門式起重機在橋梁施工中的安裝及運用

張旭東

（中鐵十九局集團第五工程有限公司，遼寧大連 116100）

0 引言

隨著國內施工企業對公路、鐵路橋梁建設能力的提高，我國橋梁建筑工程呈現建設跨度大、施工難度高的趨勢[1]，對橋梁施工技術提出了更高的要求。在橋梁施工中，多數大中型號構件需要依靠門式起重機進行施工吊裝，因此根據施工要求對門式起重機進行合理安裝，能夠有效提高設備使用性能和橋梁工程施工效率，節約施工成本[2]。

1 門式起重機的結構與功能

門式起重機的構造各不相同，常見的基本構成結構包括起升系統、門式框架、軌道基礎及天車行走系統等。

1.1 起升系統

起升系統主要用于完成降落或起升具備兩個吊點的起吊構件，包括傾翻電機、主電機、行星減速機及卷筒，為了保證吊裝的平衡，通常門式起重機會設計多于兩套的起升系統[3]。為了使起吊重物更加穩固，需借助門式起重機分配梁與起升系統共同進行重量承載，進而通過門式起重機的液壓起重機或電動卷揚機進行構件吊裝。

1.2 門式框架主體

門式框架主體是門式起重機機械設備的主要結構，是起重機的“穩定系統”，主要作用是保證起重機工作時的吊裝穩定[4]。門式框架主體是由主承重梁和高低支腿立柱門架組成的復合結構，主承重梁是由很多六五墩墊梁交叉拼裝而成，每兩片組合固定于支腿立柱的頂端，其作用主要完成起重機的穩定牢固功能，而非直接承擔吊裝構建的承重。主承重梁主要分為拆裝式桁架梁結構和多片單層梁結構，安裝在門架位置。高低支腿立柱同樣是由六五墩組裝完成，形成橫縱結構的多排立柱，立柱之間配合組裝水平拉撐結構及交錯斜拉撐結構模式，一側相鄰立柱通過角鋼平連加固，上下工字鋼應用剪刀支撐加固（圖1）。

圖1 門式起重機門式框架主體立面圖

1.3 軌道基礎

針對橋梁施工，門式起重機安置比較密集，機輪承受壓力大，所以對相應軌道基礎承載力有嚴格的要求，對軌道基礎地基應做特殊的加固處理，以承受門式起重機吊裝設計標準的額定載荷需求，通常軌道基礎建設成為鋼筋混凝土槽床結構地基，以保證軌道地基的穩固，保證軌道的平順度滿足設計要求[5]。

1.4 天車行走系統

天車行走系統是為了實現門式起重機吊裝過程的安全和穩定，其控制功能是由電子變頻調速控制器實現的，配上滑輪及慢速卷揚機配合控制，以緩解在行走設備突然停止或突然啟動過程中為門式起重機設備整體造成的沖擊。為了實現門式起重機的橫向吊裝平移，每個天車均應在主橫梁位置配置至少雙對鋼輪。門式起重機的天車行走系統一般由軌道臺車和運行軌道兩部分組成。

1.5 大車行走系統

針對大中型橋梁施工，常規的門式起重機行走系統通常無法滿足施工需求，需要適應更大型施工的大車行走系統完成。大車行走系統由大車牽引驅動系統和行走大車構成，其中行走大車是吊裝施工過程中的關鍵控制系統[6]。假設行走大車承載參數為固定值，增加重機的吊裝能力可通過增加行走大車的數目實現，并通過配置大車承載完成相應橋梁施工的具體設計載荷及行走距離實際需求，降低重機受到的沖擊。一般選擇八三墩鋼與長工字鋼相連作為大車行走鋼梁，并配置多功能臺車一同使用，根據橋梁施工需要進行雙軌道或單軌道設計。為了最大限度地實現緩解大車行走對起重機的沖擊，如果起重機行走需要較長距離，其控制方式可通過減速設備驅動模式并配置對應的電子變頻調速設備完成；如果行走距離較短，控制方式可憑借配置錨點和牽引裝置的牽引行走模式完成。

