阿美防撞圍欄安裝工藝研究與探討

陳修貴，梁成，滕平強，霍夢佳

中國電建集團山東電力建設有限公司，山東濟南，250001

0 引言

根據阿美防撞圍欄的構造特點，設計總結了一套全新的防撞圍欄安裝工藝，相對于傳統安裝方法[1-3]，本工藝主要采用自主研發的專用鉆孔裝置取代人工開挖，提升了開挖效率；將圓柱形防撞柱基礎優化為長方形基礎，方便現場支模的同時提高了防撞柱就位精度；利用預制基礎取代現澆基礎，加快了現場施工速度，減少了施工作業面的占用時間；纜繩安裝采用分段張拉的安裝方式，有效降低了纜繩及防撞柱的受力集中，保證了防撞圍欄整體的抗沖擊強度；安裝完成后在立柱空腔內進行灌漿形成鋼管混凝土，進一步提升了防撞立柱的強度。整個安裝過程具有施工速度快、施工作業面小、定位精準及可靠度高等優點，對長線路、大面積的防撞圍欄安裝具有革命性的改進；其中研發的專用鉆孔裝置已獲得國家專利，且本安裝工法已在沙特MGSE-I&II兩個燃氣增壓站項目中取得了良好的實踐效果，并在沙特國王港項目上使用，其產生的質量效益、工期效益、經濟效益可觀。

1 關鍵安裝工藝研究應用

1.1 立柱位置控制

在防撞圍欄的整個施工過程中，測量定位工作至關重要，如果防撞柱定位產生誤差會對后期防撞圍欄的安裝產生較大影響。為了更好地保證防撞圍欄整體防撞性能與線形協調一致，必須嚴格控制測量定位及放樣的精準度。現場采用“先拐點后中心”的測量順序進行各個防撞立柱的精確定位，即用全站儀先在廠區四個主要拐點的終端立柱進行定位，然后再選取兩個拐點連線中點的主立柱進行定位，以此類推，由中心向兩邊進行測量定位，可保證所有相近圍欄立柱在一條直線上，能更好地控制后期纜繩安裝的順直度（圖1）[4]。

圖1 圍欄主副立桿布置間距

1.2 立柱預制

防撞圍欄廠家原設計為圓柱形立柱基礎，為方便支模，在不改變基礎主要尺寸和強度的情況下優化為長方形基礎，具體尺寸如圖2所示，防撞圍欄終端立柱、主立柱、副立柱等立柱采用豎立在模板內預制澆筑，預制混凝土強度5000 PSI，鋼筋采用環氧鋼筋，拆模后外部需涂刷瀝青漆進行防腐。

圖2 基礎截面及鋼筋布置

為方便后期吊裝，在預制基礎內新增預埋吊耳，采用雙吊耳形式，兩個吊耳以防撞柱為中心對稱分布在其兩側，具體尺寸如圖3所示。

圖3 基礎內預埋吊耳結構

1.3 鉆孔開挖

利用專用的鉆孔開挖裝置對已定位的防撞立柱中心點進行鉆孔開挖，鉆孔機下鉆時要保證與地面垂直，孔壁光滑，孔內無渣土；終端立柱及主防撞柱采用挖掘機式鉆孔設備進行鉆孔，孔深2450mm，副防撞柱采用JCB式鉆孔設備進行鉆孔，孔深650mm，所有孔深均比基礎埋深多50mm，方便后期吊裝找正；鉆孔完成后應對鉆孔表面采用鋼板覆蓋，并對四周進行安全防護，防止人或雜物掉入鉆孔。

鉆孔開挖裝置如圖4所示，鉆孔套筒與內部鉆頭通過銷軸進行連接后形成一套整體，然后與施工機械連接固定。鉆孔套筒的尺寸決定了鉆孔直徑，內部鉆頭旋轉可將套筒內部土壤稀松化。鉆孔套筒利用施工機械施加的下鉆力向土壤內部移動，并與內部鉆頭連同施工，實現高速有效的開挖功能。內部鉆頭轉軸處要定期進行潤滑油涂抹，保證其良好運行。當鉆孔套筒內土壤達到一定高度時，會從頂部檢查孔處溢流出土，此時證明鉆孔套筒內的土壤已經裝滿，要進行土壤的卸載后才能繼續進行鉆孔開挖[5]。

