平轉(zhuǎn)施工工法

1、三角形鋼塔異型節(jié)段平轉(zhuǎn)吊裝施工工法1、前言平轉(zhuǎn)施工技術(shù)在各種起重設(shè)備的吊具設(shè)計(jì)中應(yīng)用相當(dāng)廣泛，但起吊重量和高度均較小。隨著橋梁事業(yè)的發(fā)展，橋梁結(jié)構(gòu)趨向復(fù)雜化，超大超重構(gòu)件的吊裝越來越廣泛，而超大超重構(gòu)件的平轉(zhuǎn)吊裝施工在浮吊船的吊裝中應(yīng)用較多，但其使用條件有所限制。大橋?yàn)楠?dú)塔四索面異型全鋼斜拉橋，上塔頭ta-9節(jié)段重量為347t，為索塔最重吊裝節(jié)段。因其為異型節(jié)段，重量大，船運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)后，選擇適當(dāng)潮位，將其滑移至鋼平臺(tái)上再通過提升塔提升，空中平轉(zhuǎn)，安裝就位。在ta-9的吊裝過程中需要空中平轉(zhuǎn)180，為此大橋項(xiàng)目總經(jīng)理部自主設(shè)計(jì)了一套平轉(zhuǎn)系統(tǒng)，順利完成了ta-9的安裝任務(wù)。平轉(zhuǎn)吊具構(gòu)造簡(jiǎn)單，制造費(fèi)用

2、低，施工簡(jiǎn)便。平轉(zhuǎn)施工技術(shù)在外灘大橋的應(yīng)用避免了使用大型浮吊船進(jìn)行拋錨吊裝作業(yè)造成航道堵塞的問題，減少了構(gòu)件安裝費(fèi)用，獲得了較好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。2、工法特點(diǎn)平轉(zhuǎn)吊具主要由扁擔(dān)梁、臨時(shí)吊耳、平轉(zhuǎn)軸承和連接滑車組成，提升塔兩個(gè)提升吊點(diǎn)通過200t臨時(shí)拉耳與扁擔(dān)梁連接，臨時(shí)吊耳中央上下側(cè)布置壓力軸承和400t滑輪連接器通過銷軸兩端螺帽進(jìn)行聯(lián)接。平轉(zhuǎn)吊具的轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)計(jì)采用卷揚(yáng)機(jī)施加水平力使構(gòu)件平轉(zhuǎn)，而實(shí)際施工時(shí)只需人工推動(dòng)鋼構(gòu)件即能實(shí)現(xiàn)平轉(zhuǎn)，施工設(shè)備簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便，即為項(xiàng)目節(jié)省了安裝費(fèi)用，又能一次性實(shí)現(xiàn)平轉(zhuǎn)和提升就位，簡(jiǎn)化了施工步驟，降低施工安全風(fēng)險(xiǎn)。有了獨(dú)塔四索面異型斜拉橋異型節(jié)段平轉(zhuǎn)施工工法在大橋的

3、成功應(yīng)用為各類重大異型構(gòu)件的平轉(zhuǎn)吊裝工程提供借鑒。3、使用范圍 本工法適用于構(gòu)件起吊高度大且需要水平平轉(zhuǎn)后方能安裝就位的大型吊裝工程。在某些特定情況下浮吊起吊高度不足，無法一次性完成完成平轉(zhuǎn)和起吊就位，并且使用浮吊進(jìn)行平轉(zhuǎn)，吊裝費(fèi)用高，浮吊拋錨定位對(duì)航道影響大。設(shè)計(jì)一套平轉(zhuǎn)吊具簡(jiǎn)便了施工，節(jié)約了成本。4、工藝原理本工法采用一根高強(qiáng)銷軸連接上下兩部分，并且上下兩部分能通過銷軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)，在水平力的作用下即能繞銷軸平轉(zhuǎn)。平轉(zhuǎn)過程中，轉(zhuǎn)動(dòng)軸為整個(gè)系統(tǒng)的關(guān)鍵，其豎向荷載達(dá)到350噸(ta9+滑輪)，經(jīng)過計(jì)算，采用120mm直徑銷軸作為轉(zhuǎn)動(dòng)軸(42crmo合金鋼)，配套連接螺帽和400t推力軸承。下端連接

