预应力T型梁吊装施工总结
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摘要：大连长兴岛恒力石化项目配套石油化工码头工程栈桥墩之间采用预制预应力T型梁连接。T型梁长度为34.5m和37m两种规格，T型梁为大体积薄壁混凝土结构，吊装施工较为困难。我部选择600t全回转起重船进行梁体的吊装，并且自制扁担，保证梁体水平起吊，很好的完成了吊装任务。
关键词：T型梁、600t全回转起重船、扁担、吊装。
1、工程概况
大连长兴岛恒力石化项目配套石油化工码头工程栈桥墩之间采用预制预应力梁连接，预应力梁共8跨，每跨为6榀，共48榀。分为两种规格：①长度为34.5m的中间梁和边梁，共42榀；②长度为37m的中间梁和边梁，共6榀。两者的高度均为2.3m。本次以37m梁作为代表进行梁体吊装施工工艺阐述。37m梁体效果图详见下图所示。
图137m中间梁效果图
图237m边梁效果图
37m预应力梁安装正视图详见下图所示。
图337m梁安装正视图
2、工程难点及关键点分析
预制场地的选择
本工程预制梁场的选择是关键，既要保证梁体预制的顺利进行，还必须满足起重船起吊的条件。预制场地的选择与起重船的选择是密不可分的。
施工区域狭小，各工程之间的干扰较大。
边梁属于偏心梁，梁体吊装困难。
本港区外侧东、西防波堤未建成，造成梁体安装海况恶劣。
由于横隔板处钢筋互相干扰，造成梁体安装困难。
3、施工工艺简介
本工程预应力梁在西围堰上（西围堰经过碾压处理并经实测沉降位移均已完结）进行预制，采用600t全回转起重船起吊梁体装至运输方驳（存放4榀梁）和起重船（存放2榀梁）上，然后拖轮将起重船和运输方驳拖至现场进行驻位、安装。预应力梁场和码头平面位置详见下图所示。
图4预应力梁场和码头平面位置图
3.1起重船驻位
起重船选用600t全回转起重船，船体全长99.6m，宽27.6m。
37m跨梁位于预制场的北端，600t起重船垂直于西围堰驻位，两个前锚系在西围堰上两个5t扭王字块地锚上，两口后锚做抛锚处理。起重船驻位示意图如下所示。
图5 起重船驻位平面示意图
3.2梁体起吊
预应力梁吊装采用捆吊形式。在预应力梁底胎制作时，在距梁体端头1050mm位置处设置长400mm、宽595mm的吊装口，为保证在吊装过程中梁体水平，在吊装口位置垂直对应部位的梁体上预留400mm*200mm的吊孔，示意图详见下图所示。
图6底胎吊孔位置图
图7 梁体吊装孔位置平立面图
梁体采用扁担进行吊装。扁担采用直径711mm、壁厚为18mm的钢管桩制作，捆吊梁体选择直径为60mm、单根长度为16m的钢丝绳，扁担与起重船挂钩之间采用直径为72mm、长度为35m的钢丝绳（吊索具的受力分析与安全系数计算从略）。扁担制作及吊装的示意图详见下图所示。
图8扁担吊装侧视图
图9 扁担吊装图
3.3梁体存放和安全运输临时加固
600t全回转起重船将梁体吊起后先存放在运输方驳和起重船上，然后采用拖轮将方驳和起重船拖运至现场驻位进行吊装施工。为防止在拖运过程中因船体发生倾斜导致梁体倾倒，在船体上焊接支撑架，支架采用双槽20对扣制作。每榀梁设置8个支架，左、右各4个。梁体加固详见下图所示。
图10梁体加固正视图
3.4梁体安装
安装轴线的控制：在预制场地时，施工人员用墨线在梁体两端将梁体轴线通长弹出，然后在上部框架和橡胶支座上也用墨线将梁体安装的轴线标记出，作为安装时的控制线。
起重船驻好位后便可进行梁体的安装。
先进行中梁的安装。起重船将梁体缓缓吊起，到达安装位置上空时缓缓落钩，待梁体距上部框架顶面20cm距离时停止落钩，这时起重人员手把晃绳，根据框架上做好的控制线将梁置调正，然后起重工继续指挥安装，缓慢落钩，在落钩的过程中起重工通过观察梁体轴线、橡胶支座轴线和框架上的标记线进行梁体安装控制，保证安装质量。
待梁体安放到橡胶支座上后，起重船缓缓落钩，待钢丝绳还带劲约30KN时停止落钩，这时施工人员在梁体两端用15cm×20cm的木方将梁体支撑住，防止发生倾倒。梁体安装及加固示意图如下。
图11梁体吊装图
图12 梁体加固图1
图13梁体加固图2
下一榀安装和其相邻的梁，安装方法同上。安装完成后除进行如上图所示的加固方式之外，对应横隔板位置，将两榀梁之间翼缘钢筋进行焊接连接，每处焊接10根钢筋，钢筋直径为20mm，采用双面满焊，焊缝长度为6cm。
4、施工小结
4.1经验
4.1.1预制梁场地的选择
由于预应力T型梁的长度较长、重量较大，并且为大体积砼薄壁结构，稳定性较差，同时梁体为预应力结构，易折断，陆上运输极不方便，所以我部考虑将梁场建在海边，预制完成后直接采用起重船起吊、安装。