圖4 鉆孔開挖裝置

1.4 立柱吊裝

將預制完成的立柱通過平板車運到現場后通過吊車進行吊裝就位，就位順序與測量放線順序相同，首先就位終端柱（角柱），然后就位中心位置的主立柱，依次由中心向兩邊逐個吊裝，待所有主立柱完成后對副立柱進行就位吊裝。吊裝就位過程中需要注意以下幾點：

（1）所有立柱就位后必須與地面保持垂直，采用水平尺在吊裝過程中不斷進行回填找正。

（2）吊裝過程中立柱頂部標高要保持一致，全程采用水準儀進行標高測量定位。

（3）立柱標高及垂直度找正后應立即采用平板夯對周圍進行局部壓實。

1.5 纜繩安裝

待所有主防撞柱及終端柱就位后進行纜繩的鋪設及安裝，如圖5所示，整個防撞圍欄采用三道鋼纜豎向并列分布，每根鋼纜在每個主防撞柱上由纜繩夾進行緊固；終端柱纜繩夾由8顆M20螺栓組成，主立柱纜繩夾由6顆M20螺栓組成。安裝時先將纜繩沿安裝方向攤鋪在防撞柱旁邊，然后在終端柱鎖緊固定纜繩，依次將纜繩穿過主防撞柱及副防撞柱，每隔6個防主撞柱（50米）進行一次張拉鎖緊工作；張拉時一端固定在防撞柱上，另一端固定在JCB或配重塊上，采用水平倒鏈葫蘆逐步拉緊纜繩，待拉力滿足要求后依次鎖緊纜繩夾；主防撞柱纜繩夾鎖緊固定后將副防撞柱與纜繩連接固定，副防撞柱采用U型卡扣與纜繩相連，不受側向拉力，主要起到防止纜繩下墜及輔助固定纜繩的作用。

圖5 纜繩安裝

纜繩安裝注意事項：

（1）由于纜繩較長，拉力受溫度影響較大，因此在不同溫度條件下所要求的張拉拉力有所不同。

（2）防撞圍欄轉角處根據圍欄開合的角度不同所受拉力分布也不一樣，為保證轉角防撞柱受力均勻合理，布置數量參照設計要求，具體布置方式如圖6所示。

圖6 纜繩布置方式

（3）為保證纜繩夾對纜繩壓力均勻，螺栓緊固時應按特定順序進行，每個螺栓的最終緊固扭矩為350ft/lbs。對于主立柱纜繩夾，如圖7所示，螺栓鎖緊順序為1-6-4-3-5-2，即每個螺栓從相同的初始位置開始按鎖緊順序依次旋轉180°，直到所有螺栓扭矩全部達到350ft/lbs。

圖7 螺栓緊固順序圖

對于終端立柱纜繩夾，如圖8所示，首先按2-5-1-4的鎖緊順序逐個旋轉180°，直到這四個螺栓全部達到350ft/lbs扭矩值，然后沿3/6/7/8位置的纜繩中心釘入若干個長釘，使端頭處纜繩呈喇叭狀張開，增大端頭纜繩夾對纜繩的固定力，最后按3-6-7-8的順序逐個鎖緊螺栓直到350ft/lbs，全部螺栓鎖緊完成后再將8顆螺栓按3-6-2-5-1-4-7-8的順序再逐一終緊校核。應當注意初擰應做好標記，防止漏擰，一般初擰后用一種顏色標記，終擰結束后用另一種顏色，以做區別。

圖8 纜繩夾鎖緊順序圖

（4）副防撞柱沿纜繩縱向不受力，因此所有終端防撞柱及主防撞柱螺栓終緊完成后方可進行副防撞柱的螺栓調整及鎖緊工作。

2 結語

本文通過研究探討防撞圍欄的技術特點和安裝工藝，合理改進了各項施工安裝步驟，主要創新點為采用發明的專用鉆孔設備取代人工挖孔，將現澆基礎改為預制基礎并優化基礎結構方便預制，根據現場實際情況歸納終端柱的合理布局，立柱空腔灌漿形成鋼管混凝土有效提升了防撞圍欄的整體強度等。整個施工安裝過程簡單，施工工期短，占用工作面小，安裝完成后圍欄的整體外觀更好，防撞性能更高，在施工方法和安裝過程上具有革命性的改進與創新。