终审稿2011112301639长输管道斜拉桥桁架分段发送施工技术研究.doc

长输管道斜拉桥桁架分段发送施工技术研究 张俊岭 刘晓实 吕达来 毕彩玉（中原油田建设集团公司） 摘要：本工法适用于跨径100～300米的江、河、湖泊、水库、大型沟谷等工程地质复杂地段的长输油气管道斜拉桥跨越施工。长输管道斜拉桥桁架分段发送施工技术与传统的悬索加顶推、水中脚手架相比，更为快捷、安全和经济适用，稳定性更好，不受两岸地势、场地大小、跨越高度的影响，经济效益、社会效益、环保效益显著，安全；经济；环保；推广价值 2.2 操作要点 2.2.1主索安装 （1）主索即吊装承重绳索。两岸的钢塔架吊装并进行临时固定后，在塔架顶端处安装两根吊装承重绳索，每套吊装承重绳索由承重钢丝绳、1 套32t滑车组、2 个10t导向单滑车及1台卷扬机组成。 （2）利用一艘摆渡船和一根?15mm钢丝绳牵拉主索的活动端，通过卷扬机的不断收紧，使两根主索分别从两岸的钢架立柱上的挡管槽内穿过后连接到两岸的地锚上。 2.2.2 施工索安装 （1）人工安全保护索安装 首先在两岸架塔上用人工拉设一根钢丝绳，两端分别固定在两岸的锚固墩上，作为以后各工序操作中的人工安全保护索，施工时可将安全绳的挂扣链挂于安全保护索上。同时，该索也作为安装施工索时的辅助索。 （2）桁架提升绳索设置 桁架跨越吊装共需设置2 套桁架提升绳索，其作用为将预制完毕的桁架段分别连接到2套吊装承重绳索上，通过吊装城中绳索两端最后连接到跨越两岸的2 台卷扬机上，2台卷扬机通过提前埋设的钢丝绳与锚固墩以及北岸临时地锚连接固定。 （3）牵引（回拽）绳索安装 桁架跨越吊装共需设置1套牵引绳索及1套回拽绳索。牵引绳索作用为将在跨越北侧预制完毕的桁架段牵引到安装位置。 为保证单滑车同步滑移，需要利用钢丝绳将第一、二、三个单滑车侧面的钢管进行串联。 2.2.3桁架桥分段发送 （1）桁架分段发送施工工艺的确定 斜拉桥面采用钢桁架作为主梁。综合管长、桁架段长度、焊接安全性等因素，桁架分为11段预制（见图3）。每段长度不一，结构相同，都包括吊架弦杆，连接支撑、走道板和两侧护栏、两侧吊耳和用于与斜拉索连接的销轴。 为减少两岸施工占地，跨越钢桁架采取分段发送，然后空中法兰组对连接的施工工艺进行安装。桁架段发送顺序为:桁架段1→桁架段11→桁架段2→桁架段10→桁架段3→桁架段9→桁架段4→桁架段8→桁架段5→桁架段7→桁架段6。 图3 桁架分段布置图 （2）吊装计算 ① 吊装用绳索受力计算 根据力矩平衡原理可以计算出吊装用绳索受到的拉力，吊装绳索受力安全系数应符合规范要求。 ② 后背缆索受力计算 根据三角函数计算得到安装完毕后的一侧后背缆索与垂直线的夹角；由于两侧后背缆索与铅垂线的夹角十分接近，在安装过程中按照后背缆索受力相对较大的南岸进行受力计算。 图 4 后备缆索受力示意图 （单位：mm） fcosθL=G/2×27.65m Fsinβ=fsinθ+H Tgθ=L/h 由以上公式可以计算得出后背缆索受力F的值。 G1：桁架段1、2、3、4的总重 G1=26.775t f：F1、F2、F3的合力 θ：合力f与铅垂线的夹角 H：吊装桁架段5时吊装承重缆索的水平力 F1：正式缆索1受到的轴向拉力 F2：正式缆索2受到的轴向拉力 F3：临时缆索所受的轴向拉力 F：南岸后背缆索所受的轴向拉力 ③ 牵引力计算 F1=0.15G=11760N F3=0.15G=11760N F= F1+ F2+ F3=28520N 按照本技术措施，牵引系统选用5t卷扬机；所以，牵引系统能够满足牵引力要求。 （3）桁架段的发送 ① 桁架段1安装过程 在50t汽车吊的配合下完成提升绳索与桁架段1的连接工作；调整提升绳索的卷扬机，使桁架段水平并离开平台；通过牵引绳索的牵引作用使桁架段不断向跨越对岸移动，调整桁架段的高度，使其始终保持水平状态；当桁架段1达到安装位置后，调整1套提升绳索的4台卷扬机使桁架段1水平回落，完成桁架段1与桁架南侧支座的连接工作。拆除提升绳索与桁架段1的连接绳索，从而完成桁架段1的安装工作。利用回拽绳索将两套提升绳索回拽到北岸，准备进行第2段桁架（即桁架段11）的吊装跨越工作。 ② 桁架段1发送到安装位置后，立即安装临时斜拉索并对桁架的水平度和垂直度进行测量，当测量结果在允许偏差范围内后，方可进行阻挡机构的焊接工作。 ③ 桁架段11 的安装过程与桁架段 1 安装大体相同，牵引到位后与桁架段 1 进行组对，然后连接桁架段11上的正式拉索，拆除桁架段 1 上的临时固定绳索。 ④ 桁架剩余段数的安装与桁架段1、11的设置情况完全一致，采取交错发送方式，具体发送过程不再赘述。 ⑤ 桁架段6发送过程 桁架段6最后发送。吊运到与桁架段5、7的组对