運城市北趙引黃灌區(qū)二期工程渡槽槽身吊裝方案論證

郭 生

（山西省水利建筑工程局 山西太原030006）

1 工程概述

圖1 槽身斷面圖

本渡槽位于山西省運城市鹽湖區(qū)，全長669m，共32跨，支撐結(jié)構(gòu)采用排架式輕型墩柱，排架均為雙排架，共33座，最大高度33m。槽身為薄壁U型斷面，槽底半徑1.20m，凈寬2.40m，壁厚0.18m，凈高1.78m，槽身每跨自重78.25×104N。槽身斷面圖見圖1。

2 渡槽槽身預制工藝流程

槽身預制場地基礎(chǔ)處理→底模施工→安裝外模架及外?！摻钪瓢病鷥?nèi)模施工（含預制拉桿安裝）→澆筑混凝土→拆內(nèi)模、外?！B(yǎng)護。

3 槽身吊裝參數(shù)論證及施工方法

3.1 槽身吊裝前準備工作

3.1.1 測量放線

測量人員首先放樣出吊車擺放的位置，放樣區(qū)域灑白灰線，排架頂標出縱向軸線標志，在排架頂橡膠支座位置處標出每跨槽身基點位置。

3.1.2 吊裝場地平整

為保證吊車吊裝的整體穩(wěn)定性，在所有混凝土排架完成后，采用1.0m3反鏟挖掘機配合ZL-50裝載機進行吊裝施工場地的平整，分層填筑，15t振動平碾碾壓，基礎(chǔ)碾壓后需滿足吊裝穩(wěn)定性要求。

3.2 吊點的選擇及吊繩捆綁

3.2.1 槽身吊點位置的確定

槽身4個吊點位置選擇在槽身4個支座附近，不改變槽身設(shè)計結(jié)構(gòu)，且受力與工作狀態(tài)下受力一致，不會產(chǎn)生吊裝變形問題，設(shè)計剛度、強度均滿足吊裝要求。

3.2.2 吊繩捆綁處理

每個吊點用鋼絲繩繞過槽身支座內(nèi)側(cè)45°角的斜邊處，墊鋼板護角，采用6×19、Φ43.0mm鋼絲繩雙繩起吊，支座處采用6×19、Φ43.0mm短鋼絲繩將支座側(cè)面的鋼絲繩連接，頂部鋼絲繩在橫梁中心線上連接，防止鋼絲繩在起吊過程中滑脫。支座部位采用墊鋼板進行保護，防止局部壓壞。

3.3 槽身吊裝參數(shù)計算

為保證所有槽身吊裝安全，選擇距離地面最高處的槽身（ 樁號：18+344～18+365處，高度33.00m）進行吊裝計算。

3.3.1 吊車平面布置

距兩跨排架間布置兩臺汽車起重吊車，起重吊車背對背安置在排架右側(cè)，平行與水流方向主臂，主臂支點距內(nèi)側(cè)排架50cm，目的為保證在荷載狀態(tài)下減小槽身大幅度移動。渡槽槽身吊裝平面圖見圖2。

圖2 渡槽槽身吊裝平面圖

3.3.2 最小吊裝高度H計算

圖3 渡槽槽身吊裝立面圖

其中H1為排架高度（33.00m）；H2為槽身高度（2.48m）；H3為槽身上平面到吊鉤的高度（H3≥3.26/2×tanɑ=2.82m，ɑ 為吊繩與水平面夾角，按 60°計算），H4為吊鉤至吊臂端部處起重動滑輪高度（≥1.5m）；H5為吊車主臂支撐點距地面高度（1.0m）；

槽身為U型斷面，槽身長度20.97m，每跨自重78.25×104N。

縱向重心：槽身結(jié)構(gòu)對稱，每米縱向截面重量相等，縱向重心位于槽身長度的1/2處，則每跨槽身縱向重心位于10.49m處。

橫向重心：依據(jù)重心計算原則，槽身為U型斷面，橫向重心位于槽身截面重量的1/2處，依據(jù)橫向1/2截面積可得，（即1.24/2截面積處時的位置），則每跨槽身橫向重心在位于槽身底部往上0.81m處。

3.3.4 吊裝幅度及主臂長度計算

槽身預制時，槽身內(nèi)邊緣距排架基礎(chǔ)外邊緣距離為0.40m，排架中心到排架基礎(chǔ)外邊緣設(shè)計距離為3.26m（當排架高度為33.00m時），槽身中心到槽身邊緣設(shè)計距離為1.63m，則槽身起吊中心到排架中心距離為5.29m。

