大型承重構(gòu)件整體預(yù)制及吊裝技術(shù)

梁光雄，楊濤丞（廣西電力工程建設(shè)有限公司，廣西南寧市530000）

大型承重構(gòu)件整體預(yù)制及吊裝技術(shù)

梁光雄，楊濤丞（廣西電力工程建設(shè)有限公司，廣西南寧市530000）

本文針對廣西某水利樞紐工程大型承重鋼筋混凝土構(gòu)件整體預(yù)制及吊裝作業(yè)要求，采用預(yù)埋地腳螺栓和移動吊耳以及多點吊裝技術(shù)，對方案進行優(yōu)化和技術(shù)經(jīng)濟論證，有效解決了大型承重預(yù)制構(gòu)件整體預(yù)制及吊裝技術(shù)難題，極大地降低了施工風(fēng)險，提高了作業(yè)效率，縮短了施工工期，降低了施工成本，其成功案例可供同類工程參考。

溢流壩；啟閉平臺；承重構(gòu)件；整體預(yù)制；吊裝技術(shù)

1 工程概況

廣西某水利樞紐工程溢流壩工作門啟閉機排架啟閉平臺為大型承重鋼筋混凝土構(gòu)件，共16件，其頂面標(biāo)高為50500mm。原方案采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土工藝，已于當(dāng)年12月中下旬完成前5跨施工，后續(xù)11跨啟閉平臺，如繼續(xù)采用現(xiàn)澆混凝土施工方法，將無法保證在來年3月汛期來臨前完成施工，存在安全度汛隱患，業(yè)主方非常擔(dān)憂。經(jīng)過多方論證和協(xié)商，施工單位最終同意采用現(xiàn)場預(yù)制啟閉平臺構(gòu)件整體吊裝施工方案，已確保汛期到來之前完成啟閉平臺施工。

經(jīng)過現(xiàn)場考察，利用該工程溢流壩下游靠近壩體施工通道一側(cè)場地，可以按兩排分塊預(yù)制啟閉平臺，如對原施工通道進行加寬加高處理，能滿足大型履帶式起重機布置要求。

2 吊裝方案設(shè)計與論證

2.1 方案設(shè)計

根據(jù)溢流壩工作門啟閉平臺預(yù)制構(gòu)件安裝位置標(biāo)高50.5m、最大預(yù)制構(gòu)件自重163t，外形尺寸18m×6.2m×2.0mm，擬采用德國利勃海爾LR1400-2/400t液壓履帶起重機 （以下簡稱400t履帶吊）單機多吊點吊裝就位方案，以降低大型吊裝設(shè)備運輸成本和輪渡風(fēng)險，降低作業(yè)難度和安全風(fēng)險，提高進退場工作效率，有利于按計劃組織施工。

圖1 啟閉機平臺梁吊裝受力圖

2.2 方案論證

2.2.1 論證依據(jù)

該工程啟閉平臺為重型預(yù)制鋼筋混凝土構(gòu)件，第6跨啟閉平臺自重約163.0t，第7跨至第15跨啟閉平臺自重均為154.0t，第16跨啟閉平臺自重約157.0t；以第6跨啟閉平臺預(yù)制構(gòu)件的吊裝參數(shù)作為依據(jù)，有利于簡化該方案的論證計算過程。根據(jù)該鋼筋混凝土啟閉平臺結(jié)構(gòu)對稱分布的特點，可以認(rèn)為其重心即為平臺中心，在吊裝啟閉平臺構(gòu)件時，設(shè)定400t履帶吊的吊鉤中心與啟閉平臺上平面的垂直距離為8.0m。

2.2.2 確定履帶吊組合工況

（1）根據(jù)啟閉平臺就位后其上平面標(biāo)高55.5m、中心線與履帶吊回轉(zhuǎn)中心線的實測距離20.0m、平臺梁寬6.2m、400t履帶吊起重臂寬2.4mm以及起重臂與平臺之間的安全距離 （為了避免在吊運就位過程中碰桿，取吊鉤垂直中心線與臂桿中心線之間的距離為6.5m），計算該履帶吊起重臂的長度約為70.3m（計算過程略）。

