圆弧形钢斜塔施工塔式起重机附墙方案设计研究
（1.中交第二航务工程局有限公司技术中心，潮北武汉430040；2.长大桥梁建设 施工技术交通行业重点实验室，湖北武汉430040）
陈建荣²，姚清涛2，郑先河12
[摘要】在桥梁塔柱施工过程中，针对常规方法不能满足塔式起重机附墙连接要求，以某景观桥圆弧形钢斜塔施工为背景，通过对不同形式的塔式起重机附墙方案进行比选分析，设计了一种独立钢管桩附墙支架，并成功运用于桥 梁施工，为以后同类型桥梁中塔式起重机安装施工提供一种新思路.
[关键词】安装工程：桥梁工程；塔式起重机：支架；斜塔：施工技术
[中图分类号]TU758.1 [文献标识码]A[ [文章编号]1002-8498（2016）03-0111-04
AdheringFrameworkDesign ofTower CraneforArc ShapedSteelLeaningTower
Chen Jianrong' Yao Qingtao'² Zheng Xianhe
(1.Technical Center CCCC Second Harbour Engineering Co. Lad. Wuhan Hubei 430040 Chins; 2. Key Laboratory inCommanications Indastry for Constraction Technologies of Long and Large Bridge Wahan Habei 430040 China)
Abstract;In bridge tower construction process the conventional method cannot meet the connectionrequirements of wall-attaching structure. Based on the curved steel tower construction of a landscapepile wall bracket which is successfully used in bridge construction providing a new idea for the later bridge analyzed different forms of frames of attaching to the crane and design a independent steel pipecrane installation and construction of the same type bridges.
Key words;installation; bridges; tower cranes; bracket; leaning tower; construction
长江上某步行景观桥处于宽國水域处，桥总长起重设备.施工中，根据性能及吊高要求，塔式起桥，其跨径布置为4542582405842 塔式起重机是桥梁、建筑施工中最常用的一种827.50m，主桥为钢塔钢箱梁双索面7跨连续斜拉重机在独立自由工作高度内可不使用附墙.当超46.5=531.5m，采用下横梁顶面设置支座及挡块，作为约束主梁的横向及竖向位移的支承体系.主桥索塔为斜塔，整体为椭圆形.该桥总体布置及索塔示意如图1所示.
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过自由工作高度时，必须使用1道或多道附墙与附着物连接.
构进行固定，要求附着物能够承受塔式起重机在工 塔式起重机一般可依附建筑物、桥塔等稳定结作状态和非工作状态下所产生的荷载.但对于某些特殊工程，塔式起重机工作需要附墙结构却不能利用建筑物、桥塔等搭设时，就需要合理地单独搭设附墙附着物来保证塔式起重机的安全施工.
图1桥型总体布置（单位：m）Fig. 1 General layout of the bridge( unit ;m)
附墙附着物，须搭设独立塔式起重机附墙支架为例， 针对长江上某桥梁的建设中无法利用桥塔作为介绍一种独立钢管桩塔式起重机附墙支架的设计.
索塔向岸侧倾斜35°，塔高82.5m，斜向高102.464m，整体宽44m.索塔顺桥向宽5m，椭圆形索塔横桥向宽度由塔顶的6.200m渐变至塔中部的4.600m，再渐变至塔根的9.766m.塔柱采用六边
1工程概况
2索塔施工方案
3塔式起重机安装要求
万方数据
形变截面.下塔柱设计成实心混凝土断面，上塔柱采用钢箱断面，下塔柱与上塔柱采用钢-混凝土结合 段连接.索塔典型截面如图2所示.该工程低水位标高2.400m，常水位标高5.500m，高水位标高10.500m.地貌为长江漫滩，地势低洼，地形较为平坦，施工前桥址处无任何建筑物.
图2索塔典型截面（单位：m）Fig. 2 Typical tower section ( unit;m)
单个钢塔部分设计分为16个塔身节段及1个序依次安装.每个钢塔节段均采用浮吊吊装，钢节 下横梁节段，按照自下面上、先下游侧后上游侧顺段间采用全断面焊接连接.
