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西竹山高架桥塔吊施工专项方案

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湖南长沙( 永安) 至浏阳( 洪口界) 高速公路第四合同段
( K36+250~K42+320)

西竹山高架桥塔吊专项施工安全方案

湖南郴州公路桥梁建设有限责任公司长浏高速公路
第四合同段项目经理部

二0一0年七月

西竹山高架桥塔吊施工全桥专项方案

一、 工程概况
西竹山高架桥全桥总长686.08m, 共5联: 3×40+4×40+3×40+4×40+3×40。本桥平面分别位于缓和曲线和直线上, 纵断面纵坡3.3%, 墩台角度布置。上部结构采用预应力砼( 后张) T梁, 先简支后连续; 下部结构桥台采用柱式台, 5、 6、 7、 8、 9、 10号桥墩采用3.0×5.0m钢筋砼薄壁空心墩, 墩高分别为47.903m、 49.379m、 50.156m、 52.043m, 54.212m,49.928基础为4φ1.8m双排钢筋砼群桩, 承台7.5×7.5×3.0m。其余桥墩采用柱式墩, 墩台采用桩基础。
二、 施工设备的选择
根据长浏高速公路发展有限公司总体进度计划安排及该桥桥墩墩身高度确定5#~10#空心墩采用塔式起重机配合施工。
根据总体施工进度计划, 我项目部决定在5#、 6#、 7#、 9#墩各安装一台。6#墩施工完毕后塔吊安装到10#墩进行施工, 9#墩施工完毕后塔吊安装到8#墩施工。各塔吊的施工程序:
塔吊型号的选择:
该桥跨径为40m, 按照施工顺序安排, 塔吊大臂长是决定塔吊型号的关键因素:
已知条件:
桥梁跨径: 40m,
盖梁宽度3.2m,
桥宽26m,
模板操作宽度: 2m
则最短臂长L=SQRT( 45.22+152) =47.62m
因此根据臂长计算和单块模板最大总量选择江西龙腾工程机械有限公司生产的TC5612型塔吊。TC5612型自升式起重机最大臂长为56m、 最大起吊能力6T, 尾臂起吊能力为1.2t。, 第一道附墙设置在30m高度, 此时塔吊的自升高度可达到66m。TC5612型自升式起重机相关参数见下表:
TC5612自升式起重机

QTZ63( TC5612) 自升塔式起重机是根据国家JG/T5037-1993《塔式起重机分类》标准, 最新研制而成的自升塔式起重机。
该机为水平臂架, 小车变幅, 上回转, 液压顶升, 具有固定、 附着、 行走等多种安装形式, 起重臂长有56m、 50m、 44m、 38m四种臂长, 经过拉杆和臂架的组合变换, 可根据施工现场的具体情况任意组合。56m臂长时, 最大起重量为6t, 最大起重力矩为840KN.m( 84tm) 。该机的作业空间大, 而且大大降低是施工设备的台班费用, 是节约能源, 节约钢材、 减少运输量最理想的建筑施工起重机械。
该机起升机构采用远极比三速电机驱动, 最高起升速度为80m/min, 最低起升速度小于4.5m/min, 从而实现了轻载高速, 重载低速和理想的空钩速度及慢就位速度, 大大提高了工作效率。回转机构有两种形式, 一种是采用涡流调速, 直流制动的力矩电动机, 另一种采用YZR电机, 经液力偶合器、 驱动减速器、 盘式制动。都具有较大的过载能力及重载下启动的优良性能。使塔机起、 制动更平稳、 操作更安全可靠。
塔机的升高加节, 采用液压顶升, 使塔机的起升高度能随建筑副的升高而升高, 而塔机的起重性能在各种高度下保持不变。
塔机设有各种安全保护装置, 包括: 起重力矩限制器、 最大起重量限制器、 回转限位器、 变幅限位器及高度限位器, 从而保证了塔机运行的安全可靠。
QTZ63自升式塔式起重机技术性能表、 起重特性表及塔机使用高度表如下:

技 术 性 能 表

机械载荷率
起升机构
JC40%
回转机构
JC25%
牵引机构
JC25%

起升高度( m)
倍率
独立固定式
固定附着式
a=2
40
140
A=4
40
70
最大起重量( t)
臂长56m
6.00

幅度( m)
最大幅度
56
最小幅度
2.5

起升机构
倍率
a=2
a=4
速度( m/min)
9
39
80
4.5
19.5
40
起重量( t)
3.00
3.00
1.50
6.0
6.0
3.0
功率( Kw)
5.4
24
24
5.4
24
24

回转机构
电机型号
YZR电机
力矩电机
速度( r/min)
0.6
0---0.6
功率( Kw)
2×2.2 Kw
2×2.2 Kw

牵引机构
速度( m/min)
20
40
功率( Kw)
2.2
3.3

顶升机构
速度( m/min)
0.4-0.7
工作压力( MPa)
20
功率( Kw)
5.5
总功率( Kw)
31.7(不含顶升机构电机功率)
工作温度( oC)
-20--40

起 重 特 性 表

臂

架

长

度
m

56

幅度R( m)

