馬凌

(遼寧省水利廳農(nóng)村水利建設(shè)管理局，遼寧 沈陽(yáng) 110003）

1 工程概況

管線段工程以PCCP管為主，地質(zhì)條件復(fù)雜、工期要求緊的特點(diǎn)。大直徑空間彎頭的整體安裝技術(shù)能夠同時(shí)解決平面轉(zhuǎn)角與垂直轉(zhuǎn)角的問(wèn)題，可以減少?gòu)濐^的使用數(shù)量，降低工程造價(jià)。主要在于工程位于山區(qū)及坡度大的特殊地形條件下的多管同槽大直徑的空間彎頭整體安裝技術(shù)的首次采用，能夠只使用一組空間彎頭，解決空間轉(zhuǎn)角處的問(wèn)題，減少了垂直彎頭使用量，節(jié)省工程造價(jià)，也降低了局部水頭損失。

此套整體安裝方案，決定將C41+458.039處的空間彎頭作為該方案的試點(diǎn)成果具有以下創(chuàng)新點(diǎn)：

1）首次提出多管同槽大直徑PCCP空間彎頭現(xiàn)場(chǎng)整體安裝技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了快速、準(zhǔn)確對(duì)接安裝，確保工程質(zhì)量。

2）首次采用4點(diǎn)吊裝、拉鏈微調(diào)技術(shù)，確保了安裝精度。

3）新技術(shù)實(shí)現(xiàn)了PCCP空間彎頭在管廠工廠化生產(chǎn)。減少現(xiàn)場(chǎng)拼裝焊接，解決了多管同槽安裝施工互相干擾的難題。

2 現(xiàn)在施工步驟

在施工中通過(guò)測(cè)量以履帶吊吊帶定位為主，以履帶吊吊頂動(dòng)滑輪組和定滑輪組及拉鏈來(lái)控制位微調(diào)保證安裝精度，基座采用鋼桁架支撐來(lái)固定，確保空間彎頭的空間角度安裝能準(zhǔn)確調(diào)整到設(shè)計(jì)空間角度，順利的達(dá)到管件準(zhǔn)確對(duì)接。

2.1 吊點(diǎn)布設(shè)研究

1）最佳吊點(diǎn)的選擇與布置

在施工中通過(guò)測(cè)量以履帶吊吊帶定位為主，以履帶吊吊頂動(dòng)滑輪組和定滑輪組及拉鏈來(lái)控制位微調(diào)保證安裝精度，在現(xiàn)場(chǎng)安裝過(guò)程中采用4點(diǎn)起吊，其中一點(diǎn)為承口端可調(diào)節(jié)吊點(diǎn)，一點(diǎn)為插口端固定吊點(diǎn)，另兩點(diǎn)為可調(diào)節(jié)吊點(diǎn)，內(nèi)側(cè)可微調(diào)，吊點(diǎn)可微調(diào)，該吊裝模型可為雙懸臂簡(jiǎn)支梁計(jì)算：

式中：x——承口至吊點(diǎn)的距離，m；l——承口端長(zhǎng)度，m；q——均布荷載，kN。

2）起吊吊索各條線內(nèi)力計(jì)算各項(xiàng)應(yīng)力分布

根據(jù)所吊空間彎頭吊索的根數(shù)、彎頭的重量，以及水平夾角的大小，可計(jì)算在塔吊起吊時(shí)空間彎頭起吊時(shí)候各吊索的內(nèi)力分部，計(jì)算圖1所示，計(jì)算見(jiàn)公式（2）。

圖1 空間彎頭承口端起吊吊索的內(nèi)力計(jì)算圖

式中：α——吊索與水平面的空間夾角，最小不小于30°；n——吊索的數(shù)量；Q——所吊彎頭承口端的重力，kN；Sb——鋼絲繩的應(yīng)力極限，kN，可由鋼絲繩性能表查得，也可近似按Sb=0.5d2計(jì)算，其中d為鋼絲繩直徑，mm；S——單根吊索所承受的內(nèi)力，kN；k——鋼絲繩安全系數(shù)，取值范圍為5～6。見(jiàn)表1。

