刘东宏
中石化中原建设工程有限公司 河南 濮阳 457001
摘要：近年来，我国油气管道里程越来越长，所经地形复杂多样，当遇到山川、河流等特殊地段，管道采取跨越的敷设方式，是较为安全、优质、经济、高效的施工方法，在优化管道路由、节约工程投资、保障管道运营安全、运维方便等方面具较大优势，本文主要介绍大型管道跨越桁架的安装与吊装工艺。
关键词：钢结构;非预应力;桁架;安装;工艺
引言
大型管道桁架结构的跨越施工方法，在油气管道工程中被广泛应用，其优点有：结构简单、可以灵活布置，能够降低空中拼装三维控制的难度，减少高空作业量，减少搭设脚手架的费用，目前桁架结构的跨越施工技术已经比较成熟，能够确保工程质量、工程进度和施工安全，为施工企业取得良好的经济效益和社会效益。
1.工程简介
普光气田分水岭区块地面集输工程后河桁架跨越管线起点里程3km+737.1m，终点里程3km+862.8m采用桁架跨越，桁架主采用二跨矩形桁架跨越方式跨越后河，跨越结构位于线路桩号BC25～BC26之间，主跨72m（重量55t），副跨36m（重量29t），总跨度109.2m，跨越高程为364.00m，属中型跨越工程。
桁架上部结构采用空间矩形钢管桁架，桁架主体、检修通道、钢爬梯等附属结构采用Q235B钢材。桁架截面高度为3.6m，宽度为3.0m；桁架上、下弦杆均采用φ273×12无缝钢管，下弦管托处腹杆采用HW200×200宽翼缘H型钢，其余腹杆为φ159×8无缝钢管，桁架空间支撑杆件采用φ159×8无缝钢管。天然气管线布置在桁架下弦，管道通过工艺管拖搁置在桁架下弦上。在桁架下弦上设置人行通道，人行通道两侧设置1.2m高的护栏。下部结构采用C30钢筋混凝土钻孔灌注桩基础。
2.桁架结构预制
本工程桁架为矩形钢管桁架，桁架截面高度为3.6m，宽度为3.0m；在桁架下弦上设置人行通道，人行通道两侧设置1.2m高的护栏。由于桁架跨越长度较长，为提高功效及质量、提高预制精度，减少桁架在运输过程中受力变形，因此桁架考虑在现场预制。
2.1杆件应顺直，无扭曲、损伤等缺陷，一般应使各杆件轴线在节点处汇于一点。
2.2在预制过程中，如出现弯曲变形，用楔铁和角钢抓配合使用，楔铁长200mm，高度100mm，把楔铁放在角钢抓与柱面之间，用锤往里砸。
2.3桁架在预制组拼时着重控制三根弦杆的饶曲度和桁架轴线的中心偏差，及桁架的起拱变形控制，同时在桁架的组拼过程中，主杆（上下弦杆）接头应相互错开，水平距离不小于2m，且接头位置不得设在桁架节点处，接头位置距离节点板边缘不小于200mm。
2.4对于桁架节点处汇交的重合和桁架的整体结构，并在每一个杆件与节点板安装的中心位置预先做好标记，以便安装准确，同时在桁架各面的水平腹杆的中心位置也作上标记，以便检测桁架各方面的轴线偏差。
3.桁架吊装工艺
3.1吊装工艺简介及计算
桁架正式吊装前，需要把36m、72m桁架平移至吊装位置，以确保吊点位于吊车起吊半径内，为确保桁架平移后的位置与方案设计位置一致，需在场地上采用红色油漆喷出桁架边角的位置。桁架的吊装平移顺位为先吊装72m桁架，再吊装36m桁架。
72m桁架平移交接及吊装，第一步：采用2台吊车（100t、260t）将72m桁架逆时针旋转四次，累计移动37°，累计旋转平移距离31.41m，100t依次站在5号、6号、7号、8号吊装平台上，每次吊装时距离桁架中心最远8m,260t吊车站在1号吊装平台上，吊装时距离桁架中心最远15.8m,100t吊车起吊高度约6.87m，260t吊车起吊高度约为24.97m，其中100t吊车负责在桁架北端端部起吊，260t吊车负责主吊，吊点位于距桁架南端12m处，每次吊装桁架位置旋转平移距离8m,在进行72m桁架旋转平移时，100t吊车站位与桁架中心最远距离为8m，按照吊装半径8m计算，根据站位及起重高度计算，吊臂在11.2m，夹角在44°时，满足吊装要求。260t吊车站位与桁架中心最远距离为15.8m，按照吊装半径16m计算，根据站位及起重高度计算，吊臂在30.5m，夹角在58°时，满足吊装要求。⑴桁架吊装验算：吊装负荷：桁架总重50.7t,考虑到钢丝绳、吊钩等重量，桁架总重量按照55t，每台吊车的受力为：根据72m桁架受力计算得知；260t吊车承受的重量为330KN，100t吊车承受的重量为220KN。(2)考虑到双机抬吊各台起重机械所承受的载荷不能超过各自额定起重能力的75%，260t吊车需要承受的重量为440KN，100t吊车需要承受的重量为294KN。
