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80t架梁吊机在朝天门大桥主桥钢桁梁安装施工中的应用技术

一. 工程概况：

朝天门大桥全长为1126m， 正桥钢梁全长934.1m（ 包括端纵梁）,主桥为

190m+552m+190m 三跨连续钢桁系杆拱桥，桁宽为29m，两侧边跨为变桁高平弦桁梁，中跨为刚性拱柔性梁的钢桁系杆拱桥，拱顶至中间支点高度为142m。主桁采用变高度的“N”形桁式，钢桁拱肋跨中桁高为14m。全桥采用变节间布置，共有12m、14m、16m 等三种节间形式，其中边跨节间布置为8×12m＋14m＋5×16m，中跨节间布置为5×16m＋2×14m＋28×12m＋2×14m＋5×16m。

二．架梁吊机的主要施工用途

架梁吊机用于主桥钢桁梁安装施工，其具体功能如下：

1．安装边跨构件：钢梁构件通过水路运至工地临时施工码头，由安装在码头上的WQ7040桅杆式起重机吊到运梁小车上运至后方预拼场进行构件的预拼。预拼后的边跨构件，用运梁小车通过栈桥运到待安装节间的上游侧架梁吊机的覆盖范围内。由架梁吊机将构件从运梁小车上吊起安装。

2．安装主墩大吨位球形支座。

3．安装中跨构件：需要利用架梁吊机架设中跨构件主要是拱肋主桁钢梁及吊杆。中跨的构件用运梁小车运到施工码头装船转运到待拼装节间的下方，再由架梁吊机起吊安装。

4．利用南岸侧架梁吊机进行主桁合拢，先合拢下弦再合拢上弦

5．在拆除吊索塔架和拉索后，架梁吊机退回中支点靠边跨附近的适当位置，将所有的系杆和桥面系构件由退回边跨的架梁吊机从边跨外侧的施工栈桥上吊至下层桥面，通过桥面上的运梁台车运至桥面吊机后方，再由桥面吊机起吊进行安装。

6．临时系杆安装时需要利用架梁吊机辅助进行牵引索的跨江敷设。 三. 架梁吊机设计条件

CTM80架梁起重机是为朝天门大桥主桥钢桁梁构件安装而专门设计的架梁设备，共计两台，南北两岸各一台。

吊机设计主要约束条件： 1．主要性能参数的要求：

最大起重量：由于主桥桥钢桁梁构件的最大单件重量为80t，所以最大起重量定为80t。

吊幅及回转要求：起重机能够实现一次前移站位锚固后，完成14m、16m节间距逐个节间的钢梁架设；在进行12m节间距钢桁梁架设时具有一次前行站位完成的两个节间架设的能力。如下图所示：

节间吊幅平面示意图4节间吊幅平面示意图2节间吊幅平面示意图

图1

根据上图所示确定最大吊幅应为30.5m，吊幅的盲区应不大于8.5m。 左右回转角度按照上图应大于80.2o。

最大起升高度：吊机在桁拱上工作时离江面的最大高度约为180m，确定其最大起升高度为190m。

最大爬坡角度：由于上弦杆切线与水平面的最大夹角为20o，所以要求最大爬坡角度不小于20o。

单件重量及整机重量要求：由于安装使用的塔式起重机最大吊重为32t，所以要求吊机部件的单件重量不得大于32t。

2．机构要求：

该起重机能够在钢桁梁上弦行走，可同时完成边跨平直梁和主跨拱梁的架设，具有提升、变幅、回转、底盘调平、整机前移及锚固的功能。起重机在钢桁拱上架梁时，起重机的上底盘能够随拱顶坡度变化保持水平状态。

机构速度要求：为了提高工效，主副卷扬机及变幅卷扬机都采用变频调速，起升、变幅速度可以随负荷的不同而获取不同的速度；另外设置吊重为15t的副钩，以便于起吊安装较小构件时能够获得较快的速度。

锚固系统：吊机在桁架上移动并占位后，能够依靠自身的系统在桁架的上弦杆上锚固，并进行吊装作业。即起重机能够依靠自身的千斤顶将两个前部支点顶出，使前走行车轮悬空。安装前锚固所用锚固板的横向间距应能够调整，适应上弦杆宽度的变化。若千斤顶在吊机工作时需要长时间处于持荷状态，则该千斤顶须设有机械或液压的自锁装置，以保证吊机工作时前支点支撑的可靠性。

后锚固能够通过设在后部锚箍将吊机尾部与钢梁的上弦杆固定在一起，承担吊机工作时的反力。后锚的数量及布置应能够满足吊机工作时的稳定要求和钢桁梁的结构特点，并避开钢梁上的节点位置。

对于采用轨排形式的牵引系统，还需在吊机上设计轨排前（后）移动安装的机械装置。

3．结构几何尺寸要求：

由于吊机利用钢梁的上弦杆占位进行吊装作业和前移行走。为使吊机能够在上弦杆上顺畅通行，吊机最下部的构件距主桁上弦杆顶面的距离不小于2m。以避开吊索塔架的支座以及吊索的下锚箱节点。如图1所示：

2

由于上弦杆的顶板宽度为1200mm和1600mm两种，截面高1240～1840mm。杆件为四面拼接设计，拼接处杆件高度、宽度均相同，不同宽度和高度杆件之间采用变宽（高）度设计，对于同一杆件，宽度和高度不同时变化。因此轨枕的长度应能够满足在顶面宽度不同的上弦杆上铺设轨枕和轨道的需要。吊机前进（后退轨排的结构形式与吊机的设计均由本项目的中标厂商完成设计和制造。

图2

组成吊机的结构件或模块应能够视运输要求进行拆解，以便于平板车或顶开式集装箱汽车运输。

4．受力要求：

根据钢桁梁的对于施工荷载的要求，整机最大重量不得超过300t。

吊机单个前支点的最大反力＜263吨。该荷载应通过相应的装置（或分配梁）传递到钢桁梁上弦杆的腹板上。

吊机的最大轮压＜20吨，吊机牵引移动时，其自身重量所形成的荷载也必须通过轨道、轨枕，传到钢梁上弦杆的腹板上。

5．电气安全系统

施工期间供电距离（主桥箱式变电站至主跨跨中最大直线距离）：南岸为480m；北岸为350m。电源及电气控制系统采用三相五线制。

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