ME80t+80t-39.98m門式起重機拆除施工方案研究

鄒雪梅、郭峰

（1.北京財貿職業學院，北京100000；2.北京城建集團有限責任公司，北京 100000）

1 工程概況

1.1 工程概述

延崇高速公路（北京段）是北京冬奧會期間延慶賽區到張家口賽區的專用道，橋梁數量多，全線樁號范圍內95%以上為橋梁結構，工程量大。橋梁上部結構分為現澆連續箱梁與預制箱梁，設置預制梁場。預制梁場原有兩條生產線建設預制臺座54 個，配備2 臺80+80t 和4 臺10+10t 龍門吊，鋼筋場配備2 臺5t 龍門吊現需拆除。

1.2 施工現場作業環境

一是設備吊裝的現場設立黃色警戒線標志，進出一律登記，禁止人員強行進入安裝施工；

二是施工作業現場四周無架空高壓線網及各種地下污水管道，拖吊機工作區域必須平整、堅實、無障礙物，地基承載力符合要求；

三是提供電源線路，保障線路施工完成時龍門吊能實現正常安全調試正常運轉使用；

四是施工作業開始時應無雷雨暴等惡劣災害性天氣，無連續4 級以上及8 級以上的大風過程；

五是龍門吊架拆除現場保持臨時道路暢通，材料臨時堆放場區臨時進行物料清空，場地基本平整即可。

1.3 門式起重機基本狀況

ME80t+80t-39.98m 門式起重機為桁架結構形式，為了方便運輸、安裝，兩根主梁分開制造，主梁采用螺栓連接，主橫梁與支腿采用高強螺栓連接，現場安裝全部采用螺栓連接，以節約現場安裝時間；由于軌道外側空間小，采用了三合一減速機作為大車運行機構，減少了占用空間[1]。

2 作業前的準備和條件

2.1 技術準備

一是安裝門式起重機前，要查閱技術說明書、圖紙樣本等重要技術資料，在吊裝拆除作業之前收集齊全；二是技術交底、施工安全、簽證等資料準備齊全，拆除施工方案編制完成并獲得批準；三是專業拆除施工服務企業單位、人員、設備、機具配置等各項相關經營資質應認真審查，并逐級報驗監理人；四是作業人員在施工前熟悉施工現場環境；五是技術人員向所有作業人員進行安全技術交底；安全員應對進入現場的人員進行安全培訓[2]。

2.2 施工準備

第一，在對龍門吊拆除前，對龍門吊整體進行檢查，確保所有部件齊全且結構未出現缺陷；第二，起重作業中常用地錨來固定拖拉繩、纜風繩、卷揚機、導向滑輪等，將拖拉繩用的地錨準備完畢備用；第三，龍門吊橋架及支腿架搭建規范的防護平臺；第四，龍門吊的拆除時所需攜帶的大型吊機、千斤頂、扳手、鋼絲繩索等作業機具及儀器儀表需準備充分，相關作業人員要到位；第五，吊裝設備前進行現場演練，統一或明確調度指揮，可采用對講設備。

2.3 重難點工作部署

2.3.1 80t 汽車起重機的準備

第一，在門機拆除現場提前準備2 臺80t 吊車；第二，汽車吊所占地面應堅實，吊車腿下應墊有路基箱；第三，檢查起重機、吊裝系統，鋼絲繩、卸扣、吊耳裝置的安裝狀態是否正常；第四，根據80t 型吊車參數表，控制測量吊車的最小運行回轉半徑，計算確定吊車位置。

2.3.2 地錨制作完畢、栓纜風繩

第一，地錨重量須符合要求；第二，纜風繩角度符合設計要求；第三，短繩扣與地錨連接牢固。

2.3.3 支腿拆除

第一，支腿的拆除角度和跨度須符合安全要求；第二，纜風繩設置符合要求。

2.3.4 主梁拆除

第一，主梁吊裝時選擇2 臺80t 汽車吊，汽車吊臂長18m，主梁位時汽車吊作業半徑均為8m，額定起重量25.4t，主梁重20t，鋼絲繩與吊鉤重1.5t，總重21.5t，負荷率=（主梁重/2+鋼絲繩與吊鉤重）/額定起重量=11.5/25.4=45.3%，起升高度13m；第二，主梁懸掛方法科學合理，索具的選用應正確；第三，起重鋼絲繩應該先檢驗合格后使用，吊裝系數符合要求。

