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南京长江第三大桥是我国第一座钢塔柱斜拉桥,在钢塔施工过程中通过多方案比选,最终选用法国波坦(Potain)公司生产的MD3600大型塔吊完成钢塔柱的吊装工作,取得了圆满的成功,大大缩短了工程建设周期。本文结合南京三桥MD3600塔吊的应用研究,针对我国大跨度桥梁施工技术的发展和未来桥梁施工对起重设备的要求,对大型起重设备MD3600型塔机在桥梁施工中的应用进行了研究。
  1 国内大型桥梁建设展望及常用塔柱施工方法
  我国以高速公路为主的五纵七横国道主干线将在21世纪初基本形成,各省级干线路网技术标准也将明显提高,跨越江河、深谷、海峡等的大量桥梁需要建设,桥梁建设必将以较高速度持续发展。这些建设任务十分艰巨,它们不仅数量多,而且桥梁的规模、跨径将越来越大,技术要求将越来越高。仅就五纵七横中的同(江)――三(亚)线上就拟建5个跨海工程,分别是渤海湾跨海工程、长江口跨海工程、杭州湾跨海工程、珠江口伶仃洋跨海工程,以及琼州海峡工程。此外,还有舟山大陆连岛工程、青岛至黄岛、以及长江、珠江、黄河等众多的桥梁工程。
  正在筹建规划的几座世纪大桥、跨海大桥以及越江和跨海工程等,设计者们大都把目光选择在了斜拉桥或悬索桥方案上。
  悬索桥和斜拉桥虽然因其桥梁类型、规模、施工地点的地形条件等的不同,而具有各自的施工工艺特点,但在桥塔的施工工艺和设备配备上却有很多共同的地方。悬索桥,斜拉桥桥塔设计目前普遍采用钢桥塔和钢筋混凝土桥塔的型式。对应的施工方法有:
  1.1钢桥塔的施工
  主要有以下几种方法:浮式吊机施工法,塔式吊机施工法,爬升式吊机施工法。
  (1)浮式吊机施工法。
  这种方法是将桥塔施工的钢构件或钢桥塔节段由水上浮运吊装架设施工。优点是可缩短施工工期。依据浮吊的起吊能力和起吊高度,对于塔高在80米以下的中等跨度悬索桥较为适用。
  (2)塔式吊机施工法。
  在桥塔侧旁预先安装塔式吊机,以用作桥塔节段的起吊架设施工设备。因为施工吊机只需在桥塔上附墙,所以桥塔施工的垂直度容易得到控制。
  (3)爬升式吊机施工法。
  在桥塔塔柱上安装爬升导轨,爬升式吊机沿此导轨,随桥塔的施工增高而向上爬升的施工方法。因为施工中吊机的重力和吊机的爬升是靠塔柱支撑的,所以塔柱施工中的垂度要严格控制。采用爬升式吊机施工时是先做爬升式吊机的安装,而后作桥塔底部的施工,再作塔柱的施工和附属工程的施工。
  对于悬索桥和斜拉桥桥塔的施工,无论采用何种施工工艺,在施工设备的配备上都有很多共同的地方。他们共同的特点是需配备大型的起重设备,满足桥塔施工的需要,特别是对于钢桥塔的施工,对起重设备的要求更为突出,往往需要大起重量、大起重高度、大施工幅度的特殊起重设备。
  2 南京三桥钢桥塔安装施工方案研究
  2.1 南京三桥的基本特点和桥塔安装施工方案
  南京长江第三大桥是交通部“五纵七横”国道主干线之一,上海至成都(GZ55)国道于南京跨越长江的快速过江通道。其位于南京市郊外大胜关下游,距离南京长江大桥19km,南起刘村互通,北接宁淮高速公路,全长15.6 km。计划施工总工期为26个月,即2003年8月29日~2005年10月9日。
  南京三桥主桥为钢塔钢箱梁双索面五跨连续斜拉桥,主桥长1288米,主孔跨648米,索塔为“人”字形塔,塔柱外侧圆曲线部分半径720米,高215米,设四道横梁,其中下塔柱及下横梁为钢筋混凝土塔身,其他部分为钢塔身,属国内首创。下塔柱高37.2米,截面尺寸为:横桥向宽6.2~8.4米,顺桥向宽8.0~12.0米。钢塔柱高179.8米,截面尺寸为:横桥向宽5.0米,顺桥向宽6.8米。
  2.2 南京三桥桥塔安装施工技术方案的比选
  如前所述,钢塔架设中一般多采用如下所示的架设方法。
  2.2.1 通过大型浮吊进行的整体架设法(大块吊装法)
  这是一种利用大型浮吊对地面组装后的主塔整体或整体的一部分进行架设的方法。此方法现场的工期较短,但由于大型吊机受起吊能力、起吊高度等因素的影响,可适用的主塔规模受到限制,一般多用于中等规模大型桥梁的架设。
  实例:名港西大桥、东京湾彩虹桥、白鸟大桥。
  2.2.2 自立式塔机架设法
  自立式塔机可以独立于主塔单独设置,并通过此塔机对塔柱节段进行分段架设。采用这种方法时,单位架设量的大小(重量)取决于吊机能力。
  实例:南备赞濑户大桥6P、明石海峡大桥、多多罗大桥、来岛大桥。
  2.2.3 自爬式塔机架设法
  在塔柱主体部设置吊机,根据架设进度升高吊机设备,对塔柱节段进行分段架设。与浮吊架设法及自立式塔机法相比较,此方法的工期较长,且需要考虑主塔加固措施以便能对吊机设备提供足够的支持力。
  实例:大鸣门大桥、北备赞濑户大桥、南备赞濑户大桥5P、大岛大桥。
  由于南京三桥的主塔高度约达到218米,因此塔柱主体不可能采用大型浮吊的整体架设,我们对自立式塔吊法和自爬式塔吊法进行对比分析如下。

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