CN101177932A - 移动塔吊桥面运行施工方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种移动塔吊桥面运行施工方法及装置，在桥梁施工时，利用移动塔吊在已修筑好的桥面上移动，然后将移动塔吊移动到桥梁修筑部位后，固定在桥面上，就近对施工机料进行吊运。本发明具有以下优点：能将施工周期缩短近20～30％，从而大大提高了生产效率；并且将劳动力需求缩小至原来的40～50％；相关机械设备投入减少到原来的40％左右。在提高工作效率的同时，增大了施工中的安全系数，从而提高了整个施工方案的可靠性。本发明适应性强，几乎可以用于所有混凝土梁桥及连续刚构的施工。

Description

移动塔吊桥面运行施工方法及装置

技术领域

本发明涉及一种在桥梁施工过程中，在桥面运行移动塔吊的移动塔吊桥面运行施工方法及装置，属于公路桥梁施工技术领域。

背景技术

钢筋混凝土梁桥已经具有近百年的历史，经过长期的实践和理论研究，人们对钢筋混凝土结构及预应力混凝土结构的认识已经日渐成熟，结构体系也已经比较完善，因此桥梁的材料费用占整个工程造价的比例上有所下降，而施工费用和劳动力的工资所占的比例在上升，所以，施工费用对工程造价有着举足轻重的影响。对于桥长超过200m的多跨连续梁桥和连续刚构，对于施工机械材料的运送，通常是在整个施工段安装多台塔吊进行连续吊运，或者在桥梁的一端安装一台塔吊，然后通过车辆在已经修筑好的桥面上对机料进行二次转运，运送到桥梁施工部位。现有情况表明，不论是安装多台塔吊或者是安装一台塔吊再对施工机料进行二次转运都是不经济的。特别对于修建在山区、深谷和浅水地区材料转运困难的桥梁；对于平原地区的超长桥梁；或者是对于高墩桥梁等情况，更是如此。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种能够在桥面上运行移动塔吊的移动塔吊桥面运行施工方法及装置，在桥梁施工过程中，减少对机械设备、劳动力的需求量，缩短施工周期，节约施工成本。

本发明是这样实现的：在桥梁施工时，利用移动塔吊在已修筑好的桥面上移动，然后将移动塔吊移动到桥梁修筑部位后，固定在桥面上，就近对施工机料进行吊运。

上述的移动塔吊桥面运行施工方法，在移动塔吊移动过程中，对于桥面的超高变化，在移动塔吊的行走轨道下方设置枕木和垫板，调节枕木的高度，使两根行走轨道在同一个水平面上。

上述的移动塔吊桥面运行施工方法，在移动塔吊移动过程中，对于桥面的纵坡，在移动塔吊的塔身和行走平台之间设置圆弧形垫块，将塔身垫平，保证移动塔吊塔身的垂直度。

上述的移动塔吊桥面运行施工方法，移动塔吊固定到桥面时，其行走平台通过四周的精扎螺纹钢筋，临时固定在桥面上；在移动塔吊顶端设置4根钢绳，将其与桥面上的预埋钢筋相连。

本发明的移动塔吊桥面运行施工装置，它包括移动塔吊，移动塔吊包括塔身1和行走平台2，移动塔吊设置在已修筑好的桥面3上，在桥面3上设有行走轨道4，在行走轨道4与桥面3之间设有垫板5和枕木6。

上述的移动塔吊桥面运行施工装置，两根行走轨道4之间设有用于固定的钢筋7。

上述的移动塔吊桥面运行施工装置，在塔身1和行走平台2之间设有用于保持塔身1垂直的圆弧形垫块8。

上述的移动塔吊桥面运行施工装置，在行走平台2四周设有精扎螺纹钢筋9，精扎螺纹钢筋9固定在桥面3上；在塔身1顶端设置4根钢绳10，钢绳10与桥面3上的预埋钢筋11相连。

