雙層轎廂式施工升降機在鋼-混組合索塔施工中的應用

耿 欣，杜洪池，荊剛毅，趙進昌，李 偉

（1.南京市公共工程建設中心，江蘇 南京 210019；2.中交二公局第二工程有限公司，陜西 西安 710119；3.中國建筑科學研究院有限公司建筑機械化研究分院，河北 廊坊 065000）

1 工程概況

南京長江第五大橋（以下簡稱南京五橋）主橋采用縱向鉆石型索塔中央雙索面三塔組合梁斜拉橋，橋跨布置為80+218+600+600+218+80=1796m，主跨2×600m，索塔采用新型的鋼殼-混凝土組合結構。索塔橫向為獨柱塔，鋼-混凝土組合結構，鋼結構采用Q345C板材和Q235B型材，混凝土采用C50補償收縮混凝土。南、北邊塔高167.70m，共36個節段，中塔高175.407m，共37個節段，標準節段高4.8m。

南京五橋索塔下塔柱為縱向雙肢，每肢為單箱三室的外側帶凹槽的六邊形斷面，橫向13.8m，縱向7m（邊塔6m），壁厚1.2～1.4m，底部合并縱向14m（邊塔12m），向上逐步分離，至下塔柱頂部縱向21m（邊塔17.6m）；中塔柱為縱向雙肢，每肢為單箱單室的外側帶凹槽的四邊形斷面，橫向5.8m，縱向5.686～7m（邊塔5.024～6m），壁厚1.2～1.4m；上塔柱合并為單箱單室，橫向5.8m，縱向5.0～11.328m（邊塔5.26～10.066m）；下橫梁為鋼結構，高2.0m，寬4.6m，設置順橋向預應力。中上塔柱結合部設置預應力，上塔柱設置鋼牛腿和鋼錨梁。

2 塔內施工升降機的研發

2.1 塔內施工升降機參數

南京五橋鋼殼-混凝土組合結構索塔中塔柱、上塔柱以及上構斜拉索施工時，借用永久升降機軌道安裝塔內施工升降機作為人員垂直運輸的工具，以減少臨時施工預埋件的設置，有效保證了塔柱外表面的外觀質量，同時保障了升降機作業的安全。

中塔柱每個塔肢內腔布置1臺施工升降機，單個索塔共計布置2臺。塔內施工升降機技術參數如表1所示。

2.2 塔內施工升降機特點

南京五橋為國內首次采用雙壁附筋鋼殼內注混凝土的組合結構，橋塔內部預留升降機井道狹小，井道穿過2個混凝土隔板孔洞（孔洞尺寸為1400mm×1000mm）和15個鋼平臺孔洞，為了保證塔柱外表面的外觀質量，該橋塔僅在內部安裝施工升降機。受內部安裝空間的限制，結合建筑實際結構，為滿足施工和后期橋塔維護保養的需要，節約設備制作和安裝成本，采用永臨結合的設計理念，整個升降機各部件均為永久安裝，僅運行主機為滿足施工需求設計成組裝式雙層轎廂，滿足了施工運力的需求，解決了狹小孔洞下普通升降機運輸能力不足、設備拆裝難的問題。

表1 塔內施工升降機技術參數

2.3 塔內施工升降機主機設計

（1）雙層轎廂結構。結合現場結構，由于橋塔內壁傾斜，為充分利用井道空間，轎廂設計成平行四邊形、雙層轎廂結構，每次運輸人數增加1倍，上下轎廂內部均設有控制面板，下部轎廂具有優先操作權，方便了施工人員的使用。考慮到設備的安裝和拆卸，轎廂采用模塊化片式結構，各片之間通過螺栓連接。另外，考慮到橋塔升降機井道空間狹小，施工時頂部可能發生高空墜物的風險，頂部設有防砸層，避免高空墜物損壞設備，確保設備和內部人員的安全[1]。

（2）片式導軌架。根據橋塔薄壁鋼殼的特點，升降機采用片式標準節結構，該型軌道使得升降機整體結構重心更加靠近附著固定點，導軌架與筒壁每隔1508mm間距固定一道，形成一個多跨連續梁結構，附著對筒壁產生的作用力小，從而減小了對筒壁的影響。

（3）滑線供電。由于空間狹小，且升降機需要具有層站呼叫功能，傳統電纜滑車很難布置。通過布置雙滑線結構，一組供電，一組實現通信呼叫功能，節約了安裝空間，較以往滑車供電不會出現因墜落的外物卡住滑車和橡膠老化等問題，避免電纜拉斷或斷芯等故障，且安裝高度確定后，升降機不會出現沖頂或撞底的危險。

（4）安全裝置。該型升降機具有完善的安全保護裝置，主要包括漸進式防墜安全器、機電聯鎖保護裝置、超載保護裝置、供電系統斷相錯相保護、轎廂慢速移動裝置、上下限位極限裝置、撞底緩沖裝置、各門限位開關、防脫安全鉤、應急照明等。

3 施工升降機基礎制作和要求

結合結構特點，升降機從中塔柱底部升根，考慮到附屬結構以及側壁坡腳的影響，通過鋼結構支撐架將升降機安裝平臺固定在離底部600mm的高度[2]。鋼平臺搭設完畢后，升降機底架基本完成，可以進行升降機的安裝，基礎制作說明如下。

