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(duì)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(dòng)吊耳以及多點(diǎn)吊裝技術(shù)，對(duì)方案進(jìn)行優(yōu)化和技術(shù)經(jīng)濟(jì)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(xiǎn)，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(tái)；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(jī)排架啟閉平臺(tái)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(tái)，如繼續(xù)采用現(xiàn)澆混凝土施工方法，將無(wú)法保證在來(lái)年3月汛期來(lái)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(guò)多方論證和協(xié)商，施工單位最終同意采用現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制啟閉平臺(tái)構(gòu)件整體吊裝施工方案，已確保汛期到來(lái)之前完成啟閉平臺(tái)施工。

經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)考察，利用該工程溢流壩下游靠近壩體施工通道一側(cè)場(chǎng)地，可以按兩排分塊預(yù)制啟閉平臺(tái)，如對(duì)原施工通道進(jìn)行加寬加高處理，能滿足大型履帶式起重機(jī)布置要求。

2 吊裝方案設(shè)計(jì)與論證

2.1 方案設(shè)計(jì)

根據(jù)溢流壩工作門啟閉平臺(tái)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(guó)利勃海爾LR1400-2/400t液壓履帶起重機(jī) （以下簡(jiǎn)稱400t履帶吊）單機(jī)多吊點(diǎn)吊裝就位方案，以降低大型吊裝設(shè)備運(yùn)輸成本和輪渡風(fēng)險(xiǎn)，降低作業(yè)難度和安全風(fēng)險(xiǎn)，提高進(jìn)退場(chǎng)工作效率，有利于按計(jì)劃組織施工。

圖1 啟閉機(jī)平臺(tái)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(tái)為重型預(yù)制鋼筋混凝土構(gòu)件，第6跨啟閉平臺(tái)自重約163.0t，第7跨至第15跨啟閉平臺(tái)自重均為154.0t，第16跨啟閉平臺(tái)自重約157.0t；以第6跨啟閉平臺(tái)預(yù)制構(gòu)件的吊裝參數(shù)作為依據(jù)，有利于簡(jiǎn)化該方案的論證計(jì)算過(guò)程。根據(jù)該鋼筋混凝土啟閉平臺(tái)結(jié)構(gòu)對(duì)稱分布的特點(diǎn)，可以認(rèn)為其重心即為平臺(tái)中心，在吊裝啟閉平臺(tái)構(gòu)件時(shí)，設(shè)定400t履帶吊的吊鉤中心與啟閉平臺(tái)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(tái)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(shí)測(cè)距離20.0m、平臺(tái)梁寬6.2m、400t履帶吊起重臂寬2.4mm以及起重臂與平臺(tái)之間的安全距離 （為了避免在吊運(yùn)就位過(guò)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(jì)算該履帶吊起重臂的長(zhǎng)度約為70.3m（計(jì)算過(guò)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(zhǎng)度77m，其組合工況為77m主臂+260t超起配重工況。

（3）負(fù)荷率計(jì)算：該履帶吊（77m主臂+260t超起配重）在工作幅度20.0m時(shí)的額定起重量為182.0t，吊運(yùn)第6跨啟閉機(jī)平臺(tái)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(jī)平臺(tái)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(jī)平臺(tái)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(jì)算，滿足該工程啟閉平臺(tái)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(jì)算

①根據(jù)吊點(diǎn)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(jì)算鋼絲繩的長(zhǎng)度約為18.8m，考慮卡環(huán)和移動(dòng)吊耳的尺寸，起吊鋼絲繩實(shí)際長(zhǎng)度取L=18.2m。②按起吊最重預(yù)制構(gòu)件（165t）計(jì)算鋼絲繩的實(shí)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(shí)用起重吊裝手冊(cè)》[1]，其破斷拉力為170.5t，計(jì)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(jì)算，確定起吊鋼絲繩規(guī)格為：6×37+1-52-170，長(zhǎng)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(tái)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(dòng)吊耳設(shè)計(jì)制作

因?yàn)樵搯㈤]平臺(tái)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(xiǎn)也很大；經(jīng)過(guò)工藝比較和技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，認(rèn)為采用移動(dòng)吊耳能解決該項(xiàng)施工難題，根據(jù)每個(gè)吊點(diǎn)起吊鋼絲繩最大受力24.2t，每個(gè)吊點(diǎn)采用35t移動(dòng)吊耳通過(guò)啟閉平臺(tái)各吊點(diǎn)4個(gè)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(jì)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(yàn)合格方可投入使用。

2.3 吊裝方案綜述

采用德國(guó)利勃海爾400t履帶吊單機(jī)依次吊運(yùn)各跨啟閉平臺(tái)構(gòu)件就位安裝，起吊鋼絲繩（6×37+1-φ52-170）4根，每根長(zhǎng)度18.2m；35t起重卡環(huán)8個(gè)；35t移動(dòng)吊耳8個(gè)。

3 施工條件及環(huán)境要求

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

（2）啟閉平臺(tái)應(yīng)在下游施工場(chǎng)地指定位置進(jìn)行預(yù)制，并嚴(yán)格按方案要求在每個(gè)吊點(diǎn)為止布置固定移動(dòng)吊耳的預(yù)埋螺栓，嚴(yán)格按有關(guān)過(guò)程要求進(jìn)行維護(hù)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(jiān)實(shí)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(tái)預(yù)制及吊裝場(chǎng)地必須需清理干凈，堅(jiān)實(shí)平整，并滿足排水要求。