根据现场实际情况，同时考虑到运输距离，我部选择在西围堰上建设梁场，并且就预制梁场用地做了详细的汇报材料上报给业主审批，最终业主同意将梁场建设在西围堰上。
后经实践证明，预应力梁场地的选择非常成功。预应力梁既不需要进行倒运，也满足了起重船吊装的需要，保证预应力梁吊装的顺利施工。
4.1.2起重船的选择以及梁体底胎的布设
起重船的选择与梁体底胎的布设是分不开的。
在起重船选择前首先进行西围堰外侧水深测量，根据水深图绘制实际的西围堰外坡断面图。后经分析，我公司自有的“起重13”200t起重船（固定扒杆）即可满足吊装要求，这时梁体底胎需沿西围堰轴线方向布设两排。根据200t起重船吊高曲线可以得出，在起吊180t重物时船艏到吊钩之间的距离是21.5m。底胎布设以及200t起重船吊装图详见下图所示。
图14 西围堰预制梁场底胎布置示意图
图15200t起重船吊装示意图
从上图中可以得出，第一排预应力梁起吊不受潮水限制，在低水位时也可保证作业。但起吊第二排预应力梁时，为保证起吊安全，需在水位+0.8m时起吊可满足施工要求。
本工程预应力梁底胎于2010年10月中旬开始浇筑，2010年11月初浇筑完毕。2010年11月27日海上刮起10级大风，海面巨浪，将预制梁场外侧西围堰坡面打掉。为防止受到更为严重的损失，项目部立即组织车辆回填大块石。风浪过后，项目部组织机械设备和人员进行坡面恢复，但原有石料已经冲至坡底，造成坡面变缓。
待西围堰外侧坡面修好后，我部立即组织测量人员重新进行水深测量，绘制坡面图。根据坡面图可以得出，原计划采用的200t起重船已远不能满足吊装要求，需重新选择起重船。风损后西围堰外侧坡面及200t起重船吊装图详见下图所示。
图16西围堰外侧坡面图以及200t起重船吊装示意图
一开始选择起重船时考虑不周，未考虑到12#~9#墩之间梁体的安装受西侧散杂货码头沉箱和东侧5000t级码头沉箱的影响，固定扒杆的起重船无法驻位作业，必须选择全回转起重船方可施工。
根据西围堰外侧水深和梁体重量，我部经过多方联系，最终选择了“苏连海起重8”600t全回转起重船。600t全回转起重船梁体吊装详见下图所示。
图17 起重船作业半径和吊高图
图18600t全回转起重船梁体吊装照片
起重船的选择直接关系到施工的可行性和成本控制。在本工程起重船的选择过程中，很好的将两者进行了综合考虑，顺利的完成了梁体吊装施工。
4.1.3边梁的吊装
本工程边梁为偏心梁，偏心重量为7.5t，为保证在起吊及安装过程中梁体保证水平，我部采用3个10t的手拉葫芦通过钢丝绳将起重船的勾头与在边梁翼缘上预埋的吊环相连接，通过调节手拉葫芦对梁偏心部位进行调整。吊环及吊装示意图详见下图所示。
图19预埋吊环侧视图
图20预埋吊环正视图
图21手拉葫芦使用示意图
通过采取上述措施，很好的控制了梁体偏心，保证了梁体垂直起吊，给安装创造了很好的条件。
⑷ 为减小横隔板之间钢筋的相互干扰，施工中将相邻两榀梁横隔板的钢筋先人工掰开，给梁体安装创造条件，待梁体安装完成后再人工调直，保证达到设计要求。
4.2教训
4.2.1预应力梁浇筑顺序
预应力梁底胎布设完成后进行梁体的浇筑施工。
由于梁的底胎对于中梁以及边梁都是通用的，而我部在预应力梁吊装方面经验不足，预制施工时未考虑到梁体吊装时船舶下锚及驻位的问题，预制无固定顺序，导致梁体吊装时需多次驻位才能完整吊装1跨梁（共6榀）。多次驻位不仅导致施工效率降低，而且还大大增加了船舶作业的负担。
有了第一次教训后，我部认真进行总结，保证后来梁体预制的顺序与梁体吊装顺序相同，最终很大程度上提高了施工效率，并且节约了成本。
4.2.2梁体安装前的测量工作
梁体安装前我部安排测量人员对梁底支座顶标高及上部框架翼缘板（边梁安装完成后与梁体翼缘板标高相同）的底标高进行测量、记录。
图22 墩台照片
由于我部在梁体安装方面经验不足，只是考虑到控制绝对标高而未考虑到相对标高，出现了两者的标高均在误差范围内但两者的累积误差却超过了规范要求，导致梁体安装完成后与框架之间出现错台，表观质量差。
在出现这种问题后，我部立即改正，将所有的框架翼缘板与支座的标高重新分析，不满足要求的地方进行处理，最终保证梁体安装后的表观质量。
5、结论
通过采用上述施工工艺，我部很好的完成了梁体安装任务，既保证了施工安全，又保证了施工质量。希望可以给类似工程提供一定的参考价值。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。