移动塔吊通常是在码头、大型仓库等平整地面上使用，将移动塔吊运用在桥梁施工移动塔吊的自身配重大，行走要求是地面平整度好，而且地面坡度一般不能超过2‰。钢筋混凝土梁桥在施工过程中，其桥面的纵坡和横坡均会达到-3％～3％左右，而且刚修筑的桥面不平整，桥面超高由3％～-3％逐渐变化，申请人在施工中通过对移动塔吊行走平台、轨道及行走方式的改进和优化，使移动塔吊在整个运行过程中能够始终满足塔吊标准垂直度不超过2‰。由于普通桥面板承受的荷载小，集中荷载通常不超过30～50t，而移动塔吊加上配重，重达80～100t，桥面板的荷载远低于移动塔吊的总重量，因此申请人在移动塔吊固定时，不能将移动塔吊的所有中心压重块全部进行安装，故需通过约束对塔吊的自重进行补偿。具体做法为：将移动塔吊的行走平台通过四周的精扎螺纹钢筋，临时固定在桥面上；在塔吊顶端标准节中段通过4根钢绳，将其与桥面栏杆预埋钢筋相连，以减轻移动塔吊的配重。经申请人试验，通过临时固定后，移动塔吊可以正常进行吊运工作。因此本发明解决了桥梁施工中桥面纵坡、平曲线、纵曲线及超高变化等客观问题的影响，实现了移动塔吊在桥面上顺利行走和吊重，创全国首例。

申请人通过桥梁施工试验，对使用移动塔吊之前的劳动组织情况与使用后的情况分别列表比较如下：

引入移动塔吊前劳动力组织情况表

并且，随着桥长的增长，离原有固定塔吊的位置越来越远，在材料转运上还将投入更多劳动力。

引入移动塔吊后劳动力组织情况表

引入移动塔吊后，从管理人员、塔吊指挥员、特别是用于材料转运等方面的劳动力都得到锐减，另外，由于工时的缩短，劳动力总数仅为原有劳动力的47.4％。

较传统的施工工法而言，由于移动塔吊本身具有良好的机动性和灵活性等特点，故在机具设备的投入和使用等方面要简化得多。申请人将试验工程中两种施工工法的机具设备投入情况比较如下(仅列出相关设备)：

引入工法前后机械设备投入情况对照表

从上表可以看出，对于大桥施工，在材料转运和安装方面的投入来看，引入新工法后相关机械材料产生的费用仅为原来的40.2％。

本发明具有以下优点：

1、采用移动塔吊桥施工方案将在施工中对机械设备、劳动力数量的需求减少到最小程度。

2、由于本发明增加了桥梁施工的机动性，并能节约大量材料转运时间和建筑材料布置时间，故能将施工周期缩短近20～30％，从而大大提高了生产效率；并且将劳动力需求缩小至原来的40～50％；相关机械设备投入减少到原来的40％左右。

3、本发明综合考虑了桥梁施工中的桥面、风速和地理环境等因素，并针对每个因素对设备进行了优化，在提高工作效率的同时，增大了施工中的安全系数，从而提高了整个施工方案的可靠性。

4、本发明由于对机械设备及其行驶轨道等相关构件的优化设计均采取方便拆卸、更换的原则，故本发明适应性强，几乎可以用于所有混凝土梁桥及连续刚构的施工。

附图说明

附图1为本发明移动塔吊行走时的结构示意图；

附图2为本发明移动塔吊固定时的结构示意图；

附图3为行走轨道连接钢筋的结构示意图。

具体实施方式

本发明的实施例：采用现有市场的移动塔吊，移动塔吊包括塔身1和行走平台2。将移动塔吊运送到桥梁修筑的起始端，钢筋混凝土梁桥是按一跨的长度进行修筑，在桥梁的箱梁浇筑后，将移动塔吊设置在已修筑好的桥面3上，并在桥面3上开始进行行走轨道4的安装，以便行走至下一跨，行走轨道4长度为50m(标准跨箱梁长度)，移动塔吊可自己将行走轨道4和枕木6进行吊运转换，无需人工拽拉，在桥面3上设置垫板5，垫板5上设置枕木6，行走轨道4通过铆钉固定在枕木6上，垫板5采用钢板，用于保证行走轨道4总长上任意位置受力均匀可靠，避免桥面3上超高的影响。行走轨道4至少需要2段，一段用于移动塔吊行走，另一段通过移动塔吊吊运到行走的前方。