3.2吊装前验收和试吊演练
吊装前验收（1）吊装设备和吊车性能的检查：此项工作由专职安全人员和设备管理人员按照设备编制的起重设备检查表和吊装性能参数进行检查。安全防护装置及各指示仪表齐全完好。（2）吊装机具的检查验收：吊装作业使用的钢丝绳，锁扣、卡环必须和方案选用的相符，并且符合安全规定，并至少准备一套工具备用；（3）吊装作业区的清理。吊装作业区的地基要平整坚实。（4）吊装区域外设置警示带，防止无关人员进入，受到伤害。
试吊演练（1）吊车在将配重、吊臂、大钩跑绳安装完成后，进行必要的试运行，确保设备运转平稳、正常、无异响；（2）试吊高度一般小于0.1-0.2m，经试吊发现无异常时方可进行起吊，按方案平移过程为200mm，吊装为100-200mm。（3）吊车起钩，桁架100mm~200mm时停止起吊，使设备在这种状态下停滞3分钟，观察无异常后，正式起吊。（4）司索在注意指挥人员信号和离地重物的同时，还要注意起重设备支撑腿有无离地或地基下陷情况。（5）由于采用双机抬吊作业时，抬吊时统一指挥。起重指挥动作配合协调。在吊装过程中观察两台起重机的吊钩应保持垂直状态。（6）起重指挥人员在指挥过程中必须保证有响哨和手势两种信号。（7）在不调整情况下，使桁架吊装至地面约300mm高度，距离地面高度不超过0.3m的状态下缓慢旋转，使桁架位于基础下部结构钢支座的正上方，再缓慢下钩，让桁架安装在基础钢构件上。（8）进行吊装前安全检查及情况确认，确认无误后，签发吊装令开始吊装；（9）整个吊装的过程要求缓慢、平稳，并在转杆过程中应有专人监视臂杆与框架、塔吊的安全距离，安排好起重指挥传递信号，各岗位人员观察地面情况及设备和吊车的空中干涉情况，发现情况应立即通知吊装指挥。
3.3 72m桁架吊装工艺
第一步：用倒链将36m桁架平移至预制场地西南角的场地边缘，为72m桁架平移吊装留出作业场地。第二步：72m桁架旋转平移及交接，36m桁架平移到位后再采用2台吊车（100t、260t）将72m桁架分四次逆时针旋转移动37°，旋转平移距离31.41m，100t吊车负责在桁架北端端部起吊，260t吊车负责主吊，吊点位于距桁架南端12m处，260t吊车挂钩时将300t吊车吊钩一同挂在吊点上，300t吊车不参与起吊。当100t吊车与260t吊车完成，100t吊车与260t吊车同时放钢丝绳，在桁架放到预制场地稳固后，由于桁架放至预制场地时260t吊车仍旧处于受力状态，所以和起吊时状态一样，桁架处于平衡状态，此时采用自行走高空作业车将施工人员送至高处将300t吊车的起吊钢丝绳挂到300t吊车的挂钩上，在300t吊车钢丝绳处于受力状态时，摘下260t吊车的起吊钢丝绳。第三步：72m桁架吊装，72m桁架平移到位后由1台100t吊车和1台300t吊车共同抬吊至基础-1、基础-2的盖梁上。
3.4 36m桁架吊装工艺
第一步：36m桁架平移至预制场地东侧，先用100T吊车将36m桁架平移至预制场地东侧，桁架顺河道摆放到位后，由1台260t吊车顺时针方向吊至1号吊装平台与2号吊装平台之间的施工便道上（顺河道方向摆放）第二步：将36m桁架摆放到便桥上，由300t吊车将36m桁架顺时针吊至便桥上摆放。第三步：将36m桁架抬吊至盖梁上，采用1台300t、1台100t吊车将36m桁架抬吊至基础-2和基础-3的盖梁上进行固定。
结束语
桁架结构具有绿色、环保、施工速度快等优点，在未来有着广阔的发展空间。在桁架钢结构还施工时，应当认真做好施工前的准备工作，充分发挥技术引领，注重施工现场管理，加强过程控制，落实安全管理措施，且要保证桁架施工满足设计和规范要求。
参考文献：
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