主桥在跨中侧设置了8对斜拉索和边跨侧1对背索.索塔及主桥钢箱梁全部安装完成后，先张拉张拉背索完成安装，最后拆除塔式起重机. 跨中侧斜拉索，然后拆除安装支架及附属设施，后
索塔逐节安装时采取搭设钢管桩支架（Q235B钢材）用以支撑每个钢塔节段荷载和设置调位安装装置，并且必须配置1台常规塔式起重机用来搭设索塔支架、施工爬梯等其他设施.索塔安装支架侬照索塔倾斜度搭设，整体结构立面布置如图3所示.
该桥采用TCT7032（250tm）塔式起重机辅助施工，其固定独立式的最大起升高度为54m，若起升高度超过54m，需要用附着装置对塔身进行加固.其中，第1道附墙以下塔身高度30m≤h，≤41m，第2道及以上附着高度18m≤h≤22.5m，附墙以上塔 身悬高h.≤34.675m.该塔式起重机附墙设置高度位置如图4所示.塔身与附着物之间采用附着框和拉杆对塔身进行加固，按《塔式起重机》CB/T5031-2008规定，塔式起重机塔身最高附着点以下塔身轴线的垂直度允差为2/1000.该塔式起重机附 墙结构及其最大受力杆件如图5所示.其中，杆1~4最大受力分别为±347，±219，±217，±356kN.
Fig.3 Tower bracket elevation 图3索塔安装支架立面
图4塔式起重机附墙高度
Fig. 4 Height of tower crane attached to the wall
图5塔式起重机附墙连杆Fig. 5 Connecting rods attached to crane and walls
根据桥型布置、施工步骤、塔式起重机的工作能力及塔式起重机的升降情况，为不影响主桥施工，塔式起重机无法安装在桥塔承台上（干扰桥面及斜拉索，且影响索塔节段的浮吊吊装），需安装在装位置平面如图6所示. 索塔投影面以外的塔顶附近位置.塔式起重机安
塔式起重机基础位于水域范围，采用钢管桩平台基础，其底架与基础采用焊接并加固的方式连
图6塔式起重机平面布置Fig.6 Plan layout of tower crane
接.基础顶标高为11.000m.塔顶最大标高85.300m，故塔式起重机的塔身高度至少需要74.3m，需要2道附墙与附着物连接以对塔身加固.
根据塔式起重机施工要求设计，塔式起重机架2道附墙设置于标高59.000m处：吊钩距索塔顶留 设完成后第1道附墙须设置于标高41.000m处，第10m高度供吊装操作.
4塔式起重机附墙方案比选
根据实际施工条件以及整体施工方案，该工程对塔式起重机附墙安装提出3种方案.
4.1钢塔柱附墙方案
以索塔钢塔柱作为塔式起重机附着物.该方案为常规桥梁建设中使用的常用方法，既能保证桥塔的建设进度，也能以已有建筑物为依托节省材料.钢塔柱附墙方案如图7所示（索塔安装支架未示出）.
图7钢塔柱附墙方案（单位：m）Fig.7 The scheme of stee tower as attaching walls unit; m)
杆与索塔安装支架相互干扰，无法安装.即使可以 本桥索塔为六边形变截面倾斜椭圆钢塔，附墙安装，附着框上的4根拉杆与索塔塔身连接非常困难，难以保证连接质量；并且塔式起重机塔身距索塔距离较大，第2道附墙杆位置较高.此时，跨中侧斜拉索还未安装，塔式起重机附墙杆的水平力作用对斜塔身及索塔安装支架非常不利.
4.2索塔安装支架附墙方案
以索塔安装支架作为塔式起重机附着物.该方案拟将塔式起重机附墙结构与索塔安装钢支架相连接，以稳定塔式起重机塔身.索塔安装支架附墙方案如图8所示.
图8索塔安装支架附墙方案Fig.8The scheme of crane attaching to bracket of steel tower
部连接，索塔安装支架整体刚性相对于索塔较弱， 该方案中，附墙杆与索塔安装支架的钢管桩上塔式起重机在施工过程中附墙杆的水平力作用对支架产生的影响较大，对索塔安装支架不利.
支架顶部作为索塔节段的支撑及调位部位，第2道附墙杆位置较高，塔式起重机回转施工过程中 附墙杆的拉压水平力会使支架顶部产生较大水平位移，对索塔的安装精度会产生较大影响.