根据现场桥面3上的横坡坡度，采用两边有高度差的枕木6垫平，保证2根行走轨道4在同一水平面上，并与桥面3平行，对于桥面3的纵坡坡度，在塔身1和行走平台2之间固定上圆弧形垫块8，用于保持塔身1垂直度不超过2‰。

在两根行走轨道4之间还连接有钢筋7，用于固定行走轨道4的间距。

把行走轨道4安装完毕以后，就可以对移动塔吊进行行走。移动塔吊不能在大风天地行走以免造成危险，由于桥面纵坡的影响，移动塔吊在行走时，必须对其抗倾覆力矩进行补偿。可以根据纵坡的坡度，通过计算，在塔身1的吊臂12上吊上配重块13，以保证移动塔吊在行走时有足够的抗倾覆力矩。并且为防止发生卡轨和脱轨等情况的发生，行走平台2的4个底轮均需由专人负责观察，一旦出现异常情况则立即终止行走。另外，为增大动塔吊行走时的安全系数，防止较大冲击荷载的产生，移动塔吊在行走时，必须采用慢速档，即12.5米/分，严禁采用高速档行驶(25米/分)。

负责观察行走平台2底轮的4个工人均手持刹车钢片，如果塔吊在行走时发生意外停止并受重力影响自动倒退，则该4人立即用刹车钢片对移动塔吊进行强停。

将移动塔吊行走到吊运位置后，用刹车钢片将行走平台2底轮固定，并在行走平台2四周设置精扎螺纹钢筋9，精扎螺纹钢筋9临时固定在桥面3上；在塔身1顶端设置4根钢绳10，钢绳10与桥面3上的预埋钢筋11相连。并在移动塔吊上压上一定重量的配重块，总重量不能超过桥面3的荷载。为使塔吊更加安全、可靠，还可以在移动塔吊上设置多处揽风绳，与桥面3的预埋护栏钢筋连接在一起。

当移动塔吊固定在桥面3上后，就可以就近对施工机料进行吊运。在桥梁施工中，移动塔吊主要用于配合移动模架施工修筑混凝土箱梁，由于施工中不会出现两套设备均在运转的情况，故两套机械设备可以只使用一条电缆，现将其施工流程图综述于下：

塔吊行走轨道安装(箱梁施工完毕，张拉预应力，移动模架停止使用)——→移动模架移动至下一跨(移动塔吊停止使用)——→移动塔吊移动至下一跨，配合箱梁施工(移动模架呈静止状态)——→箱梁施工完毕，进入下一个循环。

移动塔吊与移动模架联合施工的工艺方法，移动塔吊尾随移动模架，以满足预应力连续箱梁施工中的材料转运和布置。每个周期从移动模架行走到位开始，由移动塔吊从桥面以下将所有钢筋、预应力材料及机械设备等吊至桥面并对其进行布置，直至混凝土浇筑，进行下一个节段的施工。

在本发明的施工方法中，必须在枕木、轨道、塔身垂直度等几个方面进行严格的质量控制，下面对此作简要介绍。

1、枕木：枕木的主要作用为调平行走轨道底面，使同一桩号处内外两侧轨道处于同一水平面，需测量人员进行初平；分布荷载，使移动塔吊因自重、吊重及风荷载产生的荷载合理的传递到桥面上。

2、行走轨道：由于移动塔吊底座最小转弯半径为600m，故能够满足所有转弯半径大于600m的桥梁施工，行走轨道安装中需严格控制两根轨道是否在同一水平面上；以及轨道接缝间的平顺度，以免在行走过程中造成卡轨。移动塔吊的轨道轨距偏差为4500±2mm，轨道与枕木之间必须有铆钉连接固定；桥面与枕木之间必须用垫板垫平，保证行走轨道总长上任意位置受力均匀可靠。

