缆索吊塔架横移施工技术工法

总公司优秀工法申报表(2007年度)工法名称缆索吊机塔架横移施工工法申报等级一等奖申报单位中铁十八局集团公司申报时间2007年10月1工法名称缆索吊机塔架横移施工工法主要完成单位中铁十八局集团第五工程有限公司通讯地址及邮编天津市塘沽区新北路3199号，邮编：300450企业级工法编号2007-18G-联系人农升河电话[phone]主要完成人姓名职务职称所在工作单位农升河组长高工中铁十八局集团第五工程有限公司樊秋林总工工程师中铁十八局集团五公司华南公司赵友军公司工程部工程师中铁十八局集团第五工程有限公司李楼玉安质部长工程师中铁十八局集团第五工程有限公司本工法应用的工程名称及时间广东东莞市大汾北水道特大桥2004.7.10～2004.7.28本工法关键技术名称与鉴定时间缆索吊机塔架横移施工工法本工法关键技术获成果奖励的情况2004年局集团公司科技进步等二奖，2006年集团公司优秀工法。注：通讯地址及联系人指第一完成单位；主要完成者人数最多不得超过五人。2工法内容简述：大汾北水道特大桥塔架横移施工技术在国内处于领先水平,它在以往的小吨位、矮立柱塔架及采用钢丝绳、滑轮组—倒链作牵引系统的塔架横移基础上做了进一步的改进和升华。本塔架横移施工技术除了采用以往的钢丝绳作塔架稳定系统、钢轨作塔架横移的滑道外，在牵引系统上采用了千斤顶—精轧螺纹钢体系，使操作更加灵活、方便，受力更加明确清晰，确保了塔架横移的安全：1、根据塔架的位置在相应的水平平行部位布置了两台YCK60千斤顶，确保了塔架横移过程的同步、平稳、顺畅和受力明确。2、采用φ32的精轧螺纹钢作为千斤顶的张拉索体，且精轧螺纹钢接长时采用与之配套的连接器，张拉过程中能够明确受力、操作灵活方便且避免了传统的钢丝绳破断时的伤人事故。3、在精轧螺纹钢的张拉端和固定端均采用了与之匹配的螺母作为锚固体系，大大增强了锚固的可靠性和操作的方便性。4、根据塔架顶的位移情况要求，可以随时对正在横移中的塔架进行速度控制，确保塔架横移过程中的安全。本工法成功的运用预应力技术和千斤顶顶推和张拉工艺，操作简单、灵活，整个施工过程受力明确，安全经济，代表着缆索吊塔架横移施工发展的方向，具有很高的推广应用价值，得到桥梁施工同行和专家的一致好评。3关键技术及保密点（有专利权的，请注明专利号）：本施工技术方案除了传统的钢丝绳风缆作稳定系统，钢轨作滑道外，关键是在动力牵引方面作了创新，改变了传统的钢丝绳滑轮组-导链牵引系统，采用了预应力技术和张拉工艺，操作安全、灵活、方便。技术水平和技术难度（包括与国内外同类技术水平比较）大汾北水道特大桥塔架横移施工技术在国内处于领先水平,它在以往的小吨位、矮立柱塔架及采用钢丝绳、滑轮组—倒链作牵引系统的塔架横移基础上做了进一步的改进和升华。本塔架横移施工技术除了采用以往的钢丝绳作塔架稳定系统、钢轨作塔架横移的滑道外，在牵引系统上采用了千斤顶—精轧螺纹钢体系，使操作更加灵活、方便，受力更加明确清晰，确保了塔架横移的安全4工程应用情况及推广应用前景：本成果在东莞市大汾北水道特大桥缆索吊中使用,与成果中提到的操作方便、安全经济、技术先进、工艺领先等特点相符。从经济上讲：去掉了传统的同时安装两套缆索吊，并减少了大量的操作人员，节省了设备投资，加快了工程进度，提高了施工的安全，可在今后的缆索吊塔架横移中大力推广使用。经济效益或社会效益：本成果在东莞市大汾北水道特大桥缆索吊塔架横移中应用，节约缆索吊设备一套(包括塔架立柱万能杆件约300T、钢丝绳约50T、型钢34.5T、天车四部、50T滑轮组18套、20T开口滑车16套、地锚混凝土1200M3，地锚钢板5T、钢筋29T)，共计节约设备租赁及购买投资135万元，节约人工费15万元，共计150万元。5申报单位意见：同意申报总公司优秀工法一等奖（公章）2007年10月评审委员会评审意见：评委会主任：年月日总公司技术中心审批意见：主任（常务副主任）：年月日6缆索吊机塔架横移施工工法1前言本工法是根据广东省东莞市大汾北水道特大桥主桥、引桥交叉作业相互影响及设备紧缺、工期紧等具体情况提出的。