（2）根據(jù)該履帶吊起重臂組合系列標(biāo)準(zhǔn)，選擇起重臂長度77m，其組合工況為77m主臂+260t超起配重工況。

（3）負(fù)荷率計算：該履帶吊（77m主臂+260t超起配重）在工作幅度20.0m時的額定起重量為182.0t，吊運第6跨啟閉機平臺構(gòu)件（起吊重量約165t）的負(fù)荷率為（165÷182）×100%= 90.7%，滿足吊裝要求。

第7跨至第15跨啟閉機平臺起吊重量約156t，400t履帶吊的負(fù)荷率為（156÷182）×100%=85.7%，滿足吊裝要求。

第16跨啟閉機平臺起吊重量約159t，400t履帶吊的起吊負(fù)荷率為（159÷182）×100%=87.4%，滿足吊裝要求。

（4）400t履帶吊組合工況及起重性能

根據(jù)以上計算，滿足該工程啟閉平臺構(gòu)件安全吊裝要求的400t履帶吊組合工況為：77m主臂+260t超起配重；起重性能為R=20.0m，Q=182.0t。

2.2.3 起吊鋼絲繩計算

①根據(jù)吊點位置、起吊鋼絲繩綁掛的方法以及起吊鋼絲繩張緊受力后吊鉤中心線與預(yù)制構(gòu)件上平面的距離（8.0m），計算鋼絲繩的長度約為18.8m，考慮卡環(huán)和移動吊耳的尺寸，起吊鋼絲繩實際長度取L=18.2m。②按起吊最重預(yù)制構(gòu)件（165t）計算鋼絲繩的實際拉力約為24.2t，根據(jù)安全規(guī)程，起吊鋼絲繩的安全系數(shù)為6～10；選擇鋼絲繩6×37+1-52-170為起吊鋼絲繩，查《實用起重吊裝手冊》[1]，其破斷拉力為170.5t，計算該起吊千斤繩安全系數(shù)K=170.5/24.2=7.0，滿足安全要求。⑶根據(jù)上述計算，確定起吊鋼絲繩規(guī)格為：6×37+1-52-170，長度18.2m×4。

2.2.4 起重卡環(huán)選擇

根據(jù)起吊鋼絲繩最大受力24.2t，為確保啟閉平臺吊裝作業(yè)安全，決定選用35t起重卡環(huán)用于該吊裝工程。

2.2.5 移動吊耳設(shè)計制作

因為該啟閉平臺預(yù)制構(gòu)件的截面尺寸較大 （6.2m× 2.0mm），起吊鋼絲繩太粗，自重大僵性更大，按通常做法采用摟捆法綁掛預(yù)制構(gòu)件的難度和風(fēng)險也很大；經(jīng)過工藝比較和技術(shù)經(jīng)濟分析，認(rèn)為采用移動吊耳能解決該項施工難題，根據(jù)每個吊點起吊鋼絲繩最大受力24.2t，每個吊點采用35t移動吊耳通過啟閉平臺各吊點4個M46預(yù)埋螺栓固定連接，既提大大高了作業(yè)效率，又降低了施工成本。根據(jù)吊耳設(shè)計制作有關(guān)資料，采用Q345制作35t起重吊耳[2]，其焊縫必須嚴(yán)格按有關(guān)規(guī)范要求檢驗合格方可投入使用。

2.3 吊裝方案綜述

采用德國利勃海爾400t履帶吊單機依次吊運各跨啟閉平臺構(gòu)件就位安裝，起吊鋼絲繩（6×37+1-φ52-170）4根，每根長度18.2m；35t起重卡環(huán)8個；35t移動吊耳8個。

3 施工條件及環(huán)境要求

（1）啟閉機工作閘門混凝土立柱應(yīng)按要求施工完畢并經(jīng)驗收合格，維護保養(yǎng)條件滿足啟閉平臺承重要求；力能布置合理、到位。

（2）啟閉平臺應(yīng)在下游施工場地指定位置進行預(yù)制，并嚴(yán)格按方案要求在每個吊點為止布置固定移動吊耳的預(yù)埋螺栓，嚴(yán)格按有關(guān)過程要求進行維護保養(yǎng)，以滿足吊裝要求。

