双舱矩形断面预制管廊吊装方法研究与实践

闵传杰 李 鹏 张柯健

(中建科技武汉有限公司，湖北 武汉 430415)

1 工程概况

十堰市作为全国首批10个地下综合管廊试点城市之一，计划在2015年—2017年内建设21个地下综合管廊示范项目，新建地下管廊长度52.52 km，服务范围72 km2，服务人口约72万人。其中十堰郧阳区沧浪大道管廊起于大运路路口，终于天马大道延长线，管廊总长4 160 m，其中预制段长度约1 215 m，见图1。

沧浪大道管廊为两舱型，每节预制管廊尺寸为7 950 mm×4 000 mm×1 500 mm，其中底板、顶板、外墙厚度为0.40 m，中隔墙厚度为0.25 m。每个标准节重约为39.2 t。预制管节采用C40混凝土，抗渗等级为P8，见图2，图3。

2 吊点的设置及吊梁的选择

根据预制构件的形状、重心位置，在合适的部位设置吊点，预埋钢筋锚环(或设置吊装孔预埋件)，使构件能平稳起吊。

2.1 方形构件吊点的布置

以沧浪大道双舱矩形截面预制管廊为例，考虑到单个管节重量较大(39.2 t)，如果采用预埋吊环，吊环钢筋的直径太大，不利于混凝土局部受力，故设计采用的是预埋吊装孔的形式。每个标准管节设置6个吊装孔预埋件，管节顶部、底部的4个吊装孔供脱模吊装时使用，这4个吊装孔位置重心对称布置；管节侧面的2个吊装孔供翻转吊装时使用，采用的是偏心起吊，利用管节自重进行翻转，吊装孔的偏心距设计值为350 mm。

2.2 吊装孔预埋件设计与构造

吊装孔预埋件由φ121×8无缝钢管、φ200×8的钢圆环、φ150×8的钢圆环、M20的螺母焊接而成，如图4,图5所示。

用M20的长螺栓穿过螺母，将吊装孔预埋件固定在模具中，并进行加固锁紧，拆模时露出吊装孔，如图6所示。

吊装时用专用插销，套钢丝绳后进行吊装作业。

2.3 吊具的选择

吊具一般采用Q235B级钢焊接而成或采用型钢制造，并经过截面强度验算，保证吊装的稳定性与安全性。钢吊具也称钢板横吊梁，钢板横吊梁的计算一般应对中部截面进行强度验算和对吊钩孔壁、卡环孔壁进行局部承压验算。

横吊梁(铁扁担)通常采用型钢制造，计算时除考虑由吊重及自重引起的轴向弯矩外，还应考虑由于荷载偏心引起的弯矩。

本工程中采用了两种形式的吊具，即脱模起吊用吊具、翻转用吊具，如图7，图8所示。

3 起重吊装方案的确定

起重工作是一项技术性强，危险性大，多工种人员互相配合、互相协调，精心组织，统一指挥的特殊工种作业，必须对作业现场的环境，重物吊运路线，吊运指定位置，起重物重量、重心、形状、结构，重物降落点、起重物吊点是否平衡进行分析、计算，正确制定起重方案，达到安全起吊和就位的目的。

3.1 方案确定依据的基本参数和条件

起重作业的方案是依据一定基本参数和条件来确定的，具体实施方法和技术措施的主要依据如下：

1)被吊运重物的重量。一般情况下可依据重物的说明书、标牌、货物单来确定，或根据材质和物体几何形状用计算方法确定。2)被吊运物的重心位置及绑扎方法。重物的形状和内部结构是各种各样的，不但要了解外部形状尺寸，也要了解其内部结构，其目的是为了确定其重心位置，正确选择吊点及绑扎方法，保证重物不受损坏和吊运安全。3)起重作业现场的环境。现场环境对确定起重作业方案，吊装作业安全有直接影响。现场环境是指作业地点进出道路是否畅通，地面土质坚硬程度，吊装设备，地面和空间是否有障碍物，现场是否达到规定的明亮度。

3.2 实例分析

以十堰项目沧浪大道路段预制管廊的吊装为例，结合吊装现场路况条件及地质条件，阐述吊装设备的选择过程。

3.2.1场地地形地貌

十堰市地下综合管廊项目沧浪大道段工程场地部分区域属高阶地地貌，部分地段位于坡丘和山间冲沟。现状场地为沧浪大道施工建设期间人工开山、回填改造形成，场地地面现状标高175.63 m～214.47 m，局部起伏变化较大。管廊沿线局部需跨越道路，沟谷，地形地貌较复杂。

吊装场地从西向东依次为：基槽、边坡、人行道、非机动车道、绿化带、机动车道，如图9，图10所示。

3.2.2场地地质构造

根据现场调查，拟建场地第四系土层主要为高阶地冲、洪积堆积物，坡底冲、洪积堆积物及人工回填土，基岩为下第三系始新统大仓房组(E2d)泥质粉砂岩和砾岩。场地范围内岩体呈单斜构造，倾向345°～350°，倾角10°～15°，地层连续性较好。

3.2.3岩土构成与特征

根据十堰市建筑设计研究院出具的地勘报告结果显示，拟建场区地层可分为7大层，现按岩土单元从上至下的特征值分别描述，见表1。

表1 岩土特征值

3.2.4起重设备优缺点分析

经过综合分析，见表2，我们选择的是300 t汽车吊与60 t特制的高低跨龙门吊，对预制城市综合管廊进行吊装作业。

表2 起重设备比选表

4 吊装施工要点

4.1 吊车就位

预先根据构件桩号进行测量放线，并在非机动车道路沿石上标明桩号，确定吊装点的具体位置。吊车司机或指挥人员将起重设备移动到指定位置，并保持非机动车道畅通。

4.2 管节卸车

运输车辆停到指定位置(非机动车道)，运输工人解除运输固定绳索，吊装工人换上专用吊具，确保吊装孔与插销连接稳定，然后用龙门吊进行四点起吊。将构件吊起200 mm高，静停2 min，待构件平稳后，运输车辆驶离。然后将构件平移至基坑内，预先在构件下铺设木方，确保管节平稳着地。

4.3 管节翻转

采用两点偏心翻转，吊装时用专用翻转吊具进行两点起吊。在地面上沿管廊长边方向均匀布置木方，避免翻转时管节损坏。

4.4 管节摆放

将构件平稳吊至基坑内，沿管节安装方向间距600 mm布置，管节摆放的个数由每次起重设备站的位置与管节之间的间距来确定。注意管节在基坑内排放的方向。

5 结语

从工程实施的情况看，按照上述吊装设备选用原则和吊装方法的比选，完成40 t级双舱矩形断面预制管廊的吊装作业。充分证明了预制管廊吊点设计的合理性，吊装设备和吊装方法选用原则具备可实施性，特别是根据路况条件创新的选用高低跨龙门吊进行吊装作业，受到了当地政府的支持和社会各界的认可。采用高低跨龙门吊及汽车吊施工技术，实现了工程装配的高效率。