（5）在啟閉平臺(tái)立柱上部的適當(dāng)位置搭設(shè)臨時(shí)平臺(tái)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(yùn)輸?shù)缆繁仨殱M足履帶吊主機(jī)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(tái)構(gòu)件預(yù)制、活動(dòng)吊耳制作等）→履帶吊運(yùn)輸、組裝與布置→依次吊裝第六跨至第十六跨啟閉平臺(tái)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(tái)構(gòu)件綁掛→試吊→吊運(yùn)構(gòu)件至安裝位置上方→調(diào)整啟閉平臺(tái)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(tái)吊裝方案應(yīng)通過(guò)設(shè)計(jì)、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(shí)組織全員進(jìn)行安全技術(shù)交底。③閉平臺(tái)安裝作業(yè)人員應(yīng)按方案要求提前做好各項(xiàng)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(dòng)吊耳的預(yù)埋螺栓的設(shè)置要求，預(yù)制啟閉平臺(tái)構(gòu)件并嚴(yán)格按要求進(jìn)行保養(yǎng)。⑤嚴(yán)格按方案要求制作移動(dòng)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(yùn)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(guò)載重拖車運(yùn)至貢獻(xiàn)梧州某水利樞紐溢流壩上游臨時(shí)碼頭，再通過(guò)車載渡船運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行組裝。②根據(jù)啟閉平臺(tái)吊裝方案要求現(xiàn)場(chǎng)組裝400t履帶吊。③根據(jù)啟閉平臺(tái)吊裝方案及每跨啟閉平臺(tái)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(shí)放置位置應(yīng)堅(jiān)實(shí)平整，吊運(yùn)通道暢通無(wú)阻礙。④模擬啟閉平臺(tái)吊裝過(guò)程，檢查履帶吊的起重性能及吊運(yùn)通道是否滿足要求。⑤按啟閉平臺(tái)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(diǎn)位置安裝8個(gè)移動(dòng)吊耳，然后用35t卡環(huán)和4根鋼絲繩（選6×37+1-φ52-170，長(zhǎng)18.5m）按方案要求綁掛啟閉平臺(tái)構(gòu)件，確保每根鋼絲繩受力均勻。

4.5 試吊

起吊啟閉平臺(tái)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(jī)具的工作狀況，經(jīng)檢查無(wú)誤后繼續(xù)起升只2000mm然后下降制動(dòng)2～3次，經(jīng)檢查如履帶吊起升機(jī)構(gòu)制動(dòng)裝置動(dòng)作準(zhǔn)確可靠，無(wú)異常情況即可開(kāi)始正式開(kāi)始吊裝作業(yè)。

4.6 吊運(yùn)就位

吊運(yùn)啟閉平臺(tái)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(tái)構(gòu)件位置，經(jīng)檢查無(wú)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(tái)已固定牢固后方可指揮履帶吊司機(jī)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(tái)構(gòu)件吊運(yùn)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(tái)構(gòu)件就位安裝。

5 質(zhì)量控制措施

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

（2）加強(qiáng)400t履帶吊、活動(dòng)起重吊耳，起吊鋼絲繩、麻繩等索具的進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收及維護(hù)保養(yǎng)工作，確保其使用安全可靠。

（3）起重機(jī)械布置、吊點(diǎn)位置必須嚴(yán)格按方案要求執(zhí)行，加強(qiáng)過(guò)程監(jiān)督，確保啟閉平臺(tái)預(yù)制構(gòu)件在吊運(yùn)過(guò)程中不碰撞溢流壩工作門立柱，有效保護(hù)有關(guān)成品質(zhì)量不被破壞。

（4）嚴(yán)按啟閉平臺(tái)施工圖要求進(jìn)行安裝和固定，確保其運(yùn)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(guò)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(chǎng)施工經(jīng)驗(yàn)。

（3）所有起重機(jī)具必須嚴(yán)按方案要求和國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)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(wú)關(guān)人員進(jìn)入或通過(guò)。

（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(jìn)行。

（6）高空作業(yè)人員及現(xiàn)場(chǎng)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(tái)應(yīng)設(shè)置安全圍欄，啟閉卷?yè)P(yáng)機(jī)吊裝孔應(yīng)設(shè)置臨時(shí)蓋板并采取固定措施。

（8）嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)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(hù)措施

啟閉平臺(tái)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(shí)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(shí)回收箱中，并按要求及時(shí)清理，施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)保持整潔，做到“工完、料盡、場(chǎng)地清”。

8 現(xiàn)場(chǎng)事故應(yīng)急措施

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

9 實(shí)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(diǎn)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(dòng)強(qiáng)度和安全風(fēng)險(xiǎn)，施工質(zhì)量得到有效保證；由于準(zhǔn)備充分，僅用5d時(shí)間就安全高效地完成了整個(gè)吊裝工程；在汛期到來(lái)之前，已將500t履帶吊安全撤離施工現(xiàn)場(chǎng)，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(píng)，非常值得在類似工程中推廣和應(yīng)用。

[1]楊文淵.《實(shí)用起重吊裝手冊(cè)》.上?？茖W(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(jí)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(jí)工程師，本科，主要從事起重機(jī)械和起重技術(shù)管理工作。