（3）400t履帶吊布置位置及行走通道要求堅實平整，坡度在2°范圍以內(nèi)，滿足履帶吊行走要求。

（4）啟閉平臺預(yù)制及吊裝場地必須需清理干凈，堅實平整，并滿足排水要求。

（5）在啟閉平臺立柱上部的適當(dāng)位置搭設(shè)臨時平臺和走道，確保起重吊裝作業(yè)人員和安裝人員施工安全。

（6）廣西某水利樞紐上游兩岸碼頭及運輸?shù)缆繁仨殱M足履帶吊主機及拖車安全行駛及輪渡要求。

4 吊裝技術(shù)及方法

4.1 吊裝流程

（1）吊裝作業(yè)流程：準(zhǔn)備工作（含技術(shù)準(zhǔn)備、啟閉平臺構(gòu)件預(yù)制、活動吊耳制作等）→履帶吊運輸、組裝與布置→依次吊裝第六跨至第十六跨啟閉平臺構(gòu)件→吊裝作業(yè)結(jié)束。

（2）吊裝工藝流程：準(zhǔn)備工作→啟閉平臺構(gòu)件綁掛→試吊→吊運構(gòu)件至安裝位置上方→調(diào)整啟閉平臺就位固定安裝→履帶吊脫鉤撤離。

4.2 準(zhǔn)備工作

①啟閉平臺吊裝方案應(yīng)通過設(shè)計、施工、監(jiān)理和業(yè)主等有關(guān)各方的審核。②施工負(fù)責(zé)人應(yīng)提前按要求辦理《安全施工作業(yè)票》，及時組織全員進行安全技術(shù)交底。③閉平臺安裝作業(yè)人員應(yīng)按方案要求提前做好各項施工準(zhǔn)備工作。④嚴(yán)格按吊裝平面布置、預(yù)制施工圖及固定移動吊耳的預(yù)埋螺栓的設(shè)置要求，預(yù)制啟閉平臺構(gòu)件并嚴(yán)格按要求進行保養(yǎng)。⑤嚴(yán)格按方案要求制作移動吊耳，準(zhǔn)備起重卡環(huán)、起吊鋼絲繩以及攬風(fēng)麻繩。

4.3 履帶吊運輸、組裝與布置

①按方案要求將400t履帶吊（77m主臂+260t超起配重）通過載重拖車運至貢獻梧州某水利樞紐溢流壩上游臨時碼頭，再通過車載渡船運至施工現(xiàn)場進行組裝。②根據(jù)啟閉平臺吊裝方案要求現(xiàn)場組裝400t履帶吊。③根據(jù)啟閉平臺吊裝方案及每跨啟閉平臺吊裝工藝要求布置400t履帶吊，其布置位置及超起配重的臨時放置位置應(yīng)堅實平整，吊運通道暢通無阻礙。④模擬啟閉平臺吊裝過程，檢查履帶吊的起重性能及吊運通道是否滿足要求。⑤按啟閉平臺起吊位置布置履帶吊超起裝置。

4.4 構(gòu)件綁掛

根據(jù)吊點位置安裝8個移動吊耳，然后用35t卡環(huán)和4根鋼絲繩（選6×37+1-φ52-170，長18.5m）按方案要求綁掛啟閉平臺構(gòu)件，確保每根鋼絲繩受力均勻。

4.5 試吊

起吊啟閉平臺構(gòu)件離地200mm后停止起升，全面檢查履帶吊、鋼絲繩、卡環(huán)和吊耳等機具的工作狀況，經(jīng)檢查無誤后繼續(xù)起升只2000mm然后下降制動2～3次，經(jīng)檢查如履帶吊起升機構(gòu)制動裝置動作準(zhǔn)確可靠，無異常情況即可開始正式開始吊裝作業(yè)。

4.6 吊運就位

吊運啟閉平臺構(gòu)件至其安裝位置上方500m處停止，緩慢下降就位。

4.7 固定安裝

調(diào)整啟閉平臺構(gòu)件位置，經(jīng)檢查無誤后焊接固定。

4.8 履帶吊脫鉤撤離

起重指揮人員在確認(rèn)啟閉平臺已固定牢固后方可指揮履帶吊司機及起重作業(yè)人員先讓超期配重落地，然后脫鉤卸載。按下一跨啟閉平臺構(gòu)件吊運就位要求調(diào)整布置400t履帶吊及超起裝置。

