某水电站坝顶预制梁钢扒杆吊装施工方案

唐 斌

（中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司，四川 成都 610000）

1 工程概述

主要工程量：根据电站左岸坝顶结构布置图，二期基坑内坝顶共2跨预制梁，单跨设计布置有11榀预制梁，共需吊装22榀预制梁，其中最大重量梁编号G-1和G-2，单片梁重74.8t,结构型式为矩型。其他T-1 T-2-1 T-2-2 T-3单片梁重分别是72.39t56.144t55.682t55.79t,结构型式为T型；L-1 L-2单片梁重分别是40.239t36.753t,结构型式为矩型。

2 预制梁吊装施工方案选择

通过方案比选，最终确定了坝顶预制梁采用钢扒杆双钓鱼法，使用人字扒杆提梁，扒杆经过结构计算符合荷载要求。

2.1 扒杆吊装预制梁吊孔（点）的设置

T型梁预留吊孔设置在翼缘板上，预留吊孔后，原设计的吊环取消。

2.2 排架柱预埋钢筋的处理

根据扒杆吊的特点，梁的运输采用运梁小车，如按照设计图纸预埋了排架柱的钢筋，对T-3梁和L-2梁的吊装和运输影响极大，运梁小车无法直接通行，只能采取滚筒从已架设好的T-3梁平移梁，安全风险较大，为此，排架柱预埋钢筋部分采用浇筑二期混凝土的方案解决。

2.3 扒杆吊作业流程

扒杆吊装流程如下：先用千斤顶起梁→运梁小车运梁至人字扒杆A位置→扒杆A、B的滑车组一起起吊预制梁→后小车行走至扒杆A下方位置→扒杆A滑车组收回后，开始起吊预制梁另一端→两扒杆起吊预制梁，取出后小车→吊运的预制梁片放置在两闸墩上→移动扒杆就位→两扒杆同时起吊梁→人工操作葫芦平移预制梁片→使预制梁就位于支座上方位置,两滑车组同时落梁至梁支座→就位后固定好预制梁，移动扒杆进行位置调整，重复上述操作完成一跨梁的吊装作业。

2.4 运梁主要施工措施

（1）起梁施工措施。在预制场使用两个50t液压千斤顶同时顶预制梁的一端，在顶起来之前，首先将梁的另一端用木方支撑梁翼缘板位置，在横梁底部垫好备用木方，液压千斤顶顶升预制梁过程中，在梁的台座上不断的加垫木方增高。

（2）预制梁的运输。预制梁的运输采用高0.75m，容许承载100t的特制运梁小车，，使用两台运梁小车，分别放在梁的两端，位置离两端1m处，运梁小车使用卷扬机牵引至扒杆位置，再用人字扒杆开始吊装预制梁。

由于本次运输预制梁最大牵引力是3.74t，使用装载机和5t卷扬机来配合牵引，能够满足运输要求，卷扬机采用Φ17.5mm的钢丝绳，安全系数计算大于5。在闸墩上固定的卷扬机在牵引时来回拉动运梁小车后退和向前。

3 双钩吊鱼法架梁实施方法

3.1 每跨预制梁吊装规划

每跨以上游检修门槽和工作门槽为界，分成三部分吊装。第一部分为4榀T-1、1榀G-1梁共5榀，第二部分为L-2、T-2-1、G-2、T-2-2共4榀梁，第三部分为T-3和L-2共2榀梁。

首先进行第一部分4榀T-1及1榀G-1的吊装，形成施工通道。再依次进行第二部4榀梁和第三部分2榀梁的吊装，完成一跨梁的吊装。

其中第三部分为T-3梁和L-2梁，首先进行T-3梁的吊装，再进行L-2梁的吊装，吊装方式同上。第三部分T-3梁和L-2梁的运输是坝顶预制梁吊装的一个难点，因T-3梁和L-2梁及检修门槽盖板总宽度为3.715m，运梁小车宽度为3.3m，且L-2梁上有预埋栏杆钢筋，路面铺装未浇筑前，预埋钢筋伸出闸墩混凝土15cm，采取以下方式解决：

