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| 南京長江第三大橋是我國*座鋼塔柱斜拉橋，在鋼塔施工過程中通過多方案比選，zui終選用法國波坦（Potain）公司生產的MD3600大型塔吊完成鋼塔柱的吊裝工作，取得了圓滿的成功，大大縮短了工程建設周期。本文結合南京三橋MD3600塔吊的應用研究，針對我國大跨度橋梁施工技術的發展和未來橋梁施工對起重設備的要求，對大型起重設備MD3600型塔機在橋梁施工中的應用進行了研究。 1 國內大型橋梁建設展望及常用塔柱施工方法 我國以高速公路為主的五縱七橫國道主干線將在21世紀初基本形成，各省級干線路網技術標準也將明顯提高，跨越江河、深谷、海峽等的大量橋梁需要建設，橋梁建設必將以較高速度持續發展。這些建設任務十分艱巨，它們不僅數量多，而且橋梁的規模、跨徑將越來越大，技術要求將越來越高。僅就五縱七橫中的同(江)——三(亞)線上就擬建5個跨海工程，分別是渤海灣跨海工程、長江口跨海工程、杭州灣跨海工程、珠江口伶仃洋跨海工程，以及瓊州海峽工程。此外，還有舟山大陸連島工程、青島至黃島、以及長江、珠江、黃河等眾多的橋梁工程。 正在籌建規劃的幾座世紀大橋、跨海大橋以及越江和跨海工程等，設計者們大都把目光選擇在了斜拉橋或懸索橋方案上。 懸索橋和斜拉橋雖然因其橋梁類型、規模、施工地點的地形條件等的不同，而具有各自的施工工藝特點，但在橋塔的施工工藝和設備配備上卻有很多共同的地方。懸索橋，斜拉橋橋塔設計目前普遍采用鋼橋塔和鋼筋混凝土橋塔的型式。對應的施工方法有： 1.1鋼橋塔的施工 主要有以下幾種方法：浮式吊機施工法，塔式吊機施工法，爬升式吊機施工法。 (1)浮式吊機施工法。 這種方法是將橋塔施工的鋼構件或鋼橋塔節段由水上浮運吊裝架設施工。優點是可縮短施工工期。依據浮吊的起吊能力和起吊高度，對于塔高在80米以下的中等跨度懸索橋較為適用。 (2)塔式吊機施工法。 在橋塔側旁預先安裝塔式吊機，以用作橋塔節段的起吊架設施工設備。因為施工吊機只需在橋塔上附墻，所以橋塔施工的垂直度容易得到控制。 (3)爬升式吊機施工法。 在橋塔塔柱上安裝爬升導軌，爬升式吊機沿此導軌，隨橋塔的施工增高而向上爬升的施工方法。因為施工中吊機的重力和吊機的爬升是靠塔柱支撐的，所以塔柱施工中的垂度要嚴格控制。采用爬升式吊機施工時是先做爬升式吊機的安裝，而后作橋塔底部的施工，再作塔柱的施工和附屬工程的施工。 對于懸索橋和斜拉橋橋塔的施工，無論采用何種施工工藝，在施工設備的配備上都有很多共同的地方。他們共同的特點是需配備大型的起重設備，滿足橋塔施工的需要，特別是對于鋼橋塔的施工，對起重設備的要求更為突出，往往需要大起重量、大起重高度、大施工幅度的特殊起重設備。 2 南京三橋鋼橋塔安裝施工方案研究 2.1 南京三橋的基本特點和橋塔安裝施工方案 南京長江第三大橋是*“五縱七橫”國道主干線之一，上海至成都(GZ55)國道于南京跨越長江的快速過江通道。其位于南京市郊外大勝關下游，距離南京長江大橋19km，南起劉村互通，北接寧淮高速公路，全長15.6 km。計劃施工總工期為26個月，即2003年8月29日～2005年10月9日。 南京三橋主橋為鋼塔鋼箱梁雙索面五跨連續斜拉橋，主橋長1288米，主孔跨648米，索塔為“人”字形塔，塔柱外側圓曲線部分半徑720米，高215米，設四道橫梁，其中下塔柱及下橫梁為鋼筋混凝土塔身，其他部分為鋼塔身，屬國內*。