时间：2013-11-29 分类：机械
摘要：介绍了百米高空中塔吊整体移位的施工工艺、安全技术措施及效益分析。该工艺填补了国内高空中塔吊整体移位的空白，并获得了国家授权发明专利。
关键词：塔吊,高空,整体移位
一、前言
随着现代高墩大跨桥梁的发展，吊装作业大部分采用塔吊进行施工。由于塔吊本身造价高，故施工单位在不断地优化施工方案来降低成本，并最大限度地发挥塔吊的起重能力。本工艺就是基于这个构思，结合低空平移钢结构的实践经验，大胆创新，在110米高空中成功地将2台TC5023A型塔吊进行了整体移位。
本工艺是在2006年中铁一局二公司承建的湖北沪蓉高速公路铁罗坪特大斜拉桥施工中，成功地在110m高空整体将2台TC5023A型塔吊进行移位，对施工过程进行了总结编写而成，解决了高空整体移位塔吊的技术难题，填补了国内空白，并获得了国家授权发明专利。
二、工艺特点
1、塔吊移位托架平台拼装、塔吊顶升、回落、托架平台拆除等工作，均由塔吊自身完成，不用额外投入其它吊装设备。
2、采用整体移位塔吊，拆装方便、施工安全、速度快、工效高，在保证正常工地吊装作业的情况下，移位仅用了1天，保证了施工工期。
3、塔吊整体移位托架构造简单，受力体系明显，无需特殊材料。所采用的材料均在该桥能够得到充分利用，降低了工程成本。
4、托架中的滑道及勾板设计构思新颖，结构合理，性能良好，增大了塔吊在滑移过程中的安全系数。
5、塔吊整体移位牵引设备采用液压千斤顶，整个滑移过程平稳，安全可靠。
6、在塔吊前后设置安全吊点，与中部托架系统同时滑移，增加了安全储备。
三、适用范围
本工艺适用于塔吊等重型结构的移位，尤其适宜于高空中大型结构的移位。可根据具体情况，进行受力检算后运用，确保施工安全。
四、施工工艺
(一)工艺原理
在砼顶面设置钢铰线预埋件，待浇筑完后，在其顶面拼装贝雷托架系统，利用高强螺栓将贝雷片竖向连接，标准支撑件做为横向连接，利用预埋钢铰线将支架整体锚固于混凝土顶面。根据具体位置，让贝雷片达到能够承载塔吊的位置。在支架顶面安装勾板及滑道组成的上走行系统和下走行系统。滑移之前，在后面配重位置设置既能起支撑又能起拉压作用的保险支架，在塔吊前面设置受拉保险装置。最后利用千斤顶张拉精轧螺纹钢使得塔吊沿着滑道整体匀速滑移，通过上、下纵横走行系统将塔吊整体移到设计位置。滑移到位后，塔吊相对顶升起来，割除托架，回落在已安装好的塔吊标准节上。
(二)工艺流程
预埋件设置→施工准备→找平层施工→安装贝雷托架滑移系统→检查验收→塔吊整体换位→塔吊沿下走行系统顺桥向移位→塔吊沿上走行系统横桥向移位→塔吊整体就位→拆除贝雷托架系统。
(三)施工要点
1、预埋件设置
根据施工方案图纸，将钢铰线提前埋入砼中，埋入深度80cm。考虑混凝土纵坡影响，外露120cm -150cm，每束2根，共32根。利用钢铰线将贝雷片锚在梁体表面，每束钢铰线张拉力为10T。并在塔吊将要移位的配重位置预埋4根50mmPVC管，施工完毕后，穿Φ32mm精轧螺纹钢，每根张拉力为10T，将尾部配重位置的贝雷平衡支墩锚固于砼梁体上。
2、施工准备
在施工其他工序时，提前准备塔吊移位所需要的各项材料。
(1)组拼部分贝雷片
根据施工需要，提前将贝雷片拼成2列3排的垛子13个、2列2排的垛子2个、1列4排的垛子4个。拼装完后，利用塔吊吊到梁体混凝土相应位置组拼。
(2)加工滑道
