上下弦阴阳接头，最后打入销轴，插入开口销。按照主梁制作编号，结合图纸要求，依次将主梁组装完成。待主梁组装完成后，插入所有上、下连接销轴处的开口销，并进行全面检查。

4.3 刚性支腿总成安装

在刚性支腿拼装平台上，采用80 t 汽车吊进行吊装，按设计编制好的支腿编号依次吊装支腿的各个部件，将支腿构件平放于地面，底部用枕木支撑平整，将上连接法兰盘和下横梁的法兰与支腿法兰相互对接，校正无误后拧紧螺栓，最后安装上所有的连接构件、检修平台和附件。装好的支腿总成的垂直度、对角线、直线度、扭曲等偏差必须符合设计和使用要求。所有组装环节的螺栓必需采用扭矩扳手拧紧，并检查开口销是否齐全。

4.4 支腿的吊装与竖立

首先确定汽车起重机站位，将支腿上端绑扎吊索，选用130 t 汽车吊将支腿吊起，80 t 汽车吊辅助遛腿，缓慢吊装至轨道上方。使用经纬仪精致控制支腿的垂直度（使支腿稍向外偏）。采用Ф16 mm的钢丝绳配合索紧扣并与手拉葫芦连接作为缆风绳，通过调整手拉葫芦，将4 条缆风绳拉紧，观察并调整支腿垂直度，使4 条缆风绳均匀受力，如图6 所示。

图6 刚性支腿总成安装

地锚采用2 m×2 m×1.6 m 混凝土浇筑成的预制水泥块[6]，混凝土标号C25，地锚中部预埋Φ16 mm 间距100 mm×100 mm 的钢筋网片，保护层25 mm，采用Φ25HPB300 吊环，Φ28HPB300 拉环；预制块起吊采用25 t 汽车吊，地锚外露地面15 cm，地锚缆风绳与地面成45°夹角，钢丝绳表面粘贴反光警示贴。

4.5 主梁吊装

大梁分两次吊装，对于主梁总成1 包含单根主梁、上部走台总成（质量16 t），主梁总成2 为单根主梁、上部走台总成加副钩电动葫芦及轨道安装（质量18.5 t），所有钢丝绳选用均以主梁总成2 核算，而汽车吊选用也按主梁总成2，主梁总成1 的最大幅度为12 m，主梁总成2 为14 m。选择好吊点的位置，配好卸扣和钢丝绳。用2 台130 t 汽车吊把主梁吊空到超过支腿的高度，将主梁和支腿连接固定。本次吊装主梁上分为2 个吊点，每个吊点2 根钢丝绳，每根钢丝绳吊点计算受力4.625 t。由于钢丝绳是捆绑的形式，主吊钢丝绳直接穿入主梁上弦杆。主梁上弦离大车轨面约27 m，轨面距离地面为9 m，考虑吊装钢丝绳高度2 m，总起升高度需大于38 m，如图7 所示。

图7 主梁吊装

4.6 端横梁、维修平台及起重小车安装

用吊索绑扎好起重小车，吊点部位需包角处理，也可以使用角钢加固吊点部位。利用130 t 汽车吊将起重小车吊装到主梁安装位置，并在安装人员指导下将其中小车在主梁轨道上安装就位。电柜整机、电路及操作室按照设计图纸要求安装到位并固定。利用80 t 汽车吊将支腿上的剩余梯子平台、电缆卷筒、夹轨器等安装到位。

4.7 电气安装

门式起重机上所有带电设备的外壳，电线管等均应有可靠的接地，小车轨道、操作室等均应与主梁接地。接地线可用截面不小于75 mm2的扁钢或10 mm2的铜线，起重机上任何一点接地电阻应不大于4 Ω。

5 结语

本文通过门式起重机水上安装施工技术方法，将门式起重机合理的运用到桥梁工程的吊装作业施工中，不但能够有效、快速的解决水上大跨度桥梁的吊装施工难题，同时使用此法还可以相应的节约施工工期，降低施工的吊装成本，减少了外界条件和复杂环境的不良影响，门式起重机的连续作业，确保了桥梁工程的顺利进行。该技术成功应用于本工程中，为同类型水上门式起重机的安装及施工提供了借鉴参考价值，具有较大的社会效益和经济效益。