（1）將所有耳板座焊接在鋼殼內壁側壁位置上。

（2）底部鋼支撐架焊接時，鋼架分別搭設在支座一和支座二上，下支腿放置在底部環板上，將底架上表面調水平后進行焊接，要求所有焊縫滿焊。

（3）鋼平臺搭設完畢后，升降機底架基本完成，可以進行升降機的安裝。

4 施工升降機的安裝與驗收

4.1 安裝程序

升降機基礎鋼架的驗收→底座的安裝→底座、標準節（底部4節）及附著的安裝→緩沖彈簧、吊籠及驅動裝置安裝→電氣設備和控制系統安裝→驅動單元試車→導軌架接高安裝→限位裝置的安裝→層站的組裝→登機平臺安裝→整機調試，驗收掛牌。

4.2 安裝方法

（1）基礎鋼架的驗收。對塔柱底部的升降機安裝鋼支撐架進行檢查，核對安裝位置和高度，以及型鋼支撐架水平度是否滿足施工要求，確認符合要求后，進行升降機的安裝。

（2）底座的安裝。現場先將一節標準節與底部底座螺栓固定，再將標準節與筒壁附著連接件通過螺栓固定，使其基本與塔柱內部表面平行，然后將底座通過螺栓固定在底架上。

（3）標準節及附著的安裝。根據工程的施工特點，每個節段對接完成后，便可進行標準節安裝。安裝時，首先將4節標準節在地面上組裝好，再通過現場吊裝塔機將其吊入，然后工作人員將標準節就位；將上下兩節標準節的附著固定后，再緊固其他附著，固定附著時應核查標準節的直線度，根據情況可適當進行調整。

（4）緩沖彈簧、吊籠及驅動裝置安裝。①將緩沖彈簧安裝在底部安裝座上；②吊籠主體結構吊裝并套入標準節上緩慢落至緩沖彈簧上，若不具備整體吊裝條件應先將主體結構先安裝在標準節上，再進行吊籠的組裝；③驅動單元安裝；④上層吊籠的組裝；⑤安裝完成后對整個吊籠以及門進行調試和調整。

（5）電氣設備和控制系統安裝。將外部電源電纜的一端與滑線接通，安裝滑觸線并接到傳動底板上的三相極限開關的L12、L22、L32、PE端子上；接通地面電源箱內的電源開關，檢查是否已接入相序正確的電源，必須確保吊籠運行方向與操縱箱或操作盒上的標記，“向上”或“向下”一致；檢查各安全控制開關，底層門限位開關、吊籠門限位開關、吊籠頂門限位開關、上下限位開關、三相極限開關、斷繩保護開關應均能正常使用；按吊籠傳動機構底板上各限位開關的實際位置，安裝、調整導軌架底部各限位擋板、擋塊；底層門限位裝置安裝于底層門梁兩側。

（6）試車。確認吊籠、傳動小車及電氣控制系統安裝正確后做升降試車。先做空載試車，空載試車一切正常后，在吊籠內安裝載重量的載荷進行帶載運行試車，并檢查電動機、減速器的發熱情況。

（7）附墻安裝。每個標準節需要與附墻連接一次，以保證導軌架的整體穩定性和直線度，現場螺栓連接時預緊力應按要求進行，并采用防松螺母固定。

（8）層站安裝。設備安裝完成，且接電試運行正常后，便可進行底部層站的安裝。各層站與底部底架通過螺栓固定。上部層站安裝時，應至少在其安裝節段的下一節段施工完成后進行。

（9）限位裝置。層站安裝完成后，進行升降機的上下運行調試，調整好下限位及極限后，將限位碰塊固定，上部限位碰塊根據高度的增加不斷調整，并配有檢測冒頂的安全裝置，檢查其是否可靠。

（10）登機平臺的安裝。登機平臺作為人孔與升降機的通道，在設備安裝的最后進行，通過螺栓固定。

（11）調試。調整輪和滾輪間隙，調整制動距離，檢查油脂和潤滑情況。開動吊籠上下運行，檢查運轉是否平穩，傳動機構有無雜音、是否過熱。

5 施工升降機的拆除

拆除上限位碰鐵后，拆除最上一道附墻架以上的標準節，以后按此順序拆除；標準節拆至只留4節時，要從吊籠內拆除供電裝置；分解吊籠，然后通過人孔將結構運送至塔外，最后借助起重設備將驅動單元和吊籠主體結構吊起拆除后，通過輔助工具將其運輸至塔柱。所用螺栓、銷釘、開口銷應編號分箱，以備下次安裝。

6 結束語

南京五橋鋼殼-混凝土組合索塔塔內永久升降機——塔內雙層臨時施工升降機的研發應用，減少了臨時施工預埋件的設置，有效保證了塔柱外表面的外觀質量，同時保障了升降機作業的安全，節約了一定的施工成本。采用的模塊化組裝式結構，非常適合狹小空間內的井道施工作業，且便于拆解和倒運，提高了設備的重復使用性。