中铁十八局集团五公司研制出了采用重型钢轨作滑道，钢丝绳八字风缆作塔架稳定系统，千斤顶—精轧螺纹钢作动力系统共同完成缆索吊机塔架的横移。通过对距地面高66米，单塔重220T的大汾北水道特大桥缆索吊机塔架横移的成功实践应用，证明本工法的横移设备简单、作业迅速、安全可靠、经济效益明显，确保了本桥钢管拱肋安装的工期，赢得了建设单位和监理的一致好评。由此总结出一整套完整的施工技术和方法，形成本工法。2工法特点2.1以千斤顶—精轧螺纹钢体系作牵引动力系统，缓慢连续平稳横移塔架，无需大型机械设备，施工安全可靠。2.2操作简单、方便且适用。2.3采用塔架横移方案改变了传统的装、拆塔架或同时立两组塔架的施工工艺，大大节约了工期，降低了成本。3适用范围3.1适用于万能杆件或军用梁拼装之塔架。3.2适用于远离人群和闹市的施工作业环境。3.3特别适用于起吊高度大、跨度大的缆索吊系统。4工艺原理：本工法除了采用传统的钢丝绳风缆作稳定系统和钢轨作滑道外，还在动力牵引方面作了创新，改变了传统的钢丝绳滑轮组-导链牵引系统，运用了预应力技术和张拉工艺，操作安全、灵活、方便。5施工工艺流程及操作要点5.1施工工艺流程图7清理滑道增设四道风缆检查所有风缆及地锚布置牵引装置天车分开并固定吊钩牵引索、起重索固定主索和背索放松并固定调整南岸塔顶位移量调整北岸塔顶位移量北岸塔架第一次横移南岸塔架第二次横移南岸塔架第一次横移北岸塔架第二次横移收紧主索和背索调整风缆调整风缆调整风缆调整风缆塔顶位移大于30cm塔顶位移小于30cm塔顶位移大于30cm塔顶位移小于30cm塔顶位移大于30cm塔顶位移小于30cm塔顶位移大于30cm塔顶位移小于30cm天车就位及起重索、牵引索收紧安装85.2施工操作要点塔架横移系统包括塔架横移滑道、横移动力牵引装置、塔架稳定系统等。5.2.1塔架横移滑道塔架底共布置三条滑道，每条滑道由3根50Kg/m的重型钢轨并排组成。在滑道上，塔底部设[40a槽钢作滑板，在[40a槽钢前端焊N21´铁，且在距1cm滑板头必须翘曲0.5cm～1cm，以确保在滑移中不碰撞钢轨接头。[40a槽钢滑板与N21´铁座于钢轨上，形成滑行装置。在滑道布置时要求：钢轨顶面标高一致，钢轨下缘要紧密相贴不得留有缝隙，中间间隙处用Φ25钢筋进行横联；三排钢轨要相互平行且中心距2米，钢轨用硫磺锚钉固定于砼台座上(见图一)。5.2.2塔架横移牵引装置根据塔架横移时起动力和滑动摩擦力的要求及保证塔架在横移过程中顺畅滑移，用两台Yck60千斤顶与精轧螺纹钢体系作为动力牵引装置。通过两台Yck60千斤顶同步各牵引一根精轧螺纹钢拉动塔架往前滑行。精轧螺纹钢一端锚固在布置于塔架主柱N21´铁上的2[32b槽钢上，另一端通过千斤顶进行牵引（具体布置见图二）。牵引装置布置要求：2根4.5米的[32a槽钢焊成横截面为矩形结构，并临时固定在N21´铁上；精轧螺纹钢通过槽钢孔（φ60）用螺母与之固定（在螺母与槽钢间布置一块100×100×20mm中心带孔垫板）；张拉千斤顶与穿过它的精轧螺纹钢同心布置且在牵引时精轧螺纹钢始终保持水平状态，每根精轧螺纹钢之长度为3～6米，中间相应的增加连接器。为了顺利的让连接器通过千斤顶，拱肋边线φ25钢筋N21钢板δ=10mm40a槽钢A钢筋钢轨A截面砼支墩混凝土垫梁N21预埋钢筋肋板帽梁钢筋图一9主塔滑道撑脚螺母[32a精轧螺纹钢大样帽梁主墩帽梁主墩碗扣件支架撑脚螺母精轧螺纹钢I162［32a千斤顶垫板螺母图二2［32a千斤顶精轧螺纹钢螺母垫板螺母需增设撑脚过渡，每次限制牵引行程为18cm。5.2.3塔架稳定系统塔架的稳定主要是依靠16道风缆和塔架自身的惯性力矩。在塔架横移前，调整塔架顶位移量，让塔架在风缆作用下维持平衡，处于稳定状态。北岸设有N1＃、N2＃、N3＃、N4＃、N5＃、N6＃、N7＃、N8＃共八组风缆；南岸设有S1＃、S2＃、S3＃、S4＃、S5＃、S6＃、S7＃、S8＃共八组风缆。