大型钢结构整体旋转设计与实施

大型钢结构整体旋转设计与实施

张凤凰阮景胜

中交路桥华南工程有限公司广州中山528400

摘要：随着钢结构桥梁不断应用，桥址地处跨海跨河上、崇山峻岭当中，更有悬崖峭壁上，对大型钢结构生产场地布置要求，设备配置，移运技术的方案选择、施工组织、安全监督等方面提出很高的要求。本文以贵州鸭池河桥进行阐述，结合国内现有设备和钢结构移运技术经验，系统介绍贵州鸭池河桥大型钢结构旋转场地布置、液压旋转设备结构设计及强度计算、钢结构整体单元原地旋转技术，克服场地狭小、移运困难和大型设备投入等难题，为今后类似旋转工程提供参考。

关键词：液压旋转；整体单元；原地旋转

1工程总概述

1.1工程概述

贵州省贵阳至黔西高速公路鸭池河特大桥主桥采用双塔双索面半漂浮体系混合梁斜拉桥。全桥共分51个梁段，标准段梁段吊装长度16m，梁段最大吊装重量280T。所有梁段杆件运输至桥址处，预拼成节段单元整体旋转后整体提吊安装。

大桥中跨主梁采用“N”型桁架的钢桁梁结构，主桁中心间距为27.0m，桁高7.0m，节间长度为8.0m。其横断面形式下如图所示。

2大型钢结构旋转方式介绍

2.1龙门吊

采用龙门吊进行大型节段的旋转，如采用1台龙门吊则较为方便，但起吊能力需单钩在270t以上。如采用2台龙门吊则需制作旋转吊具，吊具旋转部位制作复杂，吊具尺寸较大，吨位较大，对龙门吊高度也有要求，同时每个节段上需设置专用吊耳。采用以上两种旋转方式对龙门吊设备的跨径都要求提高，同时需要的场地也较大，因此其成本投入较大。从成本上分析，采用龙门吊旋转，其设备投入或旋转吊具以及专用吊耳安装成本为本方案的10倍以上。

2.2液压平板车

采用组合式液压平板车进行大型节段的旋转，对于本项目桁架式结构来说，由于支撑位置的原因，其旋转直径不小于35米，需要对场地扩大。仅从液压平板车租赁成本上分析，租用2台8轴液压平板车成本为本方案的8倍。

2.3原地旋转小车

本方案旋转系统由旋转平台，锥形滚轮小车、顶推油缸及导向装置组成。旋转平台以混泥土为基础，上面铺设钢板，可承载100t/m2。整个桁架节段由4台锥形滚轮小车支撑，由2组油缸推动（对称安装），每组油缸推力为25t，行走速度为2.5m/min。每台转体小车为独立单元，4台转体小车采用联动控制。节段由2台龙门吊抬吊到4台滚动小车上后启动液压控制系统，由油缸推动滚动工作台步进式有轨移动，使节段沿预设轨迹旋转移动直至钢桁架梁旋转90°。

3总体方案设计

根据斜拉桥的钢主梁拼装要求，节段在3+1纵向匹配区总拼装后，采用2台龙门吊将其吊装到旋转工装设备上，并将节段与旋转设备采用螺栓锁紧。检查转向设备、旋转控制点连接及轨道等准备工作。就绪后启动液压设备，由油缸推动滚动工作台步进式移动，使节段沿固有轨迹运动旋转直至节段旋转90°。最后由液压小车将节段转运到吊点下方。

4旋转系统设计及制造

4.1承载小车的制造

⑴考虑到结构承载重量、上支撑面接触面积、下滚轮安装尺寸、纵向移运设备的高度以及旋转过程中的稳定性，小车结构采用方钢花架结构，尺寸为1.2m×1.5m×1.5m，单个承载小车的设计载荷为120t。

⑵滚轮及滚轴采用45#钢加工，滚轴轴颈直径根据受力轴承选择φ140mm；滚轮直径根据轴承座高度选择为φ400mm。由于行走时为弧线，因此需根据旋转半径将其加工成锥形，锥度为1：31。