陈伟
浙江交工交通科技发展有限公司，浙江 杭州 310051
摘要：随着交通的快速发展，原有道路的运载能力已不能满足现有通行要求，因此，道路拓宽工程、拼宽工程应运而起，而拓宽工程、拼宽工程的施工会对原有道路的通行安全有很大的影响，特别是桥梁工程，空间受限明显，大型龙门吊安装时对原有桥梁通行的安全要求提出了前所未有的考验，迫使对原有龙门吊安装技术加以改进。本文就是对《受限空间环境下的大型龙门吊安装关键技术》加以阐述。
关键词：无锚点 大型龙门吊 刚性支撑体系 安装
1 工程案例
钱塘江新建大桥位于浙江省杭州市，是国内首座多跨长联公轨两用加劲悬索钢桁梁桥，采用钢桁梁现场拼装顶推施工工艺。其中主桥全长1350.8m，主跨长240m，上层为8车道公路，下层为双线快轨。
本项目钢桁梁长719m，钢桁梁主桁架中心间距36.8m，桁高12m。钢桁梁总重约3.3万吨，共38个节段。钢桁梁采用散拼工艺，每个标准节段由18个构件组成，其中单个构件最大重量114t。需要采用搭设一台跨径60m，起吊净高36m，起吊能力为120t的龙门吊来用于安装。
钱塘江新建大桥位于钱塘江强涌潮区域，且紧邻高铁新桥、浙赣铁路桥和钱江二桥，大桥施工作业平台距钱江二桥仅5.34m。且由于场地位于老桥侧及江面上，龙门吊支腿安装无缆风锚固点，锚固安装施工作业空间受限，安装风险极大。在此情况下“受限空间环境下的大型龙门吊安装关键技术”在此工程得以运用。
而“受限空间环境下的大型龙门吊安装关键技术”在于“刚性支撑体系来辅助龙门吊刚/柔性支腿”的安装。本文以“刚性支撑体系”为例。（见图1-1）
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图1-1 120t龙门吊安装后示意图
2 作业空间及固定能力验证
2.1刚性支撑施工作业空间
刚性支撑的施工作业空间主要包括3个方面：一是刚性支撑本身的布置空间；二是刚性支撑搭设施工作业所需的空间；三是刚性支撑与龙门吊刚/柔性支腿固定所需的空间距离。
根据预定龙门吊安装位置，经现场查勘及图纸复核发现：①轨道所处的上下游栈桥两侧均有刚性支撑布置的空间；②刚性支腿的搭设可以利用上下游栈桥及打设平台进行“钓鱼法”施工；③刚性支撑与龙门吊刚/柔性支腿最远距离仅4.6m。
综上所述施工现场具备上述3个方面的施工作业空间。
2.2刚性支撑固定能力
龙门吊安装过程中的稳固性主要考虑两方面的因素：一是风荷载，经过计算按6级风考虑大小约70kN；二是考虑支腿在倾斜时会产生水平分力，大小约30kN（按倾覆角3°考虑计算）。
因此为保证龙门吊主梁安装前支腿不会倾覆，需要在支腿外侧设置一个刚性支撑来平衡支腿的水平荷载。通过计算及相关施工经验，刚性支撑能满足该组合荷载下100KN的稳固要求。（见图2-2）
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图2-2 刚性支撑荷载分析图
基于上述分析及目前日常生活中的相关产品的实际应用经验，完全能够按照规范要求安全可靠的完成此大型龙门吊的安装。
3 刚性支撑体系的技术
刚性支撑体系的关键技术主要表现在系统支撑方式、支撑钢管与龙门吊支腿之间的连接方式以及千斤顶的调节方式。
3.1支撑方式
通过midas软件计算其受力情况，采用CAD图纸复核其作业空间，垂直支撑的施工作业空间及施工可行性方面均优于斜向支撑。（见表3-1）
为保证龙门吊支腿倾覆角达到3°时，钢管桩的组合应力和剪应力不超过215MPa，以及荷载效应标准组合作用下，单桩竖向承载力满足要求。采用打设3根φ800钢管桩来作为垂直支撑。
3.1.1结构型式设计及计算
（1）结构型式设计：钢管桩支架采用3根Φ800的管桩呈三角形，钢管入土深度17m，管桩之间采用Φ325的钢管平联连接。刚性支腿加两道临时支撑，分别设置在12m和25m处。柔性支腿加两道临时支撑分别设置在12m和15m处。