（1）在T-3梁和L-2梁上铺设15cm*15cm的木方，与检修门槽盖板平齐，作为T-3梁与L-2梁的运输通道。

（2）铺设木方比较繁琐，在每跨吊装完成后，先进行T-3梁与L-2梁部位的路面铺装，便于下一跨预制梁的运输。因为一跨T-3梁与L-2梁吊装完成后，第二跨的T-3梁与L-2梁吊装时间间隔至少在10天以上，有待强时间，基本能够满足要求。

3.2 扒杆的架立

扒杆分为A和B，首先用25t吊车先架立中隔墙上的人字形钢扒杆A，扒杆A架立完成后，及时把扒杆A的前后缆风绳固定好，经专业人员进行检查合格后才能投入使用，主要检查扒杆的焊缝是否满足规范要求、钢绳是否满足设计要求。

3.3 人字扒杆吊结构计算

根据预制梁的重量统计结果，G-1和G-2为每跨预制梁最重的梁，受力计算按G-1、G-2来计算，满足要求时，其他梁的吊装也满足要求。G-1、G-2梁最重，重量为74.8t，预制梁重量按75t计算。吊装过程中，实际起吊预制梁的一端，即G′=G/2=75/2=37.5T

3.3.1 牵引绳张拉力计算

扒杆“钓鱼”架设

图1 牵引绳架设图

改换吊绳

图2 改换吊绳后示意图

预制梁吊装受力计算图

图3 预制梁吊装受力计算图

运梁车高0.75m，G-1梁高2.2m，扒杆高度11.832m，预制梁吊运过程中前端与后端按高差0.6m考虑，a=11.832-0.75-2.2=8.882m，b=11.832-0.15-2.2=9.482m，l=17 m，l’=0.8m，h1=h2=11.832m，

P —预制梁重力的1/2+吊具重力。

当预制梁前端接近7#闸墩时，T1牵吊绳解下改系到梁的后端，T2牵吊绳全部承受梁的荷载时：

H—改换吊绳时，拉住梁尾端的卷扬机牵引力。

3.3.2 风缆的拉力计算

这里的风缆拉力不是真正的风缆拉力，S1、S2是两根风缆拉力的合力，吊装过程中拉力分别为：

因为a≠b，则S1在时最大，此时x=8.361m

S2在时最大，此时x=8.64m

计算受力图如下：

图4 风缆吊装图

代入（5）、（6）式得 ：

3.3.3 扒杆所受的竖直轴向力

吊装荷载产生的竖向力

3.3.4 起重滑车绕出绳对扒杆的压力：

起重滑车绕出绳对扒杆压力：

f—单个滑车组的转动系数。n—滑车组的工作绳数（绕过动滑车的绳索根数，即分支数）。k—导向滑车个数。

3.3.5 卷扬机的拉力及起重滑车绕出绳的拉力，即卷扬机的拉力

3.3.6 缆风绳初拉力对扒杆的竖直压力

缆风绳由于自重会对扒杆产生一个初压力，计算式为：

w1缆风绳的自重挠度，m，一般取l1的3%~5%。

l1缆风绳全长，m。α为缆风绳与地面的交角。

3.4 预制梁的吊装

第一跨预制梁是吊装的关键，已经完成的上游交通桥作为整个运输通道，特制的运梁小车通过交通桥将预制梁直接运至中隔墩扒杆架立的位置，然后采用架设好的钢扒杆进行吊装，预制梁吊装顺序按照已经批准的吊装方案有条不紊的进行。

一跨预制梁吊装完成后，首先进行横隔板的钢筋连接，采用人工焊接，使一跨预制梁连接成一个整体。然后将A和B扒杆分别架立在一跨相对的闸墩上，按照以上操作完成一跨预制梁的吊装。现场严格实施吊装设计方案，同时做好安全防护措施，最终顺利完成大坝坝顶预制梁吊装任务。