根據(jù)吊車吊臂端部在槽身起吊和就位時最小吊裝高度所對應的位置、考慮吊臂與槽身在起吊至排架頂部高程時和就位至排架頂部時保持必要的安全距離，得出汽車起重機主臂轉(zhuǎn)盤中心到排架中心最小距離為10m，吊車主臂長度S為44.00m。

即槽身起吊時汽車吊吊裝幅度R1=15.29m，槽身就位時的汽車吊吊裝幅度R2=10.00m。

3.3.5 吊車吊臂安全距離及主臂角度計算

3.3.5.1 吊臂安全距離計算

3.3.5.2 主臂角度計算

槽身起吊時的主臂仰角：cos a=R1/S=15.29/44=0.347，a=70°。

槽身就位時的主臂仰角：cos a=R2/S=10.00/44=0.227，a=77°。

3.4 吊車能力計算

3.4.1 槽身吊裝荷載計算

依據(jù)槽身設(shè)計圖紙計算，每跨槽身體積（即槽身混凝土工程量） 為31.3m3，混凝土容重約為2.5×104N/m3，則每跨槽身重量約為78.25×104N。

依據(jù)工程建設(shè)行業(yè)標準《建筑施工起重吊裝安全技術(shù)規(guī)范》：起吊荷載按起吊重量的1.1倍計算，為保證吊裝安全，槽身吊裝荷載按槽身重量的1.2倍計算，則吊裝荷載=78.25×1.2=93.90×104N。

3.4.2 吊車選擇

起吊負荷P=93.9×104N，起吊高度H=41.26m，吊裝幅度R=15.29m，吊車主臂長度44.00m。按照2臺汽車起重機同時起吊，參閱JB/T1375-92《汽車起重機和輪胎起重機基本參數(shù)》的規(guī)定，QAY500t汽車起重機，支腿9.60m全伸，125t配重，可360°旋轉(zhuǎn)，在幅度16.0m情況下，主臂長度47m＞44m，起吊重量57×104N≥46.95×104N，起吊高度44.19m≥41.26m。

起吊重量57×104N＞39.13×104N，即57/（78.25/2）=1.46。

QAY500t汽車起重機起吊重量為實際吊裝重量的1.46倍，滿足吊裝工況要求。

3.4.3 在地形起伏變化情況下，槽身預制不在方案設(shè)定的范圍內(nèi)的吊裝情況

槽身現(xiàn)場預制過程中，在地形起伏變化較大的情況下，不能滿足圖示槽身預制條件要求時，采用在排架附近區(qū)域預制，吊裝時先將預制好的槽身安放至圖示位置處，再進行吊裝。

經(jīng)以上論證，本渡槽槽身吊裝（排架高度33m情況下），采用2臺500t同時起吊滿足槽身吊裝要求。

3.5 槽身吊裝

3.5.1 吊裝順序

結(jié)合工地現(xiàn)場實際情況，33#渡槽位于村村通水泥路距離最近，交通比較便利，有利于大型設(shè)備進入施工現(xiàn)場，考慮到施工方便，吊裝順序從33#→1#渡槽方向依次吊裝施工。

3.5.2 槽身吊裝

槽身吊裝采用兩臺500t汽車起重機，先由一臺500t汽車起重機開至就位區(qū)域，15t汽車起重機安裝配重，安裝就位后，另一臺500t吊車倒進就位區(qū)域，安裝好配重，每個車的腳底部放置尺寸2.5m×2.5m×0.2m鋼板，厚度20cm，吊裝前先進行試吊，在起重工指揮下兩臺吊車同時受力，緩緩吊起30cm后，認真觀察各部位受力情況，確認受力合理，吊車支腿穩(wěn)固，鋼絲繩狀態(tài)良好，方可繼續(xù)起吊。

4 總結(jié)

北趙引黃二期工程水利渡槽槽身跨度21.0m，排架高度33.0m，是我省目前跨度最大的薄壁U型渡槽。在不改變槽身結(jié)構(gòu)受力的情況下，經(jīng)論證采用定點吊裝的施工工藝，使槽身在吊裝過程中的受力與工作狀態(tài)下受力一致。在保證工程質(zhì)量的前提下，即加快了施工進度又節(jié)約了工程成本，為水利工程大型構(gòu)件吊裝施工得到了更好的借鑒。