2.3.5 負載測試

第一，試驗過程中應注意對各危險點的監控，發現異常立即停止運行；第二，嚴格執行拆除方案和相關標準；第三，司機認真操作避免錯誤[3]。

3 拆除吊機及吊裝索具的選用總重

3.1 拆除吊機的選用

選用2 臺徐工Q80 汽車吊。

3.1.1 汽車吊對地面壓力計算

待拆除件最重件為20t，兩吊車抬吊，每吊車起重量為10t，吊車的每個支撐點的最大壓力為（10+60+1.5）/4=17.88t，吊車支腿路基箱面積為2m×2m，地基承載力為17.88t/4=4.47t/m2，單側汽車吊站位處壓力4.47×2=8.9t/m2。經現場實測，現場地基承載力平均數值大于20t/m2。20t/m2＞8.9t/m2符合要求。

3.1.2 對汽車吊站位處基礎的監測

一是，安排專人觀察站位處的基礎變化情況；二是，每次吊裝作業前先進行試吊，觀測基礎；三是，吊裝時若發現地基出現下沉現象，立即停止吊裝對地基進行處理。

3.2 吊裝主要鋼絲繩選用及受力計算

進行龍門吊等主要機械大件物的起重吊裝一般使用一段10m 左右長，直徑為Φ46 的鋼絲繩，吊點角度3.87o。

單根鋼絲繩受力最大值為：F=20/(4×cos3.87o)=5.01t。

鋼絲繩的選取：φ46 鋼絲繩破斷拉力為124t，鋼絲繩破斷拉力的折減系數0.85；鋼絲繩最小破斷拉力124×0.85=105.4t，鋼絲繩繩端固定方式為編插式，折減系數按0.82；鋼絲繩允許拉力105.4×0.82=86.428；鋼絲繩安全系數86.428t/5.01=17.25，根據規范鋼絲繩安全系數≥6，滿足使用要求。

4 施工程序及作業方法

4.1 施工流程

施工流程：拆除場地整理并檢查設備—天車鋼絲繩拆除—電氣設備拆除—拆除吊重小車—拆除主梁—拆除支腿—拆分主梁—拆分支腿—拆除軌道鋼—清理施工現場。

對龍門吊機械各部件應進行一次全面的檢查，以便施工單位在安裝施工前充分了解各機械的運轉情況；在開始進行拆除作業之前，作業人員經進行技術交底工作、安全生產交底。具備拆除條件后，首先拆除繞鉤繩及小車牽引繩，然后用80t 吊車拆除牽引小車，主梁采用2 臺80t 汽車吊抬吊，最后拆分主梁及支腿，完畢后清理施工現場[4]。

4.2 龍門吊拆除作業方法

4.2.1 拆除前檢查

完成拆除工程的龍門塔吊現場，對所拆除的龍門吊軌道上的各部件及位置分別進行現場檢查。

4.2.2 拆除限位

電工和司機配合拆除各安全裝置和限位。

4.2.3 拆除吊具

拆除繩索時可慢慢的啟動鋼絲繩絞車，逐漸地放下鋼絲繩，注意需派專人監護以有效防止鉤繩出槽。

4.2.4 拆除電氣系統

對電氣系統裝置進行檢查和拆除，處理時要按照設計電氣原理圖、配件線圖、電氣總圖表和有關的安全技術編制文件操作。

4.2.5 拆除電纜卷筒

使用50t 汽車吊具，配合拆除電纜卷筒架（約0.4t）、電纜配重箱行走架。

4.2.6 安裝支腿纜風繩、拆除小車等

80t 汽車吊出桿臂長18m，起吊半徑8m，最大起重量是25.4t（小車自重7t，鋼絲繩及掛鉤重1.5t)，8.5/25.4=33.5%，起升高度15m，汽車吊具可選用公稱直徑為φ46(型號6×37-φ46-1770)規格的長度一般為10m 的鋼絲繩兩根。將小車垂直向上從吊主梁軌道中緩緩吊開，接著應迅速旋轉將整個小車水平向下起吊，至吊主梁軌道面中心線及其以上方向各為15m 的垂直高度，并始終要注意在副車長的指揮或引導狀態下以緩慢旋轉以使整個小車重心逐漸偏離龍門或吊主軌道中心梁上方的方向，下落小車至地面。用木楔子將走行輪塞止動螺栓固定好，80t 汽車吊收桿。解開吊裝的鋼絲繩，拆除完成[5]。