4.9 用同樣工藝依次吊裝相鄰其他10跨啟閉平臺構(gòu)件就位安裝。

5 質(zhì)量控制措施

（1）啟閉平臺構(gòu)件的預(yù)制和保養(yǎng)必須達到施工圖紙及有關(guān)規(guī)程要求，固定移動吊耳的地腳螺栓保護措施到位。

（2）加強400t履帶吊、活動起重吊耳，起吊鋼絲繩、麻繩等索具的進場驗收及維護保養(yǎng)工作，確保其使用安全可靠。

（3）起重機械布置、吊點位置必須嚴(yán)格按方案要求執(zhí)行，加強過程監(jiān)督，確保啟閉平臺預(yù)制構(gòu)件在吊運過程中不碰撞溢流壩工作門立柱，有效保護有關(guān)成品質(zhì)量不被破壞。

（4）嚴(yán)按啟閉平臺施工圖要求進行安裝和固定，確保其運行質(zhì)量。

6 安全控制措施

（1）吊裝方案必須按規(guī)定經(jīng)過審批和專家論證，并在作業(yè)前組織全員培訓(xùn)和交底。

（2）特種作業(yè)人員必須持證上崗，起重指揮人員應(yīng)具有豐富的現(xiàn)場施工經(jīng)驗。

（3）所有起重機具必須嚴(yán)按方案要求和國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)驗收合格方可投入使用。

（4）吊裝作業(yè)區(qū)域應(yīng)按要求設(shè)置安全警戒線，嚴(yán)謹(jǐn)無關(guān)人員進入或通過。

（5）當(dāng)遇有大霧、雷雨和大風(fēng)等惡劣天氣應(yīng)停止吊裝作業(yè)，大型承重構(gòu)件吊裝不宜夜間進行。

（6）高空作業(yè)人員及現(xiàn)場監(jiān)督人員必須正確使用“三寶”，安全帶必須高掛低用。

（7）啟閉平臺應(yīng)設(shè)置安全圍欄，啟閉卷揚機吊裝孔應(yīng)設(shè)置臨時蓋板并采取固定措施。

（8）嚴(yán)格執(zhí)行國家和水電行業(yè)有關(guān)安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

7 文明施工和環(huán)境保護措施

啟閉平臺按指定位置預(yù)制，構(gòu)件、設(shè)備和材料應(yīng)按規(guī)劃定置堆放整齊有序，標(biāo)識清楚；施工用電源線和電焊線要按照安全使用要求敷設(shè)整齊；施工中的垃圾、廢料等要放到臨時回收箱中，并按要求及時清理，施工現(xiàn)場應(yīng)保持整潔，做到“工完、料盡、場地清”。

8 現(xiàn)場事故應(yīng)急措施

針對可能發(fā)生的高處墜落、物體打擊、觸電等事故，編制現(xiàn)場應(yīng)急處置方案；設(shè)立現(xiàn)場應(yīng)急組織機構(gòu)，明確職責(zé)、責(zé)任人及聯(lián)系電話；加強應(yīng)急培訓(xùn)和應(yīng)急演練，做好應(yīng)急儲備工作，確保應(yīng)急措施到位。

9 實施效果

該工程大型承重鋼筋混凝土構(gòu)件采用整體預(yù)制和多點吊裝技術(shù)，大大減少了高空作業(yè)工作量，降低了施工人員的勞動強度和安全風(fēng)險，施工質(zhì)量得到有效保證；由于準(zhǔn)備充分，僅用5d時間就安全高效地完成了整個吊裝工程；在汛期到來之前，已將500t履帶吊安全撤離施工現(xiàn)場，消除了安全度汛隱患。安全可靠地吊裝技術(shù)和高效優(yōu)質(zhì)的工程服務(wù)得到了業(yè)界好評，非常值得在類似工程中推廣和應(yīng)用。

[1]楊文淵.《實用起重吊裝手冊》.上海科學(xué)技術(shù)出版社.

[2]化工設(shè)備吊耳及工程技術(shù)要求（HGT21574-2008）.

TU758.12

A

2095-2066（2016）35-0025-02

2016-11-15

梁光雄（1966-），男，高級工程師，本科，主要從事特種設(shè)備、起重技術(shù)、電力工程和建筑工程管理工作。

楊濤丞（1980-），男，高級工程師，本科，主要從事起重機械和起重技術(shù)管理工作。