附着式自爬升钢管桥塔安装施工工法.docx

工法文本 附着式自爬升钢管桥塔安装施工工法 中交第一公路工程局有限公司 刘晟 黄振燕 光明 李鸿盛 刘红宇 1.前言 钢塔柱因其自重轻、抗震性能好、工厂模块化加工精度高、施工速度快等优点在国内外应用逐渐增多。刘家峡悬索桥桥塔钢管直径3m，是国内现有最大直径的钢管混凝土桥塔结构,采用分段吊装钢管、分段浇筑钢管内混凝土安装施工工艺。桥塔位于刘家峡水库库岸，两岸悬崖峭壁，便道蜿蜒曲折，大型设备无法进场；现场风环境复杂，大型落地龙门吊抗风稳定性差。中交第一公路工程局有限公司对此施工难题立项研究，结合桥塔工程特点和地形条件，自行设计、制造了附着在桥塔实体上的自爬升起重门架，成功解决了大吨位钢塔安装问题，并形成了附着式自爬升钢管（混凝土）桥塔安装施工工法。 本工法的关键技术2014年经中国公路学会组织专家评审会鉴定达到国际先进水平,由本工法关键技术支撑的“刘家峡大桥成套技术研究”获得2014年中国公路学会科技进步二等奖，“附着式自爬升起重门架的设计和应用研究”被中国交通协会评为2014年度全国交通运输企业科技创新成果一等奖。“一种自爬升门架的施工方法”获发明专利授权（专利号：ZL20139）。 2.工法特点 1.本工法根据现场施工场地狭小，桥塔高度较高且需要大吨位吊装设备等特点，自行设计制造了附着式自爬升门架代替传统吊装方法进行桥塔钢管的吊装，安装工序简便，施工安全性高，有效地提高了施工进度，经济性良好。 2.本工法自行开发的由卷扬机、提升分配梁和滑轮组等组成的自爬升系统，构造简单，方便实用，安全可靠。 3.本工法利用预先安装在桥塔实体上的提升分配横梁为起重提供足够的支撑力，安全稳定性强。 4.本工法利用门架支腿的轻型桁架结构配合托盘将起重荷载传递到桥塔实体上，结构设计合理，受力简单明确。 5.本工法利用已安装桥塔结构实体作为自爬升门架的支撑体系，减少了自爬升门架本身的高度，所需的辅助设备少，提高了门架的抗风稳定性。 3.适用范围 本工法可以广泛应用于大直径钢桥塔和高耸型钢支架的安装施工，尤其适用于结构高、场地狭小、大型起重设备无法组装的区域施工。通过对抗风性能的研究，能够适用于高度超过100m、山岭陡坡和现场风环境复杂条件下的钢结构塔、墩安装施工工程。 4.工艺原理 主要原理是借助于钢塔自身的支撑力，利用固定在钢塔上的爬升门架来完成钢塔的安装，安装完一节后自行上爬固定到位，依次进行上部钢塔的安装。具体如下：1.在已施工完成的初始节段上安装自爬升门架，并利用设置在门架顶端的起重天车进行下一节段的吊装，进行管节的焊接并完成塔内混凝土的浇筑（附着式自爬升门架总体布置见图4-1）。2.利用提前安装在塔顶的提升钢分配横梁、滑轮组、卷扬机等组成的自爬升系统进行门架的自提升；3.采用与桥塔钢管材质相同的耳板结构作为桥塔与自爬升门架托盘之间的锚固装置进行锚固；4.重复上述步骤，进行剩余节段的施工。（自爬升系统装配图和工作原理如图4-2） 图4-1 附着式自爬升门架总体布置图 图4-2 自爬升系统装配图及各部位大样图 5.施工工艺流程及操作要点 施工前根据桥塔结构特征进行附着式自爬升门架的设计和制造，起重门架按跨中最不利位置、动载及百年一遇风荷载考虑进行桁架结构设计。根据现场条件配备桥塔钢管卸车装置和轨道拼装平车，由轨道平车配合安装固定好的自爬升门架完成桥塔钢管由横卧状态转为竖直状态的调整并进行钢塔节段起吊安装。 首节段钢管吊装自爬升门架拼装与试验 首节段钢管吊装 自爬升门架拼装与试验 自爬升门架安装节段钢管 附着式自爬升门架爬升 桥塔附属设施安装 自爬升门架下行拆除 桥塔钢管内混凝土灌注 自爬升门架设计与制造 桥塔施工完毕 桥塔节段 测量监控 图5-1附着式自爬升桥塔钢管安装施工工艺流程图 5.2工法操作要点 5.2.1首节段钢管安装 利用汽车吊安装桥塔首节段钢管，调整轴线位置和倾斜度符合要求后固定，完成钢混结合段承台部分混凝土和钢管内混凝土浇筑，承台顶作为门架安装的基础。 5.2.2自爬升门架组拼安装 在桥塔钢管外壁上焊接起重门架附着用锚固耳板，利用汽车吊拼装附着式自爬升门架，自爬升门架按照立柱托盘、立柱桁架、起重横梁、门架天车、控制系统的顺序进行组拼，安装完成后进行机电系统运行调试，进行静载和动载试验，在取得当地质量技术安全监督部门验收许可后进行正式吊装作业。 5.2.3自爬升门架安装桥塔钢管 工厂制造的小节段钢管运至现场轨道拼装台车上进行节段组拼焊接，自爬升门架起重天车下放吊具与桥塔钢管顶端吊环连接，然后逐步收紧卷扬机钢丝绳，将桥塔钢管从水平状态调整到竖直状态后继续起吊提升安装。（自爬升门架安装桥塔钢管流程如图5-2、5-3、5-4）。 附着式自爬升门架（爬升后）固定 附着式自爬升门架（爬升后）固定 自爬升