西安市燃气规划设计院有限公司 陕西西安 710075
摘要：随着国内天然气应用的普及，遇到了越来越多的城市燃气管线通过河流的问题。管道通过河流目前主要有：穿越河底、随桥敷设或采用管桥跨越三种形式。燃气管道随桥敷设具有建设费用低、检查和维修方便的特点，是管道通过河流的重要方法，但与陆地管道施工相比，燃气管道随桥敷设普遍存在以下难点：出于桥梁安全考虑，不能在桥体上钻作业孔，不便利用桥体结构搭建施工平台；桥面与水面距离远，桥面风力强劲，高空作业危险性大；大桥作为交通要道，车流量大，吊装工具不能长时间占用车道。燃气管道随桥敷设需要在桥面以下完成支架安装、管道吊装就位、管道对口焊接、防腐补口等工序，施工难度大且影响交通，施工工序与陆地相同，问题的关键在于解决施工平台及管道吊装工具的问题，以达到快速高效地施工。
关键词：随桥敷设；工装；设计；施工效率
引言
可移动式施工平台及管道吊架成功解决了桥上施工平台及管道吊装的问题，经实践验证该系统具有以下特点：改变工装尺寸和配重，就能改变系统载荷，工装适应性强；可移动式操作平台通过配重小车的滚轮移动，降低了吊装设备的使用率，施工成本低；吊架可以将预制好的25m管道一次吊装成功，减少了在桥下组对焊接的焊口数量，施工效率高。管道随桥敷设施工工装的设计，为管道随桥敷设施工提供了有利工具，减少了外界因素对施工的干扰，提高了工作效率及安全性。文章主要针对燃气管道随桥敷设施工工装设计方面进行分析，希望能够给相关人士提供参考价值。
1.工程案例
某地区大桥总长2098.3m，是该地区城市总体规划交通路网的骨干工程。桥梁由主桥和引桥两部分组成，其中主桥为跨径（65+200+65）m中承式钢管混凝土系杆拱桥，引桥为跨径40m先简支后结构连续T型梁。燃气管道采用随桥敷设方案，设计长度为2.2km，设计压力为0.4MPa，采用20#无缝钢管，管线规格Φ219×8mm。主桥支架采用抱箍吊架，安装于主桥人行道下方悬臂梁处，支架间距5m，安装采用角钢机械固定；引桥支架采用高强化学螺栓，安装于引桥人行道下。通过参考以往管道随桥敷设相关技术，勘察大桥上、下结构特点、复测桥身尺寸，经分析计算，设计和制造出了适用于此类工程的施工工装。
1.1工装组成
本工装成套配置为：可移动式施工平台、管道吊架。
1.2工作原理
可移动式施工平台由吊篮、配重小车、配重块三部分组成，平台利用自身结构就能平衡，不与桥体护栏接触，减少了对桥面设施的破坏，可移动式操作平台结构如图1所示。配重小车底部安装滚轮及辅助刹车系统，人工推动小车沿着人行道方向实现施工平台的横向移动，小车的尺寸、承载及配重根据具体施工条件和要求设计。吊篮悬挂于桥下，通过小车和配重块实现平衡，施工人员站在吊篮里完成桥下的化学植筋、支架安装、管道组对、焊接等。
图1.可移动式操作平台结构示意图：
管道吊架采用配重管和倒链实现与吊装管道的平衡，采用吊车进行管道吊装作业，当吊架把管道吊装到桥下适当位置时，工作人员通过吊架上的操作平台将管道安装到支架里，工作人员离开后，通过调节倒链实现吊架的自身平衡，管道吊架结构如图2所示。
图2.管道吊架结构示意图：
1.3工装制造
