某水電站壩頂預制梁鋼扒桿吊裝施工方案

唐 斌

（中國電建集團成都勘測設(shè)計研究院有限公司，四川 成都 610000）

1 工程概述

主要工程量：根據(jù)電站左岸壩頂結(jié)構(gòu)布置圖，二期基坑內(nèi)壩頂共2跨預制梁，單跨設(shè)計布置有11榀預制梁，共需吊裝22榀預制梁，其中最大重量梁編號G-1和G-2，單片梁重74.8t,結(jié)構(gòu)型式為矩型。其他T-1 T-2-1 T-2-2 T-3單片梁重分別是72.39t56.144t55.682t55.79t,結(jié)構(gòu)型式為T型；L-1 L-2單片梁重分別是40.239t36.753t,結(jié)構(gòu)型式為矩型。

2 預制梁吊裝施工方案選擇

通過方案比選，最終確定了壩頂預制梁采用鋼扒桿雙釣魚法，使用人字扒桿提梁，扒桿經(jīng)過結(jié)構(gòu)計算符合荷載要求。

2.1 扒桿吊裝預制梁吊孔（點）的設(shè)置

T型梁預留吊孔設(shè)置在翼緣板上，預留吊孔后，原設(shè)計的吊環(huán)取消。

2.2 排架柱預埋鋼筋的處理

根據(jù)扒桿吊的特點，梁的運輸采用運梁小車，如按照設(shè)計圖紙預埋了排架柱的鋼筋，對T-3梁和L-2梁的吊裝和運輸影響極大，運梁小車無法直接通行，只能采取滾筒從已架設(shè)好的T-3梁平移梁，安全風險較大，為此，排架柱預埋鋼筋部分采用澆筑二期混凝土的方案解決。

2.3 扒桿吊作業(yè)流程

扒桿吊裝流程如下：先用千斤頂起梁→運梁小車運梁至人字扒桿A位置→扒桿A、B的滑車組一起起吊預制梁→后小車行走至扒桿A下方位置→扒桿A滑車組收回后，開始起吊預制梁另一端→兩扒桿起吊預制梁，取出后小車→吊運的預制梁片放置在兩閘墩上→移動扒桿就位→兩扒桿同時起吊梁→人工操作葫蘆平移預制梁片→使預制梁就位于支座上方位置,兩滑車組同時落梁至梁支座→就位后固定好預制梁，移動扒桿進行位置調(diào)整，重復上述操作完成一跨梁的吊裝作業(yè)。

2.4 運梁主要施工措施

（1）起梁施工措施。在預制場使用兩個50t液壓千斤頂同時頂預制梁的一端，在頂起來之前，首先將梁的另一端用木方支撐梁翼緣板位置，在橫梁底部墊好備用木方，液壓千斤頂頂升預制梁過程中，在梁的臺座上不斷的加墊木方增高。

（2）預制梁的運輸。預制梁的運輸采用高0.75m，容許承載100t的特制運梁小車，，使用兩臺運梁小車，分別放在梁的兩端，位置離兩端1m處，運梁小車使用卷揚機牽引至扒桿位置，再用人字扒桿開始吊裝預制梁。

由于本次運輸預制梁最大牽引力是3.74t，使用裝載機和5t卷揚機來配合牽引，能夠滿足運輸要求，卷揚機采用Φ17.5mm的鋼絲繩，安全系數(shù)計算大于5。在閘墩上固定的卷揚機在牽引時來回拉動運梁小車后退和向前。

3 雙鉤吊魚法架梁實施方法

3.1 每跨預制梁吊裝規(guī)劃

每跨以上游檢修門槽和工作門槽為界，分成三部分吊裝。第一部分為4榀T-1、1榀G-1梁共5榀，第二部分為L-2、T-2-1、G-2、T-2-2共4榀梁，第三部分為T-3和L-2共2榀梁。

首先進行第一部分4榀T-1及1榀G-1的吊裝，形成施工通道。再依次進行第二部4榀梁和第三部分2榀梁的吊裝，完成一跨梁的吊裝。

其中第三部分為T-3梁和L-2梁，首先進行T-3梁的吊裝，再進行L-2梁的吊裝，吊裝方式同上。第三部分T-3梁和L-2梁的運輸是壩頂預制梁吊裝的一個難點，因T-3梁和L-2梁及檢修門槽蓋板總寬度為3.715m，運梁小車寬度為3.3m，且L-2梁上有預埋欄桿鋼筋，路面鋪裝未澆筑前，預埋鋼筋伸出閘墩混凝土15cm，采取以下方式解決：