其中N7＃、N8＃、S7＃、S8＃分别由北岸和南岸相应塔架立柱背索改设而成，N5＃、N6＃、S5＃、S6＃分别为南、北岸新增设的风缆，且N5＃、S5＃还发挥着更换N2＃、S2＃风缆的作用，即在塔架横移过程中，当N2＃、S2＃被已安装好的右幅主拱阻碍无法工作时用N5＃、S5＃进行替换。为了保证塔架滑移时平衡和稳定，按千斤顶每牵引两个有效行程(36cm)，必须紧(松)一次风缆，调整塔架顶的位移量与底部的位移量同步。为防止在塔架移动因导链滑丝或断裂造成风缆失效，在风缆每一地锚处用一根千斤绳进行加固。105.2.4缆索吊塔架横移5.2.4.1缆索吊天车、吊钩、牵引索、起重索、风缆及主索在塔架横移前的重新布置：在塔架横移前，必须先把两天车牵引至一岸塔架前的最近位置，用渡索临时固定两天车，解开两天车间的连接钢丝绳，然后再通过渡索先后分别把两天车牵引至两岸之主塔前，用φ21.5钢丝绳将天车竖向斜拉固定于主塔上，用八字钢丝绳横向将其固定，防止在塔架横移时天车晃动；在两天车分开并固定后，先把起重吊钩下落于塔底并放于塔架上固定，然后将两组主塔上牵引钢丝绳收紧并固定于相应的主塔上；同样将两组起重钢丝绳收紧并固定于主塔上，再将牵引起重钢丝绳从卷扬机中抽出并盘好放于塔架底部并临时固定，使其与塔架一块横移；当天车、牵引索、起重索、吊钩布置好后，开始将主索放松，主索放松要求一根一根的松索，且放松主索时测量人员必须全过程监测塔顶位移，若塔顶位移在25cm以内，则可继续松索，若塔顶位移接近30cm应立即松一部分背索或通过调整风缆进行调整（背索的放松量或风缆的调整量由测量人员全过程测量塔顶位移数据来控制），再进行下步的松索。如此重复操作直至主索在两塔间部分与在塔架#########(5#)##主锚风缆地锚北南东西##主锚主锚#####5##########（6）注：本图为塔架风缆布置平面图，虚线风缆为塔架整体横移至左幅桥时的风缆。主桥帽梁图三11两塔外部分自行平衡。此时背索可改设成风缆使用。5.2.4.2塔架横移塔架横移是采用YCK60千斤顶张拉一端固定于塔架立柱上的精轧螺纹钢移动，通过移动的精轧螺纹钢拖动塔架平稳缓慢地向前滑行。在塔架滑行过程中，以计算的风缆收放数据为辅，塔顶位移监测数据为主的方式来收放风缆，从而维持塔架的稳定与平衡。其步骤为：当YCK60千斤顶牵引精轧螺纹钢两行程(36cm)使塔架向前滑动，暂时停止牵引，监测人员进行监测，若塔顶位移小于30cm的报警数据，则通知风缆收放人员按照计算风缆收放数据同步进行风缆的收和放；若塔顶位移接近或大于30cm报警数据，则按照塔顶位移方向收放相应之缆风直至塔顶的位移量与塔底的位移量同步后方可进行下一次的牵引，如此循环此过程直至横移结束。5.2.4.3塔架横移过程中塔顶位移的监控监测塔架横移的稳定性主要是依靠塔架风缆的收放，风缆收放度依据是塔架顶位移量，所以现场通过用经纬仪或全站仪对塔架顶位移进行全过程监测。主要从两方面进行监测：a、对顺桥向塔顶位移监测：用一台经纬仪在同一位置测量塔顶和塔底部带有刻度的标记物，通过比较两者的数据差值来分析塔顶的位移，若监测人员测得塔架顶位移大于报警数据，应立即通知相关人员对塔架进行调整。b、对横桥向塔顶位移监测：用一台经纬仪在同一位置测量塔顶和塔底带有刻度的标记物，同样通过比较两者的数据差值来分析塔顶位移，通过监测数据来调整风缆从而达到调整塔顶位移量的目的5.3劳动组织（见表5.3-1）12塔架横移施工人员组成表5.3-1人员数量职责分工总指挥1全面指挥协调、人员安排高级技师2安全、质量控制技术人员5监控监测、数据分析处理张拉人员6千斤顶张拉牵引操作人员16风缆收放检查人员6滑道、风缆、塔架检查修理工2机具设备修理6材料与设备材料设备表6-1序号名称型号规格作用数量1千斤顶、油泵YCK600、ZB2×2/50动力各3台2精轧螺纹钢Φ32张拉索100米3全站