超大型水利渡槽提運架施工技術

上官林建，肖慧慧

(華北水利水電大學機械學院，河南 鄭州 450045)

渡槽作為調水工程的重要建筑物，必須突破以大流量、大過流斷面、大跨度為特征的超大型薄壁預應力混凝土渡槽機械化施工的技術瓶頸。

沙河梁式渡槽采用預制U形槽體，外形尺寸高9.2m，寬9.3m，長29.96m，每片重約1200t，單榀渡槽預應力共93束533根，施加預應力總噸位1.08萬t。沙河段共架設渡槽47跨，跨距30m，每跨4槽并排，共188片槽體，長1410m。

沙河梁式渡槽架設線路并排為雙聯橋墩，每個橋墩架設2片槽體，其提運架施工工藝主要包括制槽場的移位存槽、提槽機吊槽裝至運槽車、運槽車運槽、架槽機提槽、架槽機架槽。針對梁式渡槽預制安裝規模大、單榀渡槽體積大，薄壁結構(最小厚度35cm)小，起吊重量大，大型預應力群施工功能使用要求高，現場條件復雜等特點，圍繞渡槽提運架為3大施工核心控制關鍵技術，分階段采取不同方式解決渡槽架設中的重點難點問題，最終確定適用、合理、成熟的大型水利渡槽提運架施工技術。渡槽架設施工流程如圖1所示。

1 提槽機提槽

提槽機的主要作用是將預制成形的渡槽提運至存槽區以及將成品渡槽提運至運槽車上，是整個渡槽預制架設的核心設備，也是提運架設備中安裝難度最大，運行風險較高的設備。提槽機首先將制槽場或存槽場渡槽提吊并移位，以制槽場提槽為例，其施工工藝為：當提槽機行走至提槽位置時，用專用吊具對槽體兜底提吊，渡槽脫離制槽臺位約20mm時，靜停10min，確保起吊結構位于負載垂直面上，檢查制動裝置、起吊、鋼絲繩、索具等部件有無異常。安全無誤后，提吊渡槽使其高出制槽模板50cm，提槽機行走大車啟動，運行至軌道交叉處。在設有轉向基礎的交叉軌道處，提槽機通過4條支腿下設置的千斤頂依次頂升，使每個大車行走輪在無負荷條件下輕松實現轉向，進而完成行走機構90°轉向。轉線完成后，提槽機繼續沿軌道行駛至運槽車上方，將渡槽平穩放置在運槽車上。渡槽裝載到運槽車之前，首先要調整好支撐架左右高度，確保運槽車兩邊的支撐架處于同一水平面，在裝槽過程中，需調整運槽車上支承架的4個支承座，使油缸受力均勻，防止渡槽受扭。渡槽裝到運槽車之后，槽體重心需與運槽車中心線重合，允許偏差小于±20mm。

圖1 渡槽架設施工流程

2 運槽車運槽

在已架設好的單聯兩榀渡槽上安裝4條軌道，4條軌道布置在槽壁頂部，運槽車馱運槽體行駛在4條軌道上，即槽上運槽。整個運槽車及槽體總重約1450t，故運槽車運輸渡槽起步時速度應緩慢平穩，禁止突然加速或緊急剎車。運槽車輸送過程中應派專業人員增強巡視，仔細觀察承載渡槽的頂面變化情況、運輸渡槽的平衡狀態，輪軌受力狀況及減震油缸工作狀況等，遇到軌道面高差過大或者槽縫錯臺嚴重時，應進行墊實處理。此施工工藝打破了常規預制件必須保護而不得重載的要求，充分利用已架渡槽槽頂有效空間向前輸送渡槽，安全地完成薄壁渡槽的槽上運槽。

3 架槽機架槽

運槽車輸送渡槽到架槽機前時停下，架槽機的兩臺門吊保持23.1m距離行駛到提槽的位置。位于下導梁后聯系架上的翻轉橫梁在液壓油缸壓力作用下打開，運槽車緩慢行駛到架槽機的兩臺龍門吊下方，直到能夠保證門吊能夠起吊渡槽為止。同時翻轉橫梁在液壓油缸的作用下閉合并插好連接銷軸，門吊起吊渡槽向上提100mm后，架槽機攜渡槽整體向前移動至架槽位置，對位時需維持兩臺門吊的狀態為微動或點動。門吊下放渡槽直到渡槽底與已鋪設好的渡槽上表面平齊時停止下落，起升小車橫移到架槽點上方時停車。渡槽架設到位之后，主梁下方的電動葫蘆運行至吊具兩端的正上方，吊具下移大約100mm，人工輔助將扁擔梁脫離渡槽底面，完成架槽。

4 提槽機攜架槽機整機轉運

當一條線路渡槽架設完畢，首先拆除運槽車聯系梁使運槽臺車A和運槽臺B能夠獨立運行，2臺車分別開到架槽機前、后聯系架的下面，馱運支撐油缸頂升250～270mm，使架槽機頂起脫離槽墩。用拉桿分別把運槽車與前后聯系架固定好，運槽車拖運架槽機到提槽機下方。拆除提槽機渡槽專用吊具，提槽機行駛到架槽機的中間，換上專用吊具，將吊桿插入到架槽機導梁的專用吊孔中，與4組吊具分別連接好，然后啟動起升系統，將架槽機提起，依靠提槽機自行和轉向功能實現架槽機整體轉線。

5 結語

超大型薄壁預應力混凝土渡槽是南水北調中線調水關鍵控制性工程，槽身采取預應力U型結構的沙河梁式渡槽，是全球最大的預制架設渡槽。文章根據當前世界上最大規模U型渡槽的結構特點，分析研究超大型預應力渡槽提、運、架3大施工技術方法，結論如下：提槽機、架槽機、運槽車等吊運機械設備均通過機構設置形成3點受力，避免渡槽偏載以及受扭的發生，使渡槽起吊及運輸過程的穩定性和安全性得到有效保證。該施工工藝和施工裝備在南水北調中線沙河梁式渡槽工程中成功應用，對相關行業類似結構工程的方案選擇、結構分析、施工裝備研發具有十分重要的的參考及借鑒價值。