（1）在T-3梁和L-2梁上鋪設(shè)15cm*15cm的木方，與檢修門槽蓋板平齊，作為T-3梁與L-2梁的運輸通道。

（2）鋪設(shè)木方比較繁瑣，在每跨吊裝完成后，先進行T-3梁與L-2梁部位的路面鋪裝，便于下一跨預制梁的運輸。因為一跨T-3梁與L-2梁吊裝完成后，第二跨的T-3梁與L-2梁吊裝時間間隔至少在10天以上，有待強時間，基本能夠滿足要求。

3.2 扒桿的架立

扒桿分為A和B，首先用25t吊車先架立中隔墻上的人字形鋼扒桿A，扒桿A架立完成后，及時把扒桿A的前后纜風繩固定好，經(jīng)專業(yè)人員進行檢查合格后才能投入使用，主要檢查扒桿的焊縫是否滿足規(guī)范要求、鋼繩是否滿足設(shè)計要求。

3.3 人字扒桿吊結(jié)構(gòu)計算

根據(jù)預制梁的重量統(tǒng)計結(jié)果，G-1和G-2為每跨預制梁最重的梁，受力計算按G-1、G-2來計算，滿足要求時，其他梁的吊裝也滿足要求。G-1、G-2梁最重，重量為74.8t，預制梁重量按75t計算。吊裝過程中，實際起吊預制梁的一端，即G′=G/2=75/2=37.5T

3.3.1 牽引繩張拉力計算

扒桿“釣魚”架設(shè)

圖1 牽引繩架設(shè)圖

改換吊繩

圖2 改換吊繩后示意圖

預制梁吊裝受力計算圖

圖3 預制梁吊裝受力計算圖

運梁車高0.75m，G-1梁高2.2m，扒桿高度11.832m，預制梁吊運過程中前端與后端按高差0.6m考慮，a=11.832-0.75-2.2=8.882m，b=11.832-0.15-2.2=9.482m，l=17 m，l’=0.8m，h1=h2=11.832m，

P —預制梁重力的1/2+吊具重力。

當預制梁前端接近7#閘墩時，T1牽吊繩解下改系到梁的后端，T2牽吊繩全部承受梁的荷載時：

H—改換吊繩時，拉住梁尾端的卷揚機牽引力。

3.3.2 風纜的拉力計算

這里的風纜拉力不是真正的風纜拉力，S1、S2是兩根風纜拉力的合力，吊裝過程中拉力分別為：

因為a≠b，則S1在時最大，此時x=8.361m

S2在時最大，此時x=8.64m

計算受力圖如下：

圖4 風纜吊裝圖

代入（5）、（6）式得 ：

3.3.3 扒桿所受的豎直軸向力

吊裝荷載產(chǎn)生的豎向力

3.3.4 起重滑車繞出繩對扒桿的壓力：

起重滑車繞出繩對扒桿壓力：

f—單個滑車組的轉(zhuǎn)動系數(shù)。n—滑車組的工作繩數(shù)（繞過動滑車的繩索根數(shù)，即分支數(shù)）。k—導向滑車個數(shù)。

3.3.5 卷揚機的拉力及起重滑車繞出繩的拉力，即卷揚機的拉力

3.3.6 纜風繩初拉力對扒桿的豎直壓力

纜風繩由于自重會對扒桿產(chǎn)生一個初壓力，計算式為：

w1纜風繩的自重撓度，m，一般取l1的3%~5%。

l1纜風繩全長，m。α為纜風繩與地面的交角。

3.4 預制梁的吊裝

第一跨預制梁是吊裝的關(guān)鍵，已經(jīng)完成的上游交通橋作為整個運輸通道，特制的運梁小車通過交通橋?qū)㈩A制梁直接運至中隔墩扒桿架立的位置，然后采用架設(shè)好的鋼扒桿進行吊裝，預制梁吊裝順序按照已經(jīng)批準的吊裝方案有條不紊的進行。

一跨預制梁吊裝完成后，首先進行橫隔板的鋼筋連接，采用人工焊接，使一跨預制梁連接成一個整體。然后將A和B扒桿分別架立在一跨相對的閘墩上，按照以上操作完成一跨預制梁的吊裝?，F(xiàn)場嚴格實施吊裝設(shè)計方案，同時做好安全防護措施，最終順利完成大壩壩頂預制梁吊裝任務。