该方案中，模拟塔式起重机在施工过程中的全回转过程以及非工作工况下的最不利情况，索塔安装支架的综合应力强度达219MPa，超过Q235B钢 材设计值强度；索塔安装支架的顶部位置水平位移达161mm，远大于索塔节段的调位精度，并且第2道附墙处的塔身垂直度为3.4/1000>2/1000，不能满足要求.
4.3独立钢管桩支架附墙方案
单独搭设钢管桩支架作为塔式起重机附墙附着物.该方案将在塔式起重机塔身附近单独搭设1个钢管桩附墙安装支架用来连接2道塔式起重机附墙（见图9）.
此时，塔式起重机在整个施工过程中不与索塔及索塔安装支架产生联系，不会发生前两种方案所 述的不利影响.单独搭设钢管桩支架，增加了施工成本，独立支架需根据塔式起重机的工况进行设计以满足塔式起重机使用要求.
设计时，根据本工程地质条件及施工条件，通过计算优化后，塔式起重机附墙支架、塔式起重机 基础及塔身附墙的立面及平面布置如图10所示.
Table 1Comparison results of crane tower attaching walls scheme
表1塔式起重机附墙方案比选结果
项目 钢塔柱附墙方案 索塔安装支架附墙方案 独立钢管桩支架附墙方案结构安全性 常规做法，安全性较高 足钢结构要求以及塔身垂直度要求，不 索塔安装支架的应力强度及变形不满 满足钢结构强度和承载力要求，安全性安全 较高施工便捷度 法安装附墙杆 附墙杆与索塔支架相互干找，无 连楼较方便 常规钢管支架，搭设迅速工程成本 不增加额外成本 不增加额外成本 安排工期：塔式起重机越高，附墙支架需越 单独搭设钢管桩支架，需增加一定成本和比选结果 附墙无法安装，方案不成立 结构不摘足要求，安全性不足，方案不 可实施方案 大，成本将进一步增加成立
该方案中，根据塔式起重机施工中的工况，塔2道附墙处水平位移为95mm，塔式起重机塔身最高 式起重机附墙支架的综合应力强度达97.4MPa，第附着点以下塔身轴线的垂直度为1.9/1000<2/1000，均能满足要求. 4.4方案比选结果 结合本工程特点，综合分析了上述3种塔式起重机 通过对塔式起重机附墙连接方式的调研以及附墙连接方案（见表1）.根据工程施工条件、工程特点、安全施工等因素，推荐并采用独立钢管桩支架附墙方案. 图9独立钢管桩支架附墙方案Fig.9The scheme of independent pipepiles as attaching walls 5结语 根据工程特点，通过塔式起重机安装方案的比选，提出了一种新型塔式起重机附墙安装方法，搭设独立式附墙安装支架，解决了常规方案无法克服的问题.该方法虽然增加了施工成本，但可以保证较少. 主体工程的施工要求以及安全性，且投人成本相对 这种独立式钢管桩附墙安装支架形式新颖，应用较少，可为塔式起重机的安装使用提供一种新的解决思路. 参考文献： [1]常志新，李栋，陈有志，塔式起重机钢结构基础设计应用研究[J].山西建筑，2010 36（17）：48-50.[2]王三港，李庆达，乔伟，等，外底塔式起重机附看墙体加固分 析[J].施工技术 2015 44（13）：121-124.[3]廖彬城，强形建筑的附墙式塔式起重机定位技术[].广东[4]邵长，李松，武科，超高层建筑施工台风环境下塔式起重机附 建材，2008(9）：212-214.着安全性技术研究[1].建筑安全，2011(9）：48-51.[5]李华，空间钢结构在塔式起重机非常规附墙施工中的应用 [J].建筑施工，2013 35（5）：414416.[6]杨海海，斜塔有背索斜控桥主塔施工支架结构分析[J].山西交通科技，2013（4）：83-85. a立面 欢迎订窗《施王技术》 2016年全年杂志 图10安装支架立面及平面布置（单位：m）Fig. 10 Elevation and plan layout of the crane installation support( unit ;m)