4、滑車也通過連接鋼箱的螺帽與豎轉(zhuǎn)軸進(jìn)行聯(lián)接。4.1 平轉(zhuǎn)吊具總體示意圖4.2 轉(zhuǎn)動(dòng)軸結(jié)構(gòu)圖5、施工工藝流程及操作要點(diǎn)上塔頭節(jié)段ta-9空中平轉(zhuǎn)施工，由提升塔兩個(gè)提升吊點(diǎn)進(jìn)行提升，采用卷揚(yáng)機(jī)施加水平力，構(gòu)件繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸平轉(zhuǎn)完成。本工法在外灘大橋上塔頭節(jié)段ta-9的吊裝作業(yè)中實(shí)現(xiàn)了一次性完成平轉(zhuǎn)和起吊就位，避免了使用浮吊進(jìn)行平轉(zhuǎn)帶來的高額吊裝費(fèi)用和浮吊拋錨定位對(duì)航道的影響。5. 1施工工藝流程（見圖5.1）5.1施工工藝流程5.2上塔頭ta-9平轉(zhuǎn)施工步驟及操作要點(diǎn)5.2.1、施工前對(duì)提升塔起吊系統(tǒng)的起吊卷揚(yáng)機(jī)工作情況、鋼絲繩的磨損情況和各個(gè)轉(zhuǎn)向滑輪的焊接固定情況進(jìn)行檢查。設(shè)置調(diào)平吊索，將塔頭節(jié)段基本調(diào)

5、節(jié)至豎直狀態(tài)（見圖5.2.1）。檢查下吊點(diǎn)與ta-9連接的千斤頭張緊程度，千斤頭與構(gòu)件連接處卸扣銷軸擰緊情況以及卸扣的受力姿態(tài)等。起吊塔頭節(jié)段時(shí)，須嚴(yán)格控制塔節(jié)段平面位置及姿態(tài)，起吊運(yùn)移盡量平穩(wěn)，嚴(yán)禁急起急停，并避免出現(xiàn)較大偏心（縱橫向歪拉產(chǎn)生豎直傾斜角不超過1.3）起吊，吊裝重物的任何時(shí)候，吊點(diǎn)中心不得超出最前排鋼管中心。5.2.15.2.2、在z0a鋼箱梁后端設(shè)置外挑施工平臺(tái)，做為塔頭ta-9節(jié)段轉(zhuǎn)體時(shí)的操作平臺(tái)。提升塔頭節(jié)段至高出z0a，將吊車主梁向江東方向滑移，使吊點(diǎn)位置滑移至如圖位置（見圖5.2.2）。起吊過程中應(yīng)保持扁擔(dān)梁處于水平狀態(tài)，保證提升塔兩吊點(diǎn)受力均勻。起吊前后起吊后應(yīng)對(duì)提

6、升塔的壓縮和偏位情況進(jìn)行觀測(cè)，如超過偏位限值應(yīng)立即停止吊裝作業(yè)。5.2.2 5.2.3、在扁擔(dān)梁上施加水平力（大小為7t），水平力朝向上游（反拉力設(shè)置于提升塔鋼管上），在塔頭下端口順時(shí)針作用一力矩，使塔頭節(jié)段緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)過40角度后（見圖5.2.3），使得塔頭后斜桿延伸段順利繞過提升塔鋼管。平轉(zhuǎn)過程中應(yīng)注意平轉(zhuǎn)系統(tǒng)工作情況。塔頭后斜桿延伸段即將轉(zhuǎn)到提升塔立柱鋼管位置時(shí)要隨時(shí)調(diào)整扁擔(dān)梁的偏拉距離，保證塔頭后斜桿延伸段不碰到鋼管立柱。5.2.35.2.4、繼續(xù)在扁擔(dān)梁上作用水平力，保持塔頭后斜桿延伸段與提升塔斜撐的距離，保證后斜桿延伸段不與提升塔斜撐發(fā)生碰撞（見圖5.2.4）。5.2.45.2.5