表1 鋼絲繩破壞拉力極限值表

3）空間彎頭吊裝最佳吊點(diǎn)的選擇

管件捆綁好后，采用履帶吊吊起，管件受力后（管件不離開(kāi)地面），人工調(diào)整2，3號(hào)吊帶吊鏈，使管件旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)至管端徑向線繩水平位置，即為管件設(shè)計(jì)安裝方向和水平轉(zhuǎn)角。在施工中的定位以履帶吊吊帶（1號(hào)拉線、4號(hào)拉線）定位為主，以（2號(hào)拉線、3號(hào)拉線）履帶吊吊頂動(dòng)滑輪組和定滑輪組控制位微調(diào)來(lái)確保安裝精度，為該技術(shù)方案的創(chuàng)新點(diǎn)。見(jiàn)圖2。其中圖（a）為吊裝的1，4號(hào)拉線定位布置，圖（b）2，3號(hào)拉線微調(diào)布置。

圖2 管件吊裝捆綁示意圖

2.2 空間彎頭底座鋼桁架布設(shè)研究（僅論單線安裝）

1）底座鋼桁架布設(shè)

管件底座材料是連續(xù)的、均勻的、各向同性的等性質(zhì)，簡(jiǎn)化桁架的支座如圖3（a）所示。

圖3 鋼桁架支座簡(jiǎn)化圖

2）底座鋼桁架拼裝

桁架由φ75的鋼管組成，每個(gè)桁架根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況設(shè)定相隔距離為2.9 m。具體如圖4所示。

圖4 鋼桁架支座細(xì)部圖

3 經(jīng)濟(jì)效益分析

成果C41+458.039處進(jìn)行了成功的試點(diǎn)應(yīng)用，節(jié)省工期25 d，每節(jié)空間彎頭節(jié)省資金約20.45萬(wàn)元，見(jiàn)表2。此段管線安裝多處于溝谷及坡地地貌，原地面地勢(shì)起伏較大，且地勢(shì)狹窄，管線穿河、穿路段埋深均較大。在復(fù)雜地質(zhì)條件段設(shè)計(jì)采用空間彎頭，來(lái)改變管道方向，避開(kāi)地面或地下構(gòu)筑物及不利地形，使管道能在滿足結(jié)構(gòu)要求的前提下降低工程成本，對(duì)施工也更加有利。

表2 整體安裝技術(shù)和傳統(tǒng)安裝技術(shù)經(jīng)濟(jì)對(duì)比表

綜上所述，空間彎頭整體安裝技術(shù)的運(yùn)用可以提高工作效率和效果，減少現(xiàn)場(chǎng)管理人員的投入，降低管理成本。另外，建設(shè)生產(chǎn)任務(wù)的順利完成可保證工程經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益的有效發(fā)揮，由此所帶來(lái)的直接和間接經(jīng)濟(jì)效益巨大。近年來(lái)，我國(guó)大力發(fā)展水利基礎(chǔ)工程建設(shè)，國(guó)內(nèi)外類似的大型輸水工程建設(shè)項(xiàng)目眾多，研究成果的推廣與應(yīng)用必將為PCCP管道安裝工程提供有力支撐。

4 結(jié)論

工藝主要技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)進(jìn)行科技查新檢索的基礎(chǔ)上，成果達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。研究成果的創(chuàng)新點(diǎn)如下：

1）首次提出多管同槽大直徑PCCP空間彎頭現(xiàn)場(chǎng)整體安裝技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了快速、準(zhǔn)確對(duì)接安裝，確保工程質(zhì)量。

2）首次采用4點(diǎn)吊裝、拉鏈微調(diào)技術(shù)，確保了安裝精度。

3）新技術(shù)實(shí)現(xiàn)了PCCP空間彎頭在管廠工廠化生產(chǎn)。減少現(xiàn)場(chǎng)拼裝焊接，解決了多管同槽安裝施工互相干擾的難題。

為今后相似地區(qū)的類似輸水工程建設(shè)提供實(shí)例參考，填補(bǔ)我國(guó)在該領(lǐng)域的技術(shù)空白。

［1］GB-9-12，碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼熱軋薄鋼板及鋼帶［S］.

［2］GB5-02-68，給水排水管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范［S］.

［3］DL5-01-7，壓力鋼管制造安裝及驗(yàn)收規(guī)范［S］.

［4］CECS-141，給水排水工程埋地鋼管管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程［S］.2002.