上下走行系统滑道均采用2I18工字钢，中心间距206mm，之间每隔508mm采用200*150*10mm钢板焊接在一起，下铺一块550mm宽、10mm厚的通长钢板，前端采用2I18工字钢竖向焊接起抵抗作用。根据滑移位置，上走行系统滑道长度6m，共加工2套;下走行系统滑道长度9m，共加工2套。
(3)加工走行勾板
由于塔吊前后臂与塔身均为铰接，且整体滑移时其重心高于托架平台系统，为确保安全，防止塔吊在移位时出现不平衡力而倾倒，故在每道滑道上面设置两个勾板，起滑动和失稳抗弯作用。勾板采用一块550*1000*10mm钢板作为顶板，采用4块85*1000*10mm钢板和4块45*1000*10mm钢板焊接在顶板上作为勾板，每隔200mm采用10mm厚异形钢板加肋增加整体钢度。整个勾板长度为1m，上下走行系统各加工4个。
(4)上下走行系统分配梁准备
上下走行系统均采用10cm*10cm方木和2根75*75*7角钢组合而成，间距按254mm布置，采用M20螺栓固定于贝雷片上。根据滑道长度，上走行系统每侧共布置23道，下走行系统每侧共布置35道。
(5)前后走行系统勾板加工
前后走行系统勾板采用10mm和20mm厚钢板组合而成，滑道采用单根I18工字钢，拉杆采用32精轧螺纹钢，起抗拉作用，增加移位过程中的安全储备。
(6)机械准备
现场准备移位用的精轧螺纹钢和4台穿心式YC650型千斤顶(2台备用)及配套的油泵，8台3T倒链分别拉住两个支架的四个角，1台10T倒链提紧标准节，2台3T倒链在尾部前拉后拽。扭力扳手8把。#p#分页标题#e#
3、找平层施工
由于塔柱下横梁顶面有纵坡和横坡的影响，故在下横梁顶面根据施工图，采用C50砼分块找平，保证塔吊整体滑移处于水平面上。为不破坏桥面原设计砼，在新找平砼与下横梁砼接触面处铺设一层编织袋起分离保护作用。
4、安装贝雷托架滑移系统
(1)贝雷托架前部系统
根据塔吊与塔柱的具体相地位置，在塔柱砼面上，顺桥向和横桥向各采用一根I18工字钢作为滑道，上面设置走行勾板，勾板与工字钢接触面之间涂抹黄油。在塔吊起重臂上面采用一根I18工字钢作分配梁，采用一根Φ32精轧螺纹钢连接工字钢和走行勾板，两头采用配套锚具和锚垫板卡住。施工过程中，派一名工作人员在此位置，随着塔吊的滑移，开始移动走行勾板，起抗拉的安全储备。
(2)贝雷托架中部系统
贝雷托架中部系统是滑移系统的主要部分，根据塔吊移位的具体距离和相对高度，在塔吊顺桥向每侧布置3排3层贝雷片，间距45cm，左右侧间距5.46m，悬出距离4.5m，上下层贝雷片采用高强螺栓连接，左右排贝雷片采用贝雷标准支撑件连接。中部系统采用预埋钢铰线锚固于下横梁顶面，每根张拉力为10T。顺桥向贝雷片上布置下走行系统的滑道和滑板，可使塔吊包括上走行系统整体沿顺桥向方向滑动。在塔吊横桥方向每侧布置2排单层贝雷片，间距45cm，左右侧间距3.2m，左右之间采用贝雷标准支撑件连接。横桥向贝雷片上布置上走行系统的滑道和滑板，可使塔吊沿横桥向方向滑动。左右侧贝雷片四角均固定于下走行系统的滑板上，以使上走行系统随塔吊整体滑动。将顺桥向及横桥向贝雷片之间采用角钢或工钢剪刀撑形状，起整体稳定作用。并向外沿四个角采用四个3T导链斜拉于下横梁顶面，起缆风作用。将两根4.5m的[40c槽钢沿顺桥向布置于塔吊两侧，即上走行系统的滑板上，与其焊接牢固。待塔吊顶升后，合住槽钢，与塔吊顶升框焊接牢固，塔吊回落后落于上走行系统上，与塔吊原标准节脱离。
(3)贝雷托架尾部系统