7、、平轉(zhuǎn)過程中，提升塔吊車主梁向江北方向緩慢滑移，同時(shí)在塔頭節(jié)段的頂板上設(shè)置朝上游方向的牽引力，以繞過提升塔鋼管及前塔柱（見圖5.2.5）。5.2.55.2.6、在反拉力的作用下，同時(shí)滑移吊車主梁，將塔頭ta-9節(jié)段平轉(zhuǎn)至如下圖狀態(tài)（見圖5.2.6），利用提升塔起吊至設(shè)計(jì)位置進(jìn)行安裝。5.2.65.3吊裝人員組織前塔頭安裝時(shí)，共分五個(gè)作業(yè)區(qū)：卸船滑移平臺(tái)作業(yè)區(qū)、卷揚(yáng)機(jī)起吊作業(yè)區(qū)、提升橫梁縱移作業(yè)區(qū)、塔吊輔助作業(yè)區(qū)、提升塔位移觀測(cè)區(qū)；涉及的作業(yè)組包括：測(cè)量、塔吊、船舶、滑移、卷揚(yáng)機(jī)提升、縱移、轉(zhuǎn)體等；參與單位包括：業(yè)主、施工、設(shè)計(jì)、監(jiān)理、施工監(jiān)控、前塔柱加工等。整個(gè)吊裝過程涉及的作業(yè)點(diǎn)與參與單位相

8、當(dāng)多，需要良好的協(xié)調(diào)與溝通，同時(shí)吊裝時(shí)必須由有安裝經(jīng)驗(yàn)的調(diào)度員統(tǒng)一指揮，避免指令混亂釀成事故。表5.3 勞動(dòng)力組織情況表序號(hào)名 稱單 位數(shù) 量備 注1總指揮人1項(xiàng)目經(jīng)理2技術(shù)負(fù)責(zé)人人1項(xiàng)目總工3現(xiàn)場(chǎng)調(diào)度人1工長(zhǎng)4技術(shù)員人45船長(zhǎng)人26大副人27船員人108安 全人29卸船作業(yè)人員1310起吊及提升橫梁縱移作業(yè)人員人1011平轉(zhuǎn)、偏拉作業(yè)人員1412塔吊輔助作業(yè)人員413提升塔位移觀測(cè)411合計(jì)人686.材料與設(shè)備本工法采用的材料、機(jī)具設(shè)備見表6.1。表6.1 材料、機(jī)具設(shè)備表序號(hào)設(shè)備名稱規(guī)格型號(hào)單位數(shù)量使用部位1滑車組320t個(gè)4提升吊點(diǎn)滑車組2滑車組20t個(gè)4調(diào)平滑車組3卷揚(yáng)機(jī)20t臺(tái)4起吊

9、卷揚(yáng)機(jī)4卷揚(yáng)機(jī)10t臺(tái)4牽引卷揚(yáng)機(jī)5吊具個(gè)2ta9節(jié)段平轉(zhuǎn)6推力軸承400t 120mm 42crmo合金鋼套1ta9節(jié)段平轉(zhuǎn)7鋼絲繩40m500上千斤繩8鋼絲繩40m200起吊千斤繩9鋼絲繩36m7000起吊繩、24線10鋼絲繩22m400牽引鋼絲繩11鋼結(jié)構(gòu)t80滑移鋼平臺(tái)12轉(zhuǎn)向滑輪920個(gè)15提升吊點(diǎn)轉(zhuǎn)向13卸扣100 t個(gè)4提升吊點(diǎn)與節(jié)段連接7.質(zhì)量控制7.1工程質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)三角形鋼塔異型節(jié)段平轉(zhuǎn)吊裝質(zhì)量控制主要指標(biāo)見表7.1表7.1 三角形鋼塔異型節(jié)段平轉(zhuǎn)吊裝質(zhì)量控制主要指標(biāo)序號(hào)項(xiàng) 目允許偏差檢查頻率檢驗(yàn)方法1提升塔偏位200mm不定時(shí)觀測(cè)或每提升10米或吊車橫梁縱移全站儀2提升塔

10、壓縮量10mm3扁擔(dān)梁左右吊點(diǎn)高差150mm5米/次全站儀7.2雙吊點(diǎn)同步控制與保證措施上塔頭節(jié)段重量大，為保證吊點(diǎn)均勻受力，起吊安裝過程應(yīng)基本保持水平，這就要求提升系統(tǒng)兩吊點(diǎn)基本同步。擬采用以下措施：(1)設(shè)備選用交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)，線速度恒定的摩擦式卷揚(yáng)機(jī)；(2)一個(gè)起吊點(diǎn)采用兩臺(tái)卷揚(yáng)機(jī)同步提升，保證上塔頭節(jié)段吊裝過程的平穩(wěn)安全；(3)通過精確測(cè)定鋼絲繩出入繩長(zhǎng)度以反應(yīng)吊點(diǎn)提升高度，間接來控制兩吊點(diǎn)的同步性：當(dāng)測(cè)出四根鋼繩出入繩長(zhǎng)度相差達(dá)到限定值，則說明吊點(diǎn)間出現(xiàn)了高差，此時(shí)可用人工控制其中卷揚(yáng)機(jī)開啟的方法進(jìn)行調(diào)整。7.3提升塔荷載試驗(yàn)起吊吊點(diǎn)的試驗(yàn)荷載，按最大吊重乘以1.15倍的荷載沖擊系數(shù)進(jìn)

