不停輸更換懸索管道橋懸索和吊桿的施工方法

王健愷

中石化江蘇油建工程有限公司，江蘇揚州 225001

0 引言

真武油區是江蘇油田主力產油區，鹽邵河東岸真1聯合站、西岸真2聯合站隔河相望，兩處聯合承擔原油處理、外輸、污水處理及回注等重大任務。鹽邵河1#懸索管道橋橋體跨度60m，該橋用于鹽邵河東真1站、河西真2站、河西油區、大運河裝油碼頭的跨河線路架空連接。目前管道橋上的流程設施包括：

（1）真2站至真1站DN60 mm蒸汽伴熱管道+DN200mm巖棉保溫原油管道，實現了真武油區的原油至大運河裝油碼頭的輸送。

（2）真112井至真2站的進油管道，采用規格為DN100mm的黃夾克管。

（3）至真2站的DN100mm自來水管道。

（4）為真2站、邵伯油區、聯盟莊油區和大運河裝油碼頭提供電力的三相銅芯150mm2高壓電纜。

（5）真1站至真2站的DN100mm蒸汽管道。

該橋于1985年建成投入使用。經歷了長年風吹日曬、雨雪冰霜侵襲，橋體構件存在腐蝕、風化現象。橋面出現少量撓度，管道橋主拉索、吊桿、抗振抗風拉桿等構件局部腐蝕較嚴重，主拉索出現腐蝕斷絲情況。

為保證真武油區原油生產正常運行，需要對該橋體進行不停輸加固處理。加固處理任務包括更換主拉索、吊桿等構件，并對橋體進行全面維護保養。

1 更換懸索、吊桿施工方案

原管道橋結構為：兩岸塔架為鋼結構，塔基為鋼筋混凝土結構；塔架頂部至塔基礎上表面高度為10m，兩岸塔架中心間距為60m，橋面寬度1.5m，橋面至水面高度約9m；兩根主拉索由塔架頂端的四個馬鞍座支撐，與兩岸錨碇的四個可調節主索懸垂度裝置連接，主拉索端與調節裝置采用活動錐度套熔化金屬法固定；23對（46根）吊桿將主索與橋體連成整體，實現橋體載荷由主索承擔，并傳遞到錨碇。

根據管道橋結構情況，在線路不停輸要求下，直接更換主索是不可能做到的。因此，經過科學、縝密、周到的分析論證，確定了如下施工方案：

（1）原主索為一根整體鋼絲繩，而新主索分為三段設置。即兩根連接兩端塔架新主索，兩側各四根連接兩端塔架和錨碇的背索。新主索、背索與其端部耳叉仍采用錐度套熔化金屬法固定連接，新主索兩端、背索下端設置反向螺紋連接裝置以實現懸垂度、張力調節，見圖1、圖2，形成可預制的10根拉索單體部件。

圖1 新主索構造

圖2 背索構造

（2）新主索和背索與安裝在塔架頂端的四個新馬鞍座分別采用單叉耳銷和雙叉耳銷連接，見圖3、圖4。

圖3 安裝的新馬鞍座

（3）背索下端與錨碇上的調節絲桿采用反向螺紋連接并實現背索張緊度調節，見圖5。

（4）改換吊桿和抗風抗振拉桿。

2 施工工藝流程

（1）測量舊橋各參數。為新主索、背索、新馬鞍座和吊桿等構件預制提供依據。

圖4 新主索、背索與新馬鞍座連接

圖5 背索下端與錨碇絲桿連接

（2）搭設塔架腳手架。橋面上高出管道位置架設支撐構件，鋪設木板以保護管道，并形成作業通道（原橋面兩側有攔桿）。

（3）安裝新馬鞍座。新馬鞍座騎座在原馬鞍座上，換用六根長螺栓與塔頂槽鋼固定，見圖3。

（4）安裝8根背索。上端與新馬鞍座連接，見圖4，下端與錨碇上絲桿采用反向螺紋連接，見圖5，調節反向螺紋套，使背索張緊受力。

（5）架設臨時拉索。拉索兩端固定在塔架上。預制20個S形彎鉤，彎鉤上端掛在拉索上，下端鉤住新主索，順序牽引主索過河。按預定間距和位置在兩根新主索上安裝46根新吊桿。

（6）安裝新主索。新主索分別與新馬鞍座連接，形成懸索整體，調節新主索上的四個反向螺紋伸縮調節裝置，使兩根新主索懸垂度一致，見圖6。

圖6 安裝新主索

（7）由橋體中間向兩端逐根更換吊桿。采用鋼絲繩連接新主索與橋體，緊繩器調節距離，完成新吊桿安裝就位，實現舊主索載荷逐步向新主索轉移，直至新主索承擔全部載荷，見圖7。

圖7 更換吊桿

（8）拆除舊主索及吊桿。

（9）拆除舊抗風抗振拉桿，安裝新抗風抗振拉桿。

（10）測試主索、背索張力，并調節至受力均衡。

（11）橋體構件維護保養。

（12）拆除臨時設施，交工驗收。

3 不停輸更換懸索、吊桿施工的關鍵點

（1）舊橋各參數測量要較為精確，經過測量發現塔架上端中心向河面偏離160mm，橋面中心位置下垂達400mm，這些數據為此后的施工提供了依據。

（2）先期檢查錨碇上的絲桿完好狀況，本工程錨碇絲桿防腐做得很好，清除防腐層后，顯示絲桿螺紋狀態良好。否則要采用修理和補救措施。

（3）張力測試是保證主索、背索受力均衡的主要手段，也是保證橋面管道安全可靠運行的重要保證措施。

（4）吊桿更換實現了舊索載荷逐步向新主索轉移，逐根更換完后不得立即拆除新主索與橋體鋼絲繩的連接，要待檢查橋體各部位一切正常后方可拆除。

（5）做好橋體各部件的防腐措施，延長懸索管道橋使用壽命。

4 施工過程HSE管理

管道橋更換懸索、吊桿等構件屬水上高空作業，應嚴格執行相關的HSE管理規定，規范施工行為，確保施工安全，防止重大突發事件發生。

針對可能發生的突發事件，如：管道橋突發斷裂，導致原油管道斷裂泄漏或高壓電纜斷裂漏電；管道橋突發斷裂或高空墜物對航道、行船造成危害；作業人員高空墜落。為此制訂了《水上施工作業安全管理規定及防范措施》和《突發事件應急預案》，并要求相關單位、部門密切配合，事前進行演練，以確保萬無一失。

5 結束語

經過項目部工作人員的努力，歷時一個月完成了鹽邵河1#懸索管道橋不停輸更換懸索、吊桿等構件的施工任務。經建設方、監理等檢查驗收，工程施工質量達到了合格標準，能夠保證鹽邵河1#懸索管道橋正常運行不少于20年。由于安全管理規定及防范措施落實到位，施工過程中沒有發生各類安全、環保事故。

鹽邵河上共有4座同等規模的跨河懸索管道橋陸續進入更換懸索、吊桿等構件的維保期。鹽邵河1#懸索管道橋不停輸更換懸索、吊桿等構件施工方法的成功應用，為今后類似工程的施工積累了經驗。