在整理好制作思路后，对该管道随桥敷设施工工装进行分解，需要自制施工吊篮一个、配重小车一个、配重块若干，管道吊架一个。第一，施工吊篮。施工吊篮的设计和制造，主要需解决吊篮的安全性和可调性，还要兼顾灵活轻巧性。所以设计时选择稳固性较好且轻巧的槽钢和角钢作为框架；上铺δ=3mm花纹钢板作为平台；操作平台周围采取安装护栏等防护措施。第二，配重小车。配重小车主要用于平衡施工吊篮，并能保证操作平台沿人行道方向水平移动。即要保证小车的平稳性，又要轻巧便捷，便于安装。在配重小车下面安装车轮，在承重条件下移动方便，不需要借助机械设备人工即可移动，降低了生产成本并提高了工作效率。第三，配重块。为防止配重小车里的重量过大压坏桥面人行道，并保证吊篮的安全性，采用增加配重块的方法，增加吊篮的承重能力；在力臂的帮助下，很小的配重块就能平衡较大重量的吊篮；为节省成本，可采用废弃的铁块作为配重，便于重复利用。第四，管道吊架。管道吊架主要用于完成管道在桥下的吊装就位，需要采用吊车进行工作，因此吊架应具有可靠的安全性和可调性，并且不能太重；吊装过程中采用吊链进行调节，保证吊架始终保持水平。管道吊架主要采用钢管、槽钢、角钢、钢板等制作，可根据现场需要对材料规格进行调整；吊架工装由上下两部分组成，采用法兰连接，便于运输和组装[1]。
2.应用实践
可移动式操作平台及管道吊架工装在预制场地制造成型，用汽车吊运往施工场地，在现场组装后使用。可移动式操作平台为管线的化学植筋、支架安装、管道组对焊接等提供了有利条件，如图3所示。在使用过程中，吊篮及配重块的可调节部分可根据桥墩、路灯杆等实际情况进行调整，增加了操作平台的适应性；采用人工推动配重小车进行移动，减少了吊装设备投入，加快了施工进度，大大降低了桥面车辆对施工的影响。管道吊架工装解决了管道吊装就位的问题，管道吊架实物如图4所示。为减少吊车在桥上的使用量，减少桥下焊缝数量，先将管道在预制场地焊接为二接一管道，长度约24m（路灯间距25m），预制好后用自制炮车运到桥上，采用千斤顶装卸管道，有效减少了吊装次数及管道在桥下的焊口数，降低了施工难度。
图3.可移动式操作平台实物图：
该地区大桥燃气管道工程在可移动式操作平台和管道吊架的帮助下，同时配合使用倒链、吊车等工具，快速高效地完成了2100m燃气管道的随桥敷设安装工作，整个施工过程零事故[2]，证明了工装的安全性和有效性。吊装就位的管道如图4所示。
图4.吊装就位的管道：
结论：
简而言之，燃气管道随桥敷设条件复杂、施工难度大，本文以汉江大桥为例，设计制造了一套适用于管道随桥敷设施工的工装。工装由可移动式施工平台和管道吊架组成，可通过改变配重调整载荷，通过滚轮移动，人工即可推动；只需在管道吊装就位过程中配合使用吊车，就能实现在桥面下的管道安装，降低了吊装设备的使用率，减少了外界因素对施工的干扰，提高了施工效率。通过燃气管道的施工实践，验证了工装的有效性[3]。
参考文献：
[1]王连安.利用悬索管桥敷设跨江中压燃气管道施工技术[J].煤气与热力，2018，31（3）：33-35.
[2]潘志军，李蓉.随桥敷设跨越赣江燃气管道施工技术[J].煤气与热力，2018，29（9）：34-40.
[3]刘瑛，周向阳，郑明华，等.燃气管道随桥敷设施工移动式操作平台设计[J].油气田地面工程，2016，35（1）：39-42.
论文作者:马利华
论文发表刊物:《防护工程》2019年10期
论文发表时间:2019/8/16
标签：管道论文; 吊架论文; 工装论文; 吊篮论文; 燃气论文; 小车论文; 移动式论文; 《防护工程》2019年10期论文;