11、行計(jì)算。上塔頭ta9節(jié)段重347t，試驗(yàn)總荷載選取為400t（根據(jù)實(shí)際情況，采用ta8節(jié)段加+臨時(shí)型鋼進(jìn)行加載）。荷載試驗(yàn)在ta-8節(jié)段轉(zhuǎn)體完成以后，在其正式吊裝之前進(jìn)行。兩個(gè)提升吊點(diǎn)同時(shí)進(jìn)行荷載試驗(yàn)，每個(gè)吊點(diǎn)試驗(yàn)荷載200t。試驗(yàn)時(shí)，提升吊點(diǎn)需完成垂直起吊、滑移牽引和外力偏拉動(dòng)作，外力偏拉轉(zhuǎn)角1o（按照ta9段梁的安裝位置進(jìn)行控制）,具體試驗(yàn)步驟如下：(1)準(zhǔn)備階段在ta-8節(jié)段的四個(gè)空余吊耳處分別加載17.5t臨時(shí)型鋼荷載，共計(jì)70t重，以橋軸線為對(duì)稱軸對(duì)稱分布，設(shè)置外力偏拉卷揚(yáng)機(jī)2臺(tái)，受力點(diǎn)布置在構(gòu)件頂板底口處吊耳上，并將提升塔鋼繩對(duì)稱設(shè)置于ta-8頂口吊耳上，確保每個(gè)吊點(diǎn)荷載為200t

12、。(2)垂直起吊將試驗(yàn)構(gòu)件整體起吊100mm，停留10分鐘，觀測(cè)提升塔鋼管應(yīng)力變化、鋼管沉降情況、轉(zhuǎn)向滑車運(yùn)轉(zhuǎn)情況及吊車主梁撓度等。(3)滑移牽引使用千斤頂對(duì)吊車主梁進(jìn)行滑移牽引，順橋向試滑移58m。牽引時(shí)，注意觀察吊車主梁兩支點(diǎn)的滑移是否同步進(jìn)行，觀測(cè)塔頂處鋼管應(yīng)力變化情況。(4)外力偏拉使用外力偏拉卷揚(yáng)機(jī)，將構(gòu)件整體往江心側(cè)偏拉2m，停留10分鐘，觀察兩臺(tái)外力偏拉卷揚(yáng)機(jī)的牽引速度是否同步、構(gòu)件姿態(tài)的變化情況，并觀測(cè)提升塔偏位與吊車主梁撓度情況。 試驗(yàn)過程中，使用全站儀對(duì)提升塔的沉降、垂直度、塔頂位移變化情況等進(jìn)行觀測(cè)，加強(qiáng)對(duì)各節(jié)點(diǎn)部位觀測(cè)和提升塔受力的觀測(cè)。檢查兩吊點(diǎn)起吊的同步性、吊點(diǎn)主梁

13、處有無異常形變和聲響、提升塔重要節(jié)點(diǎn)連接是否牢固等，對(duì)試驗(yàn)過程中出現(xiàn)的問題提出針對(duì)性措施。8.安全措施8.1、ta-9節(jié)段重347t，提升到b6a鋼箱梁上后需要進(jìn)行平轉(zhuǎn)再起吊到60米的高度上進(jìn)行安裝，我部針對(duì)ta-9節(jié)段重量大，工序復(fù)雜，提升高度高的特點(diǎn)制定了專門安全措施計(jì)劃。8.2、現(xiàn)場(chǎng)施工人員、現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械設(shè)備及現(xiàn)場(chǎng)用電進(jìn)行統(tǒng)一管理。參加施工的特種作業(yè)人員必須是經(jīng)過培訓(xùn)，持證上崗。施工前對(duì)所有施工人員進(jìn)行安全技術(shù)交底。進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)的人員必須戴安全帽、穿防滑鞋，電工、電氣焊工應(yīng)穿絕緣鞋。 8.3、前塔柱安裝所用提升塔高約90米，雖然拉了纜風(fēng)繩，但是對(duì)風(fēng)荷載仍然比較敏感，因此六級(jí)風(fēng)以上就停止吊裝作