尾部系统为塔吊在移位过程中，防止倾倒而设置的安全储备系统。采用4排5层贝雷片,第6层为3排贝雷片，间距45cm设置，连接采用横向支撑架和角钢。上下层之间除采用高强螺栓在四角连接外，从上到下再采用4根Φ32精轧螺纹钢通过预留孔洞锚固于混凝土梁顶面，每根张拉力为15T。并向外沿四个角采用四个3T导链斜拉于混凝土顶面，起缆风作用。3排贝雷片方向沿顺桥向布置，在其上固定一根9m长I18工字钢，上面设置勾板。在塔吊平衡臂与贝雷片之间采用18工字钢采用1.2m*1.5m*2m的格构式框架，并用3m长精轧螺纹钢将塔吊与勾板连接。滑移过程起支撑和抗拉作用。
5、检查验收
整个托架系统拼装完成后，组织各部门及监理对托架进行验收。对照施工图纸，检查各部位的螺栓、焊接质量、安全防护措施等是否到位。对检查中存在的问题进行整改，对好的建议经讨论后加以改进，合格后，进行下一道工序。
6、塔吊整体换位
贝雷托架平移系统验收合格后，于第二天开始进行塔吊的移位。利用塔吊自身液压系统顶升到位(顶升75cm)，将上走行系统贝雷托架靠近塔吊，在塔吊顶升框外采用2根[40c槽钢焊接作为分配梁，塔吊回落后与塔吊下面标准节脱离，将塔吊整体落在贝雷支架上。利用10T倒链将下面2节标准节拆除后提升到回转总成下面锚死，随塔吊一块整体移位。
7、塔吊沿下走行系统顺桥向移位
为保持塔吊在移位时能够同步，提前在精轧螺纹钢上每5cm作一记号，零刻度放在千斤顶的方向，刻度尺位置两侧必须一致，滑移过程由专人指挥，对以东1cm报一次数，将位移差距控制在3cm以内。 采用两台YC650型千斤顶，一端锚固于走行勾板上，另外一端固定在滑道前端的槽钢上。千斤顶行程18cm，张拉中按15cm考虑。张拉完一个行程后，回油，将精轧螺纹钢螺帽拧紧后，重新张拉，直到相应位置。在下走行系统滑移的同时，前部系统设置一名工人随塔吊移位而相应移动勾板。尾部设计两名工人，前面一名工人采用1根3T导链牵引塔吊尾部托架向前滑移，后面一名工人采用1根3T导链护住托架尾部，防止因为风力等因素造成塔吊顺向滑移太快而失稳。
8、塔吊沿上走行系统横桥向移位
塔吊顺桥向移到位后，要横桥向移动，横桥向滑移采用上走行系统，故滑移前先将下走行系统与贝雷托架固定好，然后将塔吊与上走行系统解除约束，达到可以滑移的程度。将前部的安全滑道及尾部支墩顶部的安全滑道由纵移方向转变为横移方向，滑移过程同样派人同步移动勾板。塔吊横移与纵移一样，采用两台YC650型千斤顶，一端锚固于走行勾板上，另外一端通过滑道前端的槽钢上。千斤顶行程18cm，张拉中按15cm考虑。张拉完一个行程后，回油，将精轧螺纹钢螺帽拧紧后，重新张拉，直到相应位置。
9、塔吊整体就位
塔吊移到位后，将上走行系统、前部的安全滑道及尾部的安全滑道均临时固定。 采用10T导链将下面3节标准节一一落在混凝土顶面的塔吊预埋基础节上面，上紧螺栓。将塔吊顶升框螺栓顶紧标准节后，用塔吊自身液压顶顶升1cm后，让塔吊整体脱离支架。然后，割断[40c分配梁，将液压顶回油，使塔吊落在标准节指定位置上，上好螺栓，塔吊安装结束。#p#分页标题#e#
10、拆除贝雷托架滑移系统
塔吊安装结束后，拆除前部及尾部临时固结。利用移完后的塔吊将贝雷托架和原塔吊标准节拆除，整个塔吊整体移位过程结束。
五、机具设备
TC5023A型塔吊2台，YC650型穿心式油压千斤顶4台，ZB4-500型油泵4台，扭力扳手8把，3T导链10个，10T导链1个，水准仪1台。