下塔柱高37.2米，截面尺寸為：橫橋向寬6.2～8.4米，順橋向寬8.0～12.0米。鋼塔柱高179.8米，截面尺寸為：橫橋向寬5.0米，順橋向寬6.8米。 2.2 南京三橋橋塔安裝施工技術方案的比選 如前所述，鋼塔架設中一般多采用如下所示的架設方法。 2.2.1 通過大型浮吊進行的整體架設法(大塊吊裝法) 這是一種利用大型浮吊對地面組裝后的主塔整體或整體的一部分進行架設的方法。此方法現場的工期較短，但由于大型吊機受起吊能力、起吊高度等因素的影響，可適用的主塔規模受到限制，一般多用于中等規模大型橋梁的架設。 實例：名港西大橋、東京灣彩虹橋、白鳥大橋。 2.2.2 自立式塔機架設法 自立式塔機可以獨立于主塔單獨設置，并通過此塔機對塔柱節段進行分段架設。采用這種方法時，單位架設量的大小(重量)取決于吊機能力。 實例：南備贊瀨戶大橋6P、明石海峽大橋、多多羅大橋、來島大橋。 2.2.3 自爬式塔機架設法 在塔柱主體部設置吊機，根據架設進度升高吊機設備，對塔柱節段進行分段架設。與浮吊架設法及自立式塔機法相比較，此方法的工期較長，且需要考慮主塔加固措施以便能對吊機設備提供足夠的支持力。 實例：大鳴門大橋、北備贊瀨戶大橋、南備贊瀨戶大橋5P、大島大橋。 由于南京三橋的主塔高度約達到218米，因此塔柱主體不可能采用大型浮吊的整體架設，我們對自立式塔吊法和自爬式塔吊法進行對比分析如下。 （1）自立式塔機方案 a.方案特點： 在鋼箱梁主梁、下橫梁、承臺或鋼圍堰或鋼管樁基礎上設置自立式塔機；在塔柱節段上安裝腳手架，然后運到吊裝處；利用塔機把塔柱節段從駁船上起吊，繼續進行卷升吊裝直至架設位置處；根據架設進度，相應升高塔機位置。 b. 吊裝設備： 塔機1臺，吊裝能力應滿足南京三橋鋼塔吊裝的要求：160t×22m＝3520tm。 c. 吊裝設備的供應情況：可提供選擇的現有塔機有3600tm和 5600tm。 d. 架設工期: 可通過1臺塔機對2個主塔按先后順序分別架設。塔柱節段架設進度為2節段／天，7.2個月可完成安裝施工；同時亦可采用2臺塔機對2個主塔同時架設，工期相應縮短約一倍。 ｅ.需要研究的事項: 需要考慮塔機基礎所承受的來自塔吊的全部荷載； 為了縮短架設施工開始前之塔機的安裝時間，首先在地面完成其主體部分的組裝，通過浮吊進行整體架設安裝； 對2個主塔通過1臺塔機按先后順序分別架設和對2個主塔通過2臺塔機同時架設，進行技術可行和經濟性的分析； 需要對設置有自立式塔吊狀態下的主塔的安全性進行審核。 （2） 自爬式塔機方案 方案特點： 在塔柱上設置自爬式塔機；通過主梁上的起吊設備將塔柱節段從駁船上吊至主梁上暫放；通過自爬式塔機對放在主梁上的塔柱節段進行吊裝架設；架設完成后，在腳手架上進行連接部位(節段接縫)的施工；可以把自爬式塔機的鋼橫梁作為連接部施工的腳手架使用；每架設1節塔柱，相應升高塔機高度。 ｂ. 吊裝設備： 自爬式吊機2臺，吊裝能力160噸；主梁上的起吊設備2臺，吊裝能力160t。 ｃ. 吊裝設備的供應情況： 因無法獲得合適的自爬式吊機，所以需要重新制作這種吊機。 ｄ.工期： 2個主塔同步架設，假設塔柱架設進度為1節段／天，主要取決于鋼絞線千斤頂的速度， 7.1個月可完成安裝施工。 ｅ. 需要研究的事項： 需要考慮主塔上所承受的來自塔機的荷載(包括偏載)；除了塔機外，還需要有把塔柱節段從駁船上起吊并放到主梁上的吊機設備； 因為沒有合適的塔機，所以需要重新制作這種吊機； 主塔架設期間內，對2個主塔實施同步架設，此時共需塔機一式2臺； 需要對設置有自爬式塔機狀態下的主塔的安全性進行審核。 