寇建峰

大慶油田工程建設有限公司油建二公司，黑龍江大慶 163114

目前大中型索跨通常采用橋身非對稱性安裝[1]或荷載逐步轉移法[2]施工，這兩種施工方法需要先將主索、吊索、抗風索等安裝完畢再發(fā)送桁架，施工程序較多，且桁架需要在空中進行組焊，高空作業(yè)量大，安全風險高。2015年，在長慶油田馬惠原油管道安全升級改造工程中，有2處跨度為150 m的管道跨越施工工程。如果采用橋身非對稱性安裝或荷載逐步轉移法，對于中型跨度索跨（100～200 m跨度）來說，安全風險和成本較高，施工周期較長。為此研究了桁架及各索系同步發(fā)送技術，可減少高空作業(yè)安全風險，優(yōu)質高效地完成了懸索跨越施工任務。

1 同步發(fā)送工藝原理

桁架分段預制完成后，先利用施工索上的發(fā)送系統(tǒng)將第一段桁架固定；在地面上將第二段桁架與第一段桁架進行組焊連接，焊接完成后，將連接好的主索、吊索、抗風索放在桁架上通過牽引繩向前發(fā)送，并及時將施工索上預留的發(fā)送系統(tǒng)與第二段桁架進行連接固定；第二段發(fā)送至可與第三段桁架焊接的程度時停止，進行第二段與第三段桁架的焊接、索繩放置，依次進行，即完成整個桁架及索繩的發(fā)送。

2 工藝要點

2.1 施工索選型計算

（1）最大荷載計算重量的確定：

式中：q為施工索自重，kg/m，本工程取值9.28；L為跨距，m，本工程取值150；Q為吊具質量（桁架最大質量及發(fā)送系統(tǒng)質量等，kg，本工程取值19 600；Kt=K1·K2；K1為動載系數(shù)，本工程取 1.2；K2為不均衡系數(shù)，本工程取1.33。

（2）施工索垂度：

（3）施工索水平張力：

（4）施工索在塔架頂部支撐點處支座反力：

（5）施工索張力：

（6）鋼絲繩安全系數(shù)校核：

2.2 施工索安裝

先將發(fā)送端施工索上端繞過塔頂，下端用繩夾將主纜錨固在錨墩上，另一端先靠人工將φ12 mm白棕繩從發(fā)送端拉到接收端，再通過白棕繩把牽引繩拉到接收端，牽引動力可用人工和機械配合。施工索連接方式如圖1所示，施工索與錨固座連接方式如圖2所示。牽引繩就位后，在跨越發(fā)送端將施工索用吊車吊起，牽引繩將施工索牽引到接收端，繞過塔架，通過錨具端固定在錨固座吊耳上面。

2.3 發(fā)送系統(tǒng)安裝調試

發(fā)送系統(tǒng)由發(fā)送滑車、手拉葫蘆、牽引設備（牽引繩、卷揚機）組成。發(fā)送滑車按15 m設置一組，滑車數(shù)量公式：n=L/15（L為跨度，本工程取150m），經(jīng)計算得出應使用發(fā)送系統(tǒng)10組。為安全起見，準備15組發(fā)送系統(tǒng)（10組使用，5組備用）。

安裝前將滑車、葫蘆涂抹潤滑油脂減少摩擦力，并將滑車與葫蘆、滑車與牽引繩連接，使用吊車吊起，配合塔架頂部工作人員，將滑車掛至施工索上。發(fā)送系統(tǒng)安裝完成后，通過牽引設備進行預牽引，使滑車在施工索上行走，查看是否行走順暢，若有卡、頓現(xiàn)象，檢查滑車，必要時進行更換。

圖1 施工索連接

圖2 施工索與錨固座連接

2.4 同步發(fā)送

（1）桁架預制。第一，桁架預制時根據(jù)滑車數(shù)量（10個）、桁架總長（150 m）劃分為10段，每段15 m。第二，進場鋼管長度為6、9 m不等，綜合考慮滑車數(shù)量，盡量減少對接接頭，每段桁架預制長度在15～18 m較為合適，預制的同時按設計圖紙要求焊接吊索及抗風索拉索的吊耳。

（2）主索、吊索、抗風索發(fā)送。每段預制的桁架配一組發(fā)送系統(tǒng)。發(fā)送前使用施工索上發(fā)送系統(tǒng)固定第一段桁架，在地面施工平臺上將第二段桁架與第一段桁架進行組焊連接。在焊接完成后，將主索索夾與吊索上端、抗風索與拉索、拉索與桁架通過相應的錨具、吊耳連接好，并放置桁架上，由對岸的卷揚機牽引滑車組上的牽引繩勻速牽引發(fā)送（桁架、主索、吊索、抗風索發(fā)送方式如圖3、吊裝方式如圖4所示）。

圖3 主索、吊索、抗風索發(fā)送

圖4 桁架、主索、吊索、抗風索吊裝方式

（3）主索吊裝。當桁架發(fā)送到位后，先在塔架頂端U型槽內涂抹潤滑油脂，再使用吊車將主索吊起，平穩(wěn)放置在U型槽內。吊帶與主索起吊點置于塔架中心與主纜錨墩一側（輔跨），減少主索與U型槽的摩擦。

（4）吊索連接。主索吊裝完成后，通過發(fā)送系統(tǒng)將桁架吊起，起吊高度達到吊索下端的套筒調節(jié)式熱鑄錨可與桁架吊耳連接的位置，將吊索與桁架吊耳連接。連接完成后緩慢調整手拉葫蘆，使桁架降落至桁架兩端與桁架基礎接觸為止，安裝桁架鉸支。

（5）抗風索連接?？癸L索隨桁架發(fā)送完成后，將錨固端錨錠與抗風索錨固座上配套螺栓臨時連接。

（6）管道安裝。按桁架組裝發(fā)送方式進行跨越管段的發(fā)送安裝，發(fā)送前，升降系統(tǒng)下掛吊帶，吊帶與管道接觸位置墊10 mm厚絕緣橡膠板以增大受力面積，保護管道保溫層。發(fā)送過程中利用升降系統(tǒng)調整好管段中心線，待無損檢測合格后對焊口進行防腐保溫，管道懸索跨越完成后如圖5所示。

圖5 管道懸索跨越完成

（7）整體調試及施工索拆除。第一，抗風索安裝完成后，使用25 t千斤頂通過調整主索錨固端錨錠與調節(jié)螺桿相對位置來控制桁架起拱弧度，調拱時，發(fā)送端和接收端的錨錠都需調整，以保證調拱結束后，主索吊索處于豎直狀態(tài)。第二，當起拱弧度達到設計要求后，調整吊索下端套筒可調式錨具，使全部吊索受力均勻平整，吊索調整完成后，快速緊固主索錨錠螺栓。第三，桁架拱度、吊索調整完成后，按桁架拱度調整方式對抗風索錨錠進行調整，使抗風索達到受力狀態(tài)。調試完成后方可拆除施工索等輔助設施。

3 結束語

2015年，在長慶油田馬惠原油管道安全升級改造工程中，針對2處跨度為150 m的懸索跨越施工，成功使用了地面組裝同步發(fā)送施工技術，獲得建設單位和監(jiān)理單位的一致好評。實踐證明：該技術施工安全性高、質量容易控制、工期短。

[1]張杰，張安，羅子波.中緬管道懸索跨越非對稱性橋身安裝實踐[J].油氣儲運，2014，33（3）：302-305.

[2]陳曉霞，肖勝軍.長輸管道懸索跨越空中發(fā)送施工方法[J].油氣儲運，2002，21（1）：45-47.