基于超大型水利渡槽提运架施工技术研究

发表时间:2021/8/10   来源:《工程建设标准化》2021年9期   作者:赵海松
[导读] 渡槽预制架设是世界上第一种超大型渡槽机械化快速施工方法

        赵海松
        烟台本盛水利工程有限公司   山东省烟台市  265200

        摘要:渡槽预制架设是世界上第一种超大型渡槽机械化快速施工方法。渡槽安装设备采用了完整的渡槽码头,无需与地面接触,大大减少了地基处理工程的数量,降低了投资成本,节省了大量的辅助工程和必要的人力、机械和设备,其先进性和实用性均十分突出。
        关键词:超大型水利渡槽;提运架施工;技术;
        文章基于超大型水利U型渡槽的结构特点,从超大型水利渡槽提运架施工特点入手,通过分析超大型水利渡槽提运架、运槽车及架槽机的相关设备、工序和应用要点,探讨了超大型水利渡槽提运架施工技术的应用重点与难点,以供参考。
        1 超大型水利渡槽提运架施工特点
        超大型水利渡槽提运架施工技术主要包括:制槽场渡槽的移位和存放、渡槽提槽机将槽提升到槽运输车上、运槽车运槽、架槽机提槽等,具有预制安装规模大、单槽体积大、薄壁结构小(最小厚度35cm)、吊装重量大、对大型预应力群施工功能要求高、场地条件复杂等特点。围绕渡槽提运架三大关键技术,在不同阶段采用不同的施工方法,解决渡槽架设中的重点和难点问题,最终选择合适、合理、成熟的大型水利渡槽提运架施工技术是施工的关键所在。
        2 超大型水利渡槽提运架施工技术的应用
        2.1 提槽机提槽技术
        2.1.1 提槽机提槽的相关设备
        我国传统的渡槽吊装只适用于截面尺寸≤3m、跨度≤20m、重量≤250t的小型预制渡槽,采用吊车直接安装。对于单槽重量大于1000t,内径大于5.8m的超大型水利工程渡槽,可采用架桥机预制渡槽的思路。
        近年来,架桥机在我国大型水利水电工程渡槽施工中得到了广泛应用。目前技术不断成熟,架设吨位也大大增加,其中,单台龙门吊的起吊能力可达1000t以上,因而在超大型水利渡槽提运架施工中得到广泛使用。
        2.1.2 提槽机提槽工序
        提槽机施工的主要工序如下:
        (1)提槽机在制槽场内用四台起升台车提升一片渡槽。前两跨渡槽通过提槽机的纵向和横向运动进行安装。在1号墩和2号墩之间,利用提槽机安装架槽机及运槽车。
        (2)提槽机在制槽车间内提升一片渡槽,起重机水平移动到提槽机的中间位置,使提槽机纵向移动,将渡槽移出槽台座。
        (3)当大车需要水平移动时,提槽机进入转向区,落下将渡槽放置在周转台座上。旋转支撑装置的顶升油缸将工作并顶起一条腿,直到大车的行走机构与轨面完全分离。在转向油缸的作用下,完成大车行走机构的转向。此时,提槽机沿横向轨道水平移动到相应的渡槽位置。
        (4)当提槽机进入下一个转弯区域时,按上述方法实现横向运动向纵向运动的过渡。将渡槽移至槽车顶部,升降机构下降,使渡槽平稳地放置在运槽车上。
        2.1.3 提槽机提槽要点
        对超大型水利工程而言,预制桥梁或渡槽构件无论是水平运输还是垂直运输,都需要大型起重设备。此外,一般来说,对于超大型水利工程,预制场的基础是一种承载力较低的重型粉质壤土,需要提前处理提槽机的行走轨迹。同时,无论提槽机是横穿槽墩将槽送到槽车上,还是在制槽平台和储存平台之间的狭小空间内,都需要准确定位走行线,避免干扰。
        2.2 运槽车运槽技术
        2.2.1 运槽车运槽的相关设备
        作为向架槽机投料预制渡槽的专用运输设备,运槽车的主要任务是通过已架设渡槽顶部的轨道运输渡槽,并配合架桥机完成投料工作。渡槽不同于桥梁上的箱梁结构,是一种开放式薄壁结构。这种特殊的结构决定了其运输方式必须是轮轨式运梁车,运输轨道必须位于槽壁中心。其中,轮轨运槽车主要由行走轮对、纵横平衡梁、支承梁、连接梁、液压支架座、驾驶室、发电机、液压电气设备等组成。
        2.2.2 运槽车运槽工序
        在提槽机顺利进入下一转向区并由横移转变为纵移后,且渡槽成功移至运槽车上方,渡槽在运槽车上平稳放置后,运槽车开始进行运漕。首先,使携渡槽在预先铺设好的固定轨道上运行;其次,将渡槽成功运送至架槽机前,并平稳停下。
        另外,在架槽机架完最后一孔渡槽后,必须整体返回制槽场。此时,货架槽机和运槽车应当在装货前先做一些准备工作,然后再利用运槽车驮运架槽机成功返回制槽场。

