广东省长大公路工程有限公司511431
摘要：传统塔式起重机安装过程中，附着物一般尺寸规整，附墙结构形式对称，安装难度较小。随着我国桥梁工程的飞速进步，大跨径斜拉桥的施工已经成为常态。辅助斜拉桥主塔施工的大型塔式起重机的安装也随之成为一个新的课题。几乎每个斜拉桥的主塔都有着独特的造型曲线，这一特点成为了塔式起重机安装过程中需要考虑的最重要因素。本文中的斜拉桥主塔塔柱截面由塔根部带倒角六边形断面渐变至塔顶带倒角五边形断面。塔身自最底部到最顶部变截面水平距离为10.8米。如此大的变截面尺寸，使得该塔身塔式起重机的附墙设置及安装成为了整个安装工程中最大的难点。
一．工程概况
台州湾跨海特大桥索塔为H形砼塔，由下塔柱、中塔柱、上塔柱、上横梁和下横梁组成。塔柱截面由塔根部带倒角六边形断面渐变至塔顶带倒角五边形断面。塔身自最底部到最顶部变截面水平距离为10.8米。塔座及下塔柱施工时安装塔式起重机与施工升降机。
根据施工组织要求需在每个主墩承台上安装1台M1200塔式起重机，主塔塔座高2m，塔柱高169.5m，塔顶标高为+176.5m，其主要的工作内容包括塔柱、上下横梁施工、钢锚箱的吊装、托架支架的搭设、桥面吊机的安装等。
二.工程重点与难点
1．M1200型塔式起重机部分单件构件单重偏大，对起重机要求高。
M1200塔式起重机上部构造最大单件重量43.5吨（起重臂），吊距约10-15米，吊高约24-30米。
2．安装场地局限。安装场地为水上钢平台，场地尺寸18米*63米，面积偏小，吊装起重机站位受局限较大。
3.受大桥塔身尺寸以及配套施工升降机安装位置影响，塔式起重机附墙不能按照常规型式尺寸设计。由于施工电梯与主塔1200塔式起重机相隔较近，如按常规型式设计附墙，附墙拉杆与施工电梯冲突，具体如下图所示。
本方案中的塔式起重机附墙，是针对实际工况特点，独立设计的一种附墙型式。为了使施工升降机与主塔M1200塔式起重机附墙拉杆不冲突，采用2HM588型钢对附墙进行了重新设计，具体如图2所示。
三.塔式起重机工况分析及布置
M1200塔机最大回转半径为60m，最大吊重50T(在24m范围内)，最小吊重14.5T，本项目最大顶升高度187.5m，允许自由高度90.3m。采用附着架3套，附着位置为基础面面向上69.4m，102.4m，132.3m。塔机安装位置：塔机位于索塔上游侧，塔机安装采用固定式。塔机额定电压380V，采用三相五线制线路供电。
五.塔式起重机各部件主要安装
5.1安装前的准备工作
1）由于该塔式起重机标准节、套架、十字梁、回转、平衡臂、起升臂等都是以零散的构件从堆放场运送过来，所以在立塔前需进行预拼。
2）由机材部、安全办、项目负责人会同安装队查看现场，提出安全措施，制定塔机安装方案。
3）进行塔机基础的施工（见下节）。
图6各主要杆件连接图
10）安装配重。
11）变幅小车牵引绳的穿绕。
12)穿绕起升钢丝绳（将起升钢丝绳正确卷绕在卷筒上）。
13）接电源及试运转。
14）试吊，合格后顶升塔式起重机至使用高度，安装完成。
六.塔式起重机附墙设置及计算
本计算书主要依据施工图纸及以下规范及参考文献编制：《塔式起重机设计规范》（GB/T13752-1992）、《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）、《建筑安全检查标准》（JGJ59-99）、《建筑施工手册》、《钢结构设计规范》（GB50017-2003）等编制。
塔式起重机基础布置Z3与Z4主墩布置相对位置一致，因此本计算书以Z3主墩参数计算，计算结果同样适用于Z4主墩。
1.平面位置
根据吊装部位、承台构造及埋件位置等多方面因素综合考虑，将Z3塔式起重机位置设置在承台正北方向距索塔中心15.5m的位置。具体见《Z3塔式起重机基础平面布置图》。
2.基础尺寸及结构设计
塔式起重机基础为四个脚支座形成一个4m×4m的正方形，埋入距承台顶面1.35m的位置，每个脚支座穿入8根直径25mm的锚固钢筋，用直径10mm的圆钢作为螺旋箍筋；支座下用预埋I25a工字钢作为定位。距支座底面64cm的位置有一层承台架力钢筋，在原有钢筋下20cm处再布置一层直径25mm的钢筋，与原有承台钢筋组成双层受拉纵筋。具体见《Z3塔式起重机基础平面布置图》和《Z3塔式起重机基础预埋钢筋细部图》。
3.塔式起重机脚支座预埋件计算
3.1单点抗拔力验算
C40混凝土，按椎体破坏计算，选用《建筑施工计算手册》，则破坏拉力
塔式起重机在非工作状态时有最大拔力，按说明书F=152T＜＜1546.3T
验算合格！
4塔式起重机附墙拉杆计算
1200塔式起重机分别在69.4m，102.4m，132.3m高度处设置附墙，各高度处拉杆在最不利荷载工况下的受力情况如下所示。
4.主要材料及性能
附墙：Q235B
Q235B钢材的强度设计值按照《钢结构设计规范》GB50017-2003取值，如下表所示。
5.计算模型及加载方式
（1）第一道附墙（69.4m）
塔式起重机附墙计算采用大型有限元分析软件MidasCivil来进行整体建模计算。附墙均采用“梁单元”形式建模。建立整体计算模型如下：