六、劳动组织
总指挥1人，技术值班(每根滑道各1人)4人，操作千斤顶2人，操作油泵2人，尾部牵拉倒链2人，塔吊操作员1人，焊接工人4人，其它工人6人，安全防护2人，合计24人。
七、安全措施
1、一切行动听指挥，服从统一安排。施工人员坚守岗位，未经许可，不得擅自离开岗位，发现异常情况，立即报告现场指挥，指挥根据具体情况经分析判断下达指令。滑移指令一经下达，没有特殊情况，中途不能停顿。
2、滑移过程中加强联系，特别在滑移过程中，密切注意滑道与滑板之间的间隙，保持滑移同步进行。滑移到位后，要及时将走行系统固定牢固。
3、本过程属于高空作业，故必须遵守高空作业的相关规定。施工人员必须戴安全帽，拴安全带，穿防滑鞋。
4、施工前检查各部位的焊缝是否达到设计要求，各部位的螺栓是否拧紧，导链是否拉紧，机具设备是否完好，保证在滑移过程中不出现问题。
5、滑移时，提前一天听取天气预报，不要在大雾、大雨、大风等恶劣天气里进行滑移。滑移过程中要随时测量风速，当风速超过5级风时，必须停止滑移，将塔吊与整个滑移托架固定牢固。
6、张拉中注意观察油表压力，出现异常时立即停止移位，查找并分析原因。
八、质量技术措施
1、严格按照施工设计图纸及施工规范组织施工，做好各项施工的检查记录，填写施工过程数据和检查证。施工前做好技术交底，对所有参加的施工人员进行培训，切实做到施工人员人人明白技术标准和施工工序。
2、在加工和安装滑道过程中，技术人员严格控制，确保每一道工序都 按设计及交底进行，出现异常情况，及时与设计人员联系解决。
3、加强材料管理，所有进场的钢材、预应力筋必须有质量合格证 。
4、施工人员要确保每一道焊缝，每一个螺栓的连接都按设计要求施工，确保每根钢铰线或精轧螺纹钢的张拉吨位符合要求。
5、塔吊纵横移滑道的相对位置要准确，控制误差在5mm范围内。塔吊就位误差控制在10mm。
九、效益分析
本工艺是将铁罗坪特大桥两个主塔各配置的一套TC5023A型塔吊由原位置整体移位至110米高的下横梁顶面。节约材料、设备直接费用140万元。塔吊移位后，避免了后继工作的交叉施工，提高了工效，加快了施工进度，并降低了安全隐患，提高了安全性。本工艺填补了国内在高空中整体移位塔吊的空白，受到了业主、监理和社会各界的高度赞扬，为企业的进一步发展创造了良好的社会效益。
十、工程实例
铁罗坪特大桥是湖北沪蓉西高速公路宜恩段(宜昌至恩施)的重点控制工程，主桥为140+322+140m三跨一联双塔双索面预应力砼边主梁斜拉桥。本桥以下横梁底面离承台底面高度109.307m，主塔、主梁、下横梁固结体系，在国内同类桥梁中排名前列。
主塔下横梁基本断面形式是矩形预应力单箱式结构，长27.5m，宽6.1m，高6m～6.275m。顶面设双向2%横坡，7#主塔设3.061%纵坡，8#主塔设3.665%纵坡。施工中每个主塔设一台TC5023A型塔吊，最大工作幅度50m，最大起升高度200m，最大起重吨位10T。标准节高度2.8m，最小安装高度21.8m。根据施工现场具体情况，本着确保安全、节约成本的原则，大胆创新，将塔吊整体成功移位至离承台底面110m的下横梁顶面，塔吊整体移位外型尺寸为最长64.2m、最宽2.8m、最高22m。2台TC5023A型塔吊整体成功移位后，同月通过技术监督局的鉴定，运转良好。
参考文献：
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