3、塔身垂直度：塔身垂直度是否满足塔吊使用规范，即小于2‰，是移动塔吊能否投入使用的关键，在施工中需由测量人员对该指标进行严格控制。

移动塔吊桥面运行施工中，在安全方面的控制主要分行走过程、安平过程、使用过程以及停用时的正确方式等几个方面，下面对此作简单介绍。

1、行走过程：移动塔吊行走过程中的安全问题需注意以下几个方面：

不能在大风天地行走；

行走前需确认解除塔吊和桥面的所有临时约束；

确认动力系统正常；

塔吊行走时需在吊臂上吊有配重块，以保证塔吊在行走时有足够的抗倾覆力矩；

行走平台的4个底轮均需由专人负责观察，发生卡轨和脱轨等情况需马上停止行走；

由于桥梁纵坡的影响，塔吊行走时，为了桥梁、塔吊以及人员的安全，行走速度必须采用慢速档，即12.5米/分，严禁采用高速档行驶(25米/分)。

2、安平过程：移动塔吊安平过程中的安全问题需注意以下几个方面：

安平时不允许吊重；

塔吊安平过程中需要测量人员负责塔身垂直度以保证使用期间的安全外；

塔身垂直度调试完毕后，需检查行走平台与轨道、轨道与枕木及枕木与桥面之间是否接触良好，脱空位置需用钢板等材料垫塞；

正确安装抗风缆绳等临时约束。

3、使用过程：移动塔吊使用过程中的安全问题需注意以下几个方面：

大风天气禁止使用移动塔吊；

移动塔吊吊臂在与桥面成45°交角时为塔吊最不利状态，为提高安全系数，此时起吊最大重量为吊重限制的90％；

使用完毕后将吊臂顺桥向摆放。

Claims (8)

1.一种移动塔吊桥面运行施工方法，其特征在于：在桥梁施工时，利用移动塔吊在已修筑好的桥面上移动，然后将移动塔吊移动到桥梁修筑部位后，固定在桥面上，就近对施工机料进行吊运。

2.根据权利要求1所述的移动塔吊桥面运行施工方法，其特征在于：在移动塔吊移动过程中，对于桥面的超高变化，在移动塔吊的行走轨道下方设置枕木和垫板，调节枕木的高度，使两根行走轨道在同一个水平面上。

3.根据权利要求1所述的移动塔吊桥面运行施工方法，其特征在于：在移动塔吊移动过程中，对于桥面的纵坡，在移动塔吊的塔身和行走平台之间设置圆弧形垫块，将塔身垫平，保证移动塔吊塔身的垂直度。

4.根据权利要求1所述的移动塔吊桥面运行施工方法，其特征在于：移动塔吊固定到桥面时，其行走平台通过四周的精扎螺纹钢筋，临时固定在桥面上；在移动塔吊顶端设置4根钢绳，将其与桥面上的预埋钢筋相连。

5.一种移动塔吊桥面运行施工装置，它包括移动塔吊，移动塔吊包括塔身(1)和行走平台(2)，其特征在于：移动塔吊设置在已修筑好的桥面(3)上，在桥面(3)上设有行走轨道(4)，在行走轨道(4)与桥面(3)之间设有垫板(5)和枕木(6)。

6.根据权利要求5所述的移动塔吊桥面运行施工方法，其特征在于：两根行走轨道(4)之间设有用于固定的钢筋(7)。

7.根据权利要求5所述的移动塔吊桥面运行施工方法，其特征在于：在塔身(1)和行走平台(2)之间设有用于保持塔身(1)垂直的圆弧形垫块(8)。

8.根据权利要求5所述的移动塔吊桥面运行施工方法，其特征在于：在行走平台(2)四周设有精扎螺纹钢筋(9)，精扎螺纹钢筋(9)固定在桥面(3)上；在塔身(1)顶端设置4根钢绳(10)，钢绳(10)与桥面(3)上的预埋钢筋(11)相连。

Images