（2）结构计算。①稳定性计算：利用Midas Civil软件建立临时固定钢管桩模型，钢管桩入土深度范围内采用土弹簧模拟桩土接触。风荷载、水流力和涌潮力通过梁单元荷载的形式施加在钢管桩上。
临时固定钢管桩承受龙门吊支腿倾覆时（倾覆角3°）的水平荷载、龙门吊支腿承受的风荷载等，通过集中荷载的形式施加在钢管桩上时其组合应力和剪应力最大，数值分别为188.09MPa和14.36MPa，均小于规范设计要求的215MPa。
②单桩承载力计算：荷载效应标准组合作用下，桩基竖向力如下图所示：
参考地质勘察报告DZ8-3桩位土层信息，本临时固定钢管桩处河床标高-2m，桩底标高-19m，则单桩竖向承载力特征值为：
[P]=1002.55kN>918.05kN，满足要求。
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3.1.2钢管桩打设
钢管桩打设采用120t履带吊+120t振动锤按“钓鱼法”进行打设，打设精度平面偏差≤50mm，垂直度偏差≤1%。下游侧刚性支腿的临时固定管桩支架设置在栈桥外侧，上游侧柔性支腿的临时固定管桩支架设置在栈桥内侧。
3.1.3 试验结果分析
对钢管桩的应力及承载能力进行复核以及对打设的6根钢管桩的平面偏差和垂直度进行验收统计如下：
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3.2.1抱箍设计、安装
支撑钢管与龙门吊支腿之间的连接采用型钢抱箍型式，其主要由2根I25型钢纵梁与2根I25型钢横梁组成形成框架型式。
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图3-2 连接抱箍布置示意图
3.2.2抱箍安装
首先通过汽车吊安装抱箍横梁固定在钢管桩两侧，抱箍横梁与钢管桩间留有25.7cm左右间隙用于后续龙门吊支腿垂直度调节；龙门吊支腿就位后，通过纵梁采用焊接的方式与龙门吊支腿连接。
3.2.3 试验结果分析
为确保抱箍可调范围为±10cm,其最大理论间隙=2个千斤顶高度157mm+单个行程100mm+800钢管桩m=1214mm，最小理论间距=2个千斤顶高度157mm+800钢管桩m=1114mm。对安装完成后的抱箍，量测统计其与钢管桩间的间隙,如在1114mm-1214mm间即满足要求。
3.3调节方式
采用RSC-FCY短型液压千斤顶，安装前首先对各台设备进行调试和操作时间统计。使其行程满足±5cm的调节要求，且基本能保持同步，则能满足要求。然后通过汽车吊吊装至操作平台，在钢管桩两侧焊接固定平台，最后将其固定在钢管桩两侧。
4安装效果
安装期间刚柔性支腿吊装及垂直度调整均顺利安全，其刚柔性支腿实测垂直度分别为：柔性支腿倾斜率为0.5H1‰=18mm，刚性支腿倾斜率为0.8H1‰=28.8mm，满足龙门吊安装≤1.0H1‰=36mm的要求，并经浙江省特种设备科学研究院检测取证，达到了预期目标。
该方法与常规的柔性锚固法相比，采用刚性“捆绑法”施工原理，龙门吊安装过程中受风力、倾斜影响小，更加稳固，减少了安装时对既有桥梁运营安全的风险。
该方法与常规的柔性锚固法相比，减少了因锚点布设而产生的栈桥搭设、锚点加工及既有桥梁临时封道费用。
该方法与常规的柔性锚固法相比，临时稳固措施毋需侵入既有桥梁空间；安装时风险降低，毋需进行临时封道，极大的减少了对市区交通的影响。同时该安装方法适用于受既有建筑物影响或其他不便设置锚点的大型龙门吊安装施工，值得推广。
参考文献：
[1]《起重机械安全规程 第1部分：总则》（GB6067.1-2010）；
[2]《起重机械安全规程 第5部分：桥式和门式起重机》 （GB6067.5-2014）；
[3]《通用门式起重机》（GB/T14406-2011）；
[4]《建筑施工起重吊装工程安全技术规范》（JGJ276-2012）；
[5]《起重机 吊装工和指挥人员的培训》（GB/T23721-2009）；
[6]《电气装置施工及验收规范》（GB50256-2014）；
[7]《起重机 试验规范和程序》（GB/T 5905-2011）；