4.2.7 主梁拆除

主梁采用2 臺80t 汽車吊垂直拆除，鋼絲繩采用兜式吊索方式，注意在主梁菱角處墊放好護邊瓦，繩頭反掛固定到吊鉤上，拆除固定連接的螺栓后，由汽車懸吊桿將一根主梁向上提升至離支腿的上方200mm，靜立懸空中約5min，觀察現場所有吊裝機具并確認設備安全性能可靠無誤后，進行慢速垂直旋轉，將兩根主梁上吊在離支腿的上方，在吊車信號的統一調度指揮作用下進行緩慢垂直趴桿，下落整根主梁。該施工過程中80t 汽車吊出桿距離18m，主梁就位作業時，汽車吊作業高度均設定為半徑8m，額定總起重量約25.4t，主梁重20t，鋼絲繩及掛鉤重1.5t，負荷率11.5/25.4=42.3%；在吊裝過程中設專人指揮，由一個指揮員指揮吊車起吊。

4.2.8 拆除支腿

用80t 汽車吊機，起升高度10m；剛性支腿最重8t（鋼絲繩及掛鉤1.5t），負荷率為9.5/25.4=37.4%。將兩側支腿拆除，拆除鋼絲繩采用1 根Φ46 鋼絲繩（型號6×37-Φ46-1770）捆綁支腿。

4.2.9 拆分主梁及支腿

主梁及支腿吊至地面后，采用80t 吊車將其拆分。

5 風纜、地錨受力分析計算

5.1 風纜受力分析計算

風纜按ME80t+80t-39.98m 計算，受力分析圖見圖1。

圖1 受力分析（長度單位：mm，角度單位：°）

5.1.1 風力、偏重載荷和支腿偏擺量在支腿方向引起支腿的傾覆力矩

其中風載Fw=CKKqA=1.6 × 1.23 × 600 × 40=47232N

式（1）中：CK為風力系數（跟迎風面的結構有關）；K為風力隨高度變化系數；q 為不同等級風下的計算風壓；A 為迎風面積。

支腿高度Hw=18m，支腿重量Gb=80000N，主梁重量Gb=200000N

支腿傾斜3o時2/3 高12m 處的偏擺量Hb=12×tan3o=0.63m

支腿傾斜3o時全高18m 處的偏擺量Hb=18×tan3o=0.94m

5.1.2 單根纜風繩承受傾覆力矩計算[6]

F=M1/h1=663488/11.9=55755.3N=5.6t，其中h1=11.9m

F總=F/cos（22.62o/2）=5.71t

風纜按4.5 倍安全系數選取，要求鋼絲繩破斷拉力大于25.7t 選，選取鋼絲繩6×37-φ30-1770，單股鋼絲繩破斷拉力∑F=56.71t，安全系數：

n=56.71/5.71=9.93

5.2 地錨受力計算

地錨受力計算，地錨布置圖見圖2。

圖2 地錨布置圖（單位：mm）

其一，由纜風繩受力分析計算可知：單根纜風繩最大反力為5.71t。

其二，按懸臂側計算地錨承受最大反力：

T 地錨豎直Y=2×5.71×sin52.12o=9.01t

T 地錨拉平X=2×5.71×cos57.96o=17.52t

其三，按跨中計算地錨承受最大反力：

T 地錨豎直Y=4×5.71×sin24.24o=9.38t（雙側四根纜風繩受力）

T 地錨拉平X=4×5.71×cos24.24o=20.82t（單側兩根纜風繩受力）

6 結語

起重機械設備的安裝和拆除是工程施工中的重點安全防控工作，需要編制安全專項施工方案并按方案嚴格執行。工作前一定要對工程的基本情況進行充分調查，受力分析準確，施工準備充分，嚴格按照操作規程執行，注意安全文明施工，確保拆除工作順利完成。