运城市北赵引黄灌区二期工程渡槽槽身吊装方案论证

郭 生

（山西省水利建筑工程局 山西太原030006）

1 工程概述

图1 槽身断面图

本渡槽位于山西省运城市盐湖区，全长669m，共32跨，支撑结构采用排架式轻型墩柱，排架均为双排架，共33座，最大高度33m。槽身为薄壁U型断面，槽底半径1.20m，净宽2.40m，壁厚0.18m，净高1.78m，槽身每跨自重78.25×104N。槽身断面图见图1。

2 渡槽槽身预制工艺流程

槽身预制场地基础处理→底模施工→安装外模架及外模→钢筋制安→内模施工（含预制拉杆安装）→浇筑混凝土→拆内模、外模→养护。

3 槽身吊装参数论证及施工方法

3.1 槽身吊装前准备工作

3.1.1 测量放线

测量人员首先放样出吊车摆放的位置，放样区域洒白灰线，排架顶标出纵向轴线标志，在排架顶橡胶支座位置处标出每跨槽身基点位置。

3.1.2 吊装场地平整

为保证吊车吊装的整体稳定性，在所有混凝土排架完成后，采用1.0m3反铲挖掘机配合ZL-50装载机进行吊装施工场地的平整，分层填筑，15t振动平碾碾压，基础碾压后需满足吊装稳定性要求。

3.2 吊点的选择及吊绳捆绑

3.2.1 槽身吊点位置的确定

槽身4个吊点位置选择在槽身4个支座附近，不改变槽身设计结构，且受力与工作状态下受力一致，不会产生吊装变形问题，设计刚度、强度均满足吊装要求。

3.2.2 吊绳捆绑处理

每个吊点用钢丝绳绕过槽身支座内侧45°角的斜边处，垫钢板护角，采用6×19、Φ43.0mm钢丝绳双绳起吊，支座处采用6×19、Φ43.0mm短钢丝绳将支座侧面的钢丝绳连接，顶部钢丝绳在横梁中心线上连接，防止钢丝绳在起吊过程中滑脱。支座部位采用垫钢板进行保护，防止局部压坏。

3.3 槽身吊装参数计算

为保证所有槽身吊装安全，选择距离地面最高处的槽身（ 桩号：18+344～18+365处，高度33.00m）进行吊装计算。

3.3.1 吊车平面布置

距两跨排架间布置两台汽车起重吊车，起重吊车背对背安置在排架右侧，平行与水流方向主臂，主臂支点距内侧排架50cm，目的为保证在荷载状态下减小槽身大幅度移动。渡槽槽身吊装平面图见图2。

图2 渡槽槽身吊装平面图

3.3.2 最小吊装高度H计算

图3 渡槽槽身吊装立面图

其中H1为排架高度（33.00m）；H2为槽身高度（2.48m）；H3为槽身上平面到吊钩的高度（H3≥3.26/2×tanɑ=2.82m，ɑ 为吊绳与水平面夹角，按 60°计算），H4为吊钩至吊臂端部处起重动滑轮高度（≥1.5m）；H5为吊车主臂支撑点距地面高度（1.0m）；

槽身为U型断面，槽身长度20.97m，每跨自重78.25×104N。

纵向重心：槽身结构对称，每米纵向截面重量相等，纵向重心位于槽身长度的1/2处，则每跨槽身纵向重心位于10.49m处。

横向重心：依据重心计算原则，槽身为U型断面，横向重心位于槽身截面重量的1/2处，依据横向1/2截面积可得，（即1.24/2截面积处时的位置），则每跨槽身横向重心在位于槽身底部往上0.81m处。

3.3.4 吊装幅度及主臂长度计算

槽身预制时，槽身内边缘距排架基础外边缘距离为0.40m，排架中心到排架基础外边缘设计距离为3.26m（当排架高度为33.00m时），槽身中心到槽身边缘设计距离为1.63m，则槽身起吊中心到排架中心距离为5.29m。