在这过程中,运槽车的主要施工程序如下:
        (1)将架槽机上的两台门吊与下导梁固定好。
        (2)完成前后支撑座的更换。
        (3)根据架槽机通孔工艺,反向完成架槽机一次性通孔。
        (4)用运槽车拆除连接梁与两个台车之间的控制电缆。
        (5)拆下前后连接架与导梁的连接螺栓,用运槽车分别顶起前后连接架,移至槽机中部,对准导梁中部的安装孔,放下与导梁连接。
        (6)运槽车将槽机提升一定距离后,将槽机运回制槽场。
        2.2.3 运槽车运槽要点
        在超大型水工渡槽提运架施工中,应当避免运槽车过多负重,若运槽车承担整片槽体的重量,则当运槽车在已架槽体中行走时,将给槽体带来巨大受力,并可能因此造成十分不利的影响。对此,应当严格控制运槽车负重,以此保证施工的安全性与有效性。
        2.3 架槽机架槽技术
        2.3.1 架槽机架槽的相关设备
        对于超大型水利工程而言,其架槽机的结构通常与提槽机较为类似,大多是由两台650t以上的龙门吊来完成槽体的起落与安放的。与常规工程不同的是,在超大型水利工程施工中,龙门吊主要在架槽机的导梁上移动行走,而非地面。这一特性也要求在制造架槽机时,必须充分考虑导梁的支承问题,确保导梁的支承能够负担龙门吊的重量。整体而言,目前我国应用于超大型水利工程的架槽机主要由两台650t以上的龙门吊与下导梁组成。
        2.3.2 架槽机架槽工序
        在运槽车将渡槽成功运送至架槽机前方后,架槽机开始架槽,主要工序如下:
        (1)架槽机的两台龙门吊保持一定距离,驱动至开槽提升位置。
        (2)导梁下放后,打开连接架上的周转梁,使运槽车顺利进入架槽机龙门吊下方,直至龙门吊能吊起渡槽,同时关闭周转梁。
        (3)门吊起吊渡槽提升一定距离后,全身向前移动至渡槽架设位置。当落至渡槽底部且与已搭设渡槽顶部几乎齐平时,停止落下,升降小车水平移动,停在渡槽搭设点上方。
        (4)渡槽就位后,在吊具两端正上方主梁下方运行电动葫芦。吊具落下一定距离,使扁担梁与渡槽底部完全分离。
        (5)架槽机主梁下的三台电动葫芦将吊具下肩杆梁拆除,再与提升系统和吊具一起移至龙门吊中间运槽车顶部,将下肩杆梁放在运槽车上。
        (6)运槽车返回制罐场,两台龙门吊运行至上料位,按上述步骤搭设第二条渡槽。
        (7)架槽机由架桥机逐跨架设。一跨架设完成后,通过开孔工序将渡槽移至下一跨,并继续进行上述工序,直至最后一座渡槽架设完成。
        2.3.3 架槽机架槽要点
        对于超大型水利工程而言,其架槽机的自重通常在1000t以上,加上工作时1200t左右的槽片负重,其总承重通常可达2200t以上。对此,必须对支撑点合理设计,以保证支撑点有足够的刚性来确保架槽机架槽过程中的整体稳定性。
        此外,由于盖梁顶的高程变化相对较小,且其连线便是渡槽纵坡,一般而言,超大型水利工程中相邻的两个盖梁之间的顶高程相差在6~8mm左右,此时,将导梁置于盖梁上,则能够有效满足架槽的需要。但在采用该方法时,在进行前期设计的过程中,应当在盖梁两侧放置足够的导梁空间,并动态调整盖梁的尺寸。若前期没有预留空间,在后期改动时,最经济有效的方法便是将导梁支撑与盖梁两侧的挡块相结合,略微加宽挡块。同时,相应的空心墩的两侧边壁应当从倾斜状态调整为垂直状态,以方便导梁对于荷载的向下传递。
        4 结束语
        综上所述,在对超大型预应力渡槽进行提、运、架施工时,为了保证施工的有效性与安全性,应当细分提槽机、架槽机、运槽车各自的施工特点和重点,同时,确保相关吊运机械设备均通过机构设置形成三点受力,以此有效避免渡槽偏载以及受扭的发生,保证渡槽起吊及运输过程中的稳定性和安全性。
        参考文献
        [1]周献忠.1200T级矩形加肋渡槽架设施工技术[J].水电与新能源,2017(11):15-17.
        [2]董必钦.科技治水利国利民初心不改进无止境(续)———我国南水北调工程建设中重大技术装备自主化回顾[J].建设机械技术与管理,2017,30(7):28-33.
       
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