2.5-
14.0
16
18
20
23
25
28
30
32
34
起重量Q(t)
a=4
6.00
5.15
4.50
3.98
3.38

3.06

2.67

2.45

2.26

2.10
a=2
3.0
幅度R( m)
36
38
40
42
44
46
48
50
53
56
起重量Q(t)
a=4

1.95

1.82

1.70

1.60

1.50

1.41

1.33

1.26

1.23

1.20
a=2

50

幅度R( m)

2.5-
15.0
16
18
20
22
24
26
28
30
32
起重量Q(t)
a=4
6.00
5.60
4.89
4.33
3.88
3.50
3.19

2.92

2.69

2.48
a=2
3.0
幅度R( m)
34
36
38
40
42
44
46
48
50
56
起重量Q(t)
a=4

2.30

2.15

2.00

1.88

1.76

1.66

1.57

1.48

1.40

a=2

44

幅度R( m)

2.5-
16.0
18
20
22
24
26
28
30
32
34
起重量Q(t)
a=4
6.00
5.24
4.65
4.16
3.76
3.43
3.14

2.89

2.68

2.49
a=2
3.0
幅度R( m)
36
38
40
42
44

起重量Q(t)
a=4

2.32

2.17

2.03

1.91

1.80

a=2

38

幅度R( m)

2.5-
16.74
18
20
22
24
26
28
30
32
34
起重量Q(t)
a=4
6.00
5.53
4.90
4.40
3.98
3.62
3.32
3.06

2.83

2.63
a=2
3.0

幅度R( m)
36
38

起重量Q(t)
a=4

2.46

2.30

a=2

塔机使用高度表

独
立
式
标准节数目
个
13
塔身高度
米
37.8
悬高
米
41
最大起升高度
米
40

五

层

附

墙
标准节数目
个
50
塔身总高度
米
138
第一附墙高度
米
30
第二附墙高度
米
54
第三附墙高度
米
78
第四附墙高度
米
102
第五附墙高度
米
120
第一、 二附墙间距
米
24
第二、 三附墙间距
米
24
第三、 五附墙间距
米
24
第四、 五附墙间距
米
18
第一附墙位置

第11节
第二附墙位置

第20节
第三附墙位置

第28节
第四附墙位置

第37节
第五附墙位置

第43节
悬高
米
21
最大起升高度
米
140
附着架根据附着高度来定其数量, 塔身分下踏身和塔身标准节, 下踏身有5节, 塔身标准节根据附着高度来决定其数量的多少, 标准节数量包括底节、 下踏身、 塔身标准节。
塔机附着工况见下图:
三、 安全隐患
在该桥位置有一条110KV的高压线与主0#~12#墩线平行( 5#～10#墩塔吊与高压线平面位置关系见下图) 。

各墩塔吊与高压线平面位置关系
现6#、 9#墩塔吊已安装在左右幅墩位中间而且9#大臂升至38m高度。
经过测量计算, 当大臂旋转与主线垂直方向时9#墩塔吊尾臂已伸入高压线范围13m, 大臂在高压线下约10m距离。6#伸入高压线12m, 5#伸入44.3m。
塔吊大臂与高压线水平、 垂直方向及起吊物件进入其安全范围已经成为最大的安全隐患。因此如何解决大臂与高压线水平方向和垂直方向间的相互影响关系以及防止起吊物件进入其安全范围之内是保证施工安全的关键问题。
根据中华人民共和国国家标准GB50545-200X《110kV～750kV 架空输电线路设计规范》规定110KV高压线的垂直安全距离为5m, 水平安全距离为4m。( 详见下条文)

根据下表每层高压线的距离为.35m, 该110KV铁塔高压线共分三层, 因此该铁塔第一层与第三层高压线间垂直距离为7m。

三、 塔吊施工方案
1、 垂直安全距离的安全施工措施
针对该高压线严重影响桥梁施工的情况, 为了保证施工人员、 机械的绝对安全, 同时根据塔吊和高压线的相关技术指标参数决定对9#塔吊在高度30m位置设置第一道连墙件将塔吊与桥墩附着联接, 第一道连墙件联接后塔吊的自升高度达到66m>10+7+6+38=61m。对于塔吊大臂与高压线间的垂直安全距离得以保证。
2、 水平回转平面上的安全施工措施
经过计算塔吊在施工8#、 10#右幅盖梁时旋转角度为141o, 因此能够经过安装塔吊回转限位器让塔吊在左幅范围内旋转, 且盖梁施工并不受此影响。回转范围如下图所示:

3、 起吊物件放撞控制
为防止在起吊模板、 钢筋其它施工机具设备时塔吊小车在大臂自由行走而导致起吊物件进入高线的安全范围之内存在安全隐患导致事故的发生。在大臂距塔吊中心30m处设置天车行走限位装置。以控制起吊物件进入高压线的安全范围之内。
如下图示

因此, 经过设置连墙件让塔吊自升高度超过高压线之上, 且保证垂直方向上的安全距离能够解决大臂与高压线垂直方向上的冲突。设置回转限位器和天车行走限位装置能够阻止大臂和起吊物件在水平方向进入高线线安全范围。大臂与高压线的安全隐患经过以上方案能够解除。