根据吊车吊臂端部在槽身起吊和就位时最小吊装高度所对应的位置、考虑吊臂与槽身在起吊至排架顶部高程时和就位至排架顶部时保持必要的安全距离，得出汽车起重机主臂转盘中心到排架中心最小距离为10m，吊车主臂长度S为44.00m。

即槽身起吊时汽车吊吊装幅度R1=15.29m，槽身就位时的汽车吊吊装幅度R2=10.00m。

3.3.5 吊车吊臂安全距离及主臂角度计算

3.3.5.1 吊臂安全距离计算

3.3.5.2 主臂角度计算

槽身起吊时的主臂仰角：cos a=R1/S=15.29/44=0.347，a=70°。

槽身就位时的主臂仰角：cos a=R2/S=10.00/44=0.227，a=77°。

3.4 吊车能力计算

3.4.1 槽身吊装荷载计算

依据槽身设计图纸计算，每跨槽身体积（即槽身混凝土工程量） 为31.3m3，混凝土容重约为2.5×104N/m3，则每跨槽身重量约为78.25×104N。

依据工程建设行业标准《建筑施工起重吊装安全技术规范》：起吊荷载按起吊重量的1.1倍计算，为保证吊装安全，槽身吊装荷载按槽身重量的1.2倍计算，则吊装荷载=78.25×1.2=93.90×104N。

3.4.2 吊车选择

起吊负荷P=93.9×104N，起吊高度H=41.26m，吊装幅度R=15.29m，吊车主臂长度44.00m。按照2台汽车起重机同时起吊，参阅JB/T1375-92《汽车起重机和轮胎起重机基本参数》的规定，QAY500t汽车起重机，支腿9.60m全伸，125t配重，可360°旋转，在幅度16.0m情况下，主臂长度47m＞44m，起吊重量57×104N≥46.95×104N，起吊高度44.19m≥41.26m。

起吊重量57×104N＞39.13×104N，即57/（78.25/2）=1.46。

QAY500t汽车起重机起吊重量为实际吊装重量的1.46倍，满足吊装工况要求。

3.4.3 在地形起伏变化情况下，槽身预制不在方案设定的范围内的吊装情况

槽身现场预制过程中，在地形起伏变化较大的情况下，不能满足图示槽身预制条件要求时，采用在排架附近区域预制，吊装时先将预制好的槽身安放至图示位置处，再进行吊装。

经以上论证，本渡槽槽身吊装（排架高度33m情况下），采用2台500t同时起吊满足槽身吊装要求。

3.5 槽身吊装

3.5.1 吊装顺序

结合工地现场实际情况，33#渡槽位于村村通水泥路距离最近，交通比较便利，有利于大型设备进入施工现场，考虑到施工方便，吊装顺序从33#→1#渡槽方向依次吊装施工。

3.5.2 槽身吊装

槽身吊装采用两台500t汽车起重机，先由一台500t汽车起重机开至就位区域，15t汽车起重机安装配重，安装就位后，另一台500t吊车倒进就位区域，安装好配重，每个车的脚底部放置尺寸2.5m×2.5m×0.2m钢板，厚度20cm，吊装前先进行试吊，在起重工指挥下两台吊车同时受力，缓缓吊起30cm后，认真观察各部位受力情况，确认受力合理，吊车支腿稳固，钢丝绳状态良好，方可继续起吊。

4 总结

北赵引黄二期工程水利渡槽槽身跨度21.0m，排架高度33.0m，是我省目前跨度最大的薄壁U型渡槽。在不改变槽身结构受力的情况下，经论证采用定点吊装的施工工艺，使槽身在吊装过程中的受力与工作状态下受力一致。在保证工程质量的前提下，即加快了施工进度又节约了工程成本，为水利工程大型构件吊装施工得到了更好的借鉴。