14、業(yè)。項(xiàng)目部分派專人收集天氣情況數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)及時(shí)傳達(dá)給吊裝指揮人員，以利在災(zāi)害天氣來臨前，做好相關(guān)防范措施。8.4、作業(yè)前應(yīng)對(duì)使用的工具、機(jī)具、設(shè)備進(jìn)行檢查，特別是提升塔螺栓進(jìn)行全面檢查、緊固，確保無安全隱患。 8.5、作業(yè)時(shí)應(yīng)對(duì)塔頭節(jié)段進(jìn)行保護(hù)，避免操作過程中對(duì)成品的損壞。8.6、重點(diǎn)把好高空作業(yè)關(guān)，工作期間嚴(yán)禁喝酒及打鬧，作業(yè)必須系好安全帶，在特殊施工環(huán)境安全帶沒有地方掛，這時(shí)更需要想辦法使防護(hù)用品有處掛，并要安全可靠。 盡量避免立體交叉作業(yè)，立體交叉作業(yè)要有相應(yīng)的安全防護(hù)隔離措施，無措施嚴(yán)禁同時(shí)進(jìn)行施工。8.7、吊裝作業(yè)范圍內(nèi)設(shè)安全警戒線，非操作人員禁止入內(nèi)。8.8、起吊過程中有專人指揮

15、，每個(gè)聯(lián)絡(luò)點(diǎn)必須有對(duì)講機(jī)并保持暢通。8.9、在吊裝過程中隨時(shí)觀察提升塔的變形，提升塔吊車主梁撓度，棧橋施工平臺(tái)的沉降，卷揚(yáng)機(jī)及轉(zhuǎn)向滑車的運(yùn)轉(zhuǎn)等情況，一旦發(fā)現(xiàn)異常情況，必須立即停止起吊，并向現(xiàn)場(chǎng)指揮或技術(shù)員反應(yīng)。9.環(huán)保措施施工中應(yīng)注意保護(hù)水源，施工垃圾嚴(yán)禁直接倒入江中，保證施工場(chǎng)地整潔。施工機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)中產(chǎn)生的油污水，采取隔油池等措施處理，不得超標(biāo)排放。10.效益分析10.1、本工法采用平轉(zhuǎn)吊具一次性實(shí)現(xiàn)構(gòu)件的平轉(zhuǎn)和吊裝就位，避免了用大噸位浮吊船拋錨作業(yè)對(duì)航道的影響，也避免了吊裝過程中多次換吊點(diǎn)的麻煩。浮吊施工需要向海事部門申報(bào)，耽誤工期。10.2、使用平轉(zhuǎn)吊具后避免了繁瑣的申報(bào)手續(xù)，節(jié)省了工期，

16、更給項(xiàng)目節(jié)約了100余萬費(fèi)用。11.應(yīng)用實(shí)例寧波市外灘大橋三角形鋼塔異型節(jié)段平轉(zhuǎn)吊裝施工。大橋西起大慶南路，向東上跨開明橋北延支路、人民路、中馬路，再跨越甬江，過江后上跨濱江大橋、江北東路、向東與曙光路平交。大橋全長(zhǎng)約1396m。大橋主橋采用獨(dú)塔四索面異型斜拉橋，全長(zhǎng)337m?？鐝讲贾米晕飨驏|為主跨225m+邊跨82m+30m。索塔為三角形索塔，主要由前塔柱、后斜桿、水平桿、上塔頭四部分組成。結(jié)合工程實(shí)際情況，前塔柱采用豎拼豎轉(zhuǎn)法施工，后斜桿采用一端提升一端滑移法施工。根據(jù)轉(zhuǎn)體施工初步計(jì)算，前塔柱重量為1648噸，前塔柱負(fù)轉(zhuǎn)后背索最大拉力為176噸283噸，176噸為兩邊墩共同受力，283噸為兩中墩共同受力。后斜桿重量為517噸，提升時(shí)提升索受力為260噸，后背索最大拉力為171噸265噸。上塔頭錨固區(qū)為前塔柱的延伸，為斜拉索的錨固區(qū)段，采用剛性的單箱四室截面，上塔頭內(nèi)部設(shè)有斜拉索的錨箱構(gòu)造。上塔頭ta-8、ta-9節(jié)段重量分別為330t、34