2.3通過綜合比較，可以得出如下的結論 (1) 利用1臺自立式塔機架設2個主塔時的工期可以達到與利用2臺自爬式塔吊架設2個主塔時一樣的工期是因為采用自立式塔吊時的架設進度為2節段／天，而采用自爬式塔吊時的架設進度為1節段／天(假定采用鋼鉸線千斤頂)。另外，采用自立式塔吊進行架設時，不需要等到利用高強度螺栓進行的連接部施工完成后才—進行下一節段的架設，而是可以直接進入下一節段的架設作業，這也為此架設法贏得了時間。 （2）2臺自立式塔機同時架設2個主塔，工期相應縮短約一半。 (3) 自立式塔吊的組裝和設置是以大型吊機為前提的，因此有必要事先確認該大型吊機的提供可能性。若無法獲得大型吊機，那么還需要以可能獲得的吊機為依據，進一步探討如何在該條件下完成自立式塔吊的組裝和設置。 南京長江三橋在基礎施工時采用了鎮航工818、1200噸固定扒桿浮吊，可以應用在塔機的組裝施工中，解決了塔吊的組裝需大型吊機的問題。 (4) 自立式塔吊架設法中塔柱主體上不涉及與吊機的支撐或升高相關的結構(結構上開孔、加固等)，同時也不需要別的塔柱節段吊機，所以我們認為自立式塔吊架設法優于自爬式塔吊架設法。 （5）綜合考慮滿足南京三橋鋼塔身吊裝要求的設備基本性能以及工程經濟等問題，選用MD3600型塔機應用于南京三橋橋塔安裝施工。 3 MD3600塔吊在南京三橋的應用情況 根據設計，南京三橋主橋下塔柱及下橫梁為鋼筋混凝土塔身，采用現澆工藝施工。主橋中、上鋼塔柱和橫梁均為鋼結構，采用分節段在工廠制造，全橋兩個主塔鋼塔身分為T0～T21共22個節段單元，共88個節段；鋼橫梁3個節段單元，共6個節段。鋼塔柱單節重量除T1超過160t，其余單節重量在110～160t之間，zui大起吊高度超過200m。主橋中、上鋼塔柱和橫梁均采用現場大型起重設備進行吊裝。 南京三橋鋼塔的安裝難度大，精度要求高，根據設計要求設備起吊能力超過3000tm。針對實際情況引進了法國波坦公司的MD3600型塔吊設備和吊裝技術，較好的解決了鋼塔的吊裝問題，使塔柱安裝的周期做到了2天吊裝完成1個節段。南京三橋北塔鋼塔柱從2004年9月8日開始T1節段吊裝， 12月6日實現北塔封頂的目標任務。南塔11月1日開始T1節段吊裝，12月31日實現了南塔封頂的目標任務。*體現了鋼塔的施工優勢。 4 MD3600型塔機的基本性能及在施工領域的應用 MD3600塔機由法國波坦公司設計、制造，其特點是起吊高度高，起重力矩大，穩定性強，定位精度高等。其系列產品MD1800、MD2200等參與了中國三峽、龍灘等水電工程項目的建設。南京三橋引進的MD3600塔機在完成南京三橋鋼塔施工后被確定應用于蘇通大橋施工，目前正在進行塔吊安裝中。 MD3600塔機的設計技術*，性能可靠，其設計符合歐洲機械裝卸聯合會標準(Federation Europeenne de la Manutention,簡稱 FEM )和電工委員會標準（IEC）規定的關于起重及裝卸設備的計算法則。焊接質量嚴格按照波坦質量控制進行檢查。部件、機構、電氣及電子設備的采購和質量要求，均按照當前執行的歐洲標準、規則和導則進行，供應商均為目前歐洲的供應商。 MD3600有兩種配置，可滿足不同的吊裝環境需求。 |
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