2 門式起重機在橋梁施工中的安裝工序和安裝要點

2.1 安裝工序

門式起重機在橋梁施工的安裝工序按照先上后下、先主結構再附加結構的原則完成，安裝工序如下。

（1）處理門式起重機地基。地基處理是橋梁吊裝施工的基礎環節，應保證地基的壓實度和平整度符合吊裝要求。

（2）鋪設門式起重機底車行走鋼制軌道及下部枕木。鋼制軌道間的平行度及軌道的平滑度應符合設計吊裝要求。

（3）將底車安置于鋼制軌道上，對底車的水平度及行走位置進行適當調節。

（4）安裝門式起重機立柱。拼裝完成立柱后，在其上部安裝頂部鋼板，隨后進行立柱間的平連和支撐操作。

（5）吊裝門式起重機主橫梁。完成主橫梁指定位置吊裝后，再進行兩主橫梁之間的平連操作。

（6）完成鋪設天車軌道，并在天車軌道上安放天車。

（7）完成對吊裝系統、吊點橫梁、扁擔梁及旋轉體等配套裝置的裝配。

（8）安裝并調試門式起重機橫移和縱移系統，橫移系統指天車橫移系統，縱移系統指底車縱移系統。

（9）安裝并調試自動化電器控制系統，該系統是吊裝操作的指令發出系統，是起重吊裝的重要環節。

（10）門式起重機吊帶安裝，完成門式起重機的整體調試和試運行，為正式施工做準備。

2.2 安裝要點

門式起重機應用在橋梁施工時，其安裝工序應進行嚴格的質量控制，以防止門式起重機吊裝吊裝施工產生運行不順暢、受力不均衡的現象，從而影響吊裝施工的穩定運行及吊裝安全。

（1）穩定性與平順性是軌道安裝和行走臺車安裝的共同安裝要點，是吊裝施工得以順利進行的保障。

（2）軌道安裝前應保證安裝測繪數據的準確，控制軌道頂標高、縱坡度、單輪走行距離等參數均在設計要求的范圍，一旦超出規定范圍將會影響起重機的正常穩定運行。

（3）臺車安裝前應確保主橫梁同行走軌道安裝牢固，臺車運行的軌道距離的絕對平行度，在軌道兩端安裝防止臺車出軌的保護車檔裝置。

（4）上橫梁的安裝應注意保證其支腿立柱中心距離的數據準確，拼接過程應保證互相的平衡性，通常配合牽拉繩完成拼接過程，從而保證拼接安全。

（5）安裝高低支腿立柱時，應保證安裝順序為從上到下，并保證連接堅固度。對低支腿安裝時應通過上纜風繩配合調節，從而保證支腿垂直度符合標準。為保證纜風繩的抗拉強度，宜選擇直徑15 mm 的纜風繩，其與支腿之間宜為45°夾角。

（6）卷揚機的安裝應保證其吊裝能力及承重載荷符合吊裝施工需求，同時滿足臺車車架與卷揚機之間穩固相連，防止因松脫引起安全事故。

（7）換輪組安裝完畢后應鎖閉鋼索兩頭的繩，以保證滑輪組運行時的安全穩定。

（8）自動化電器控制系統應由具備安裝資質的專業人員安裝，安裝后需進行必要的調試及試運行測試工序，各項指標測試合格后方能投入使用。

3 門式起重機在橋梁施工中的運用分析

3.1 調試與運行

門式起重機調試應先接通電源，不加載負重的情況下針對各個吊裝施工動作進行調試，一旦發現吊裝偏差應及時進行處理，直至調試達到設計標準。待所有調試項目均符合要求后，橋梁施工空載調試結束。門式起重機試運行測試與空載調試測試內容基本一致，唯一區別是門式起重機需要在吊裝負載狀態下完成各項操作測試，一經發現吊裝偏差應及時進行處理，直至調試達到負載施工設計標準。在完成主梁索點測算及主梁組裝完成后，進行試運行吊裝，當主梁吊起高度在10～20 cm 時，停止起重機運行進行平衡檢測，通過搭配不同配置使主梁達到水平狀態。此外，吊裝試運行操作人員還應檢查栓掛同吊裝繩索襯墊的綁扎狀態，通過調整至最佳狀態提升門式起重機在橋梁施工的完成效果。

3.2 在橋梁施工中的運用

門式起重機在橋梁施工的實際吊裝應用過程中，首先應將安裝完成的天車升至安裝好的主梁位置，同時將天車與卷揚機正確相連，調整鋼絲繩同卷揚機的換輪組之間的配合狀態至最佳，并在合理位置固定天車的防雨罩。起重機在橋梁吊裝高空作業應盡量安排在白天，并配合相應的安全防護措施，必須在夜間施工的則應借助充足的照明設施以保證作業安全。小車操作前在應保證軌道距離的平行性，同時滿足操作司機在內部操作時具備良好的操作視線，確保起重機吊裝施工的全過程在符合施工標準的環境下完成。

3.3 拆裝作業

實施門式起重機拆裝作業時，應先用鋼絲繩固定各個門腿，借助槽鋼將行走梁與軌道連接固定，固定時應檢測每個固定點的繩扣保持在鎖閉狀態，然后才能開始各個電纜及電器件的拆除操作。司機室拆除吊裝時應保持緩慢速度，一旦出現鋼絲繩緊繃時應立即停止移動。汽車吊對主梁吊裝拆除前，應完成固定，同時在主梁兩側系上滿足預留長度的保護繩并加以控制，以提升主梁拆除的安全。然后再拆除行走梁及門腿的操作，直至整個起重機拆裝作業完成。

4 結語

門式起重機具有吊裝重量大、安裝拆除便捷、吊裝安全穩定等優勢，橋梁施工中很多大型號部件依靠其進行吊裝施工。根據施工要求對門式起重機進行科學安裝，以提升設備使用性能，可以有效提高橋梁工程施工效率，降低施工成本。