摘要：索跨施工是长输管道跨越工程的重要环节，本文针对中小型索跨施工特点，研究出了索跨在地面分段组装，然后主索、吊索、抗风索与桁架同步发送的施工技术，减少了高空作业风险，缩短了索跨施工周期，保证了索跨安装质量，取得非常好的效果。
关键词：中型索跨 地面组装 同步发送
前言
在山区、丘陵地带管道项目施工过程中，管道跨越工程量大、施工难度高，一般采用桁架式悬索跨越的安装方式，跨越施工目前通常采用桥身非对称性安装或者采用荷载逐步转移施工方法，这两种施工方法都适用于超长距离索跨施工，需要先将主索、吊索、抗风索等安装完毕再发送桁架，施工程序较多，且桁架需要在空中进行组焊，高空作业量大、安全风险高。
2015年，我单位在长庆油田马惠原油管道安全升级改造工程中，有2处150m跨越工程施工，如果采用上述施工方法，对于中型跨度索跨来说，安全风险和成本较高、施工周期较长。针对100m～200m跨度索跨安装，对索跨发送技术进行革新，研究了桁架及各索系同步发送技术，减少了高空作业安全风险，优质高效地完成了索跨施工任务。
1 工艺原理
先将第一段桁架使用施工索上发送系统进行固定；第二段桁架在地面上与第一段桁架进行组焊连接，焊接完成后，将连接好的主索、吊索、抗风索随桁架同步发送，通过牵引绳向前发送，并及时将施工索上预留的发送系统与第二段桁架进行连接固定；第二段发送程度达到第三段桁架焊接空间足够时停止，进行第三段桁架的焊接、索绳放置，依次进行，即完成整个桁架及索绳的发送。
2 工艺要点
2.1施工索校核
（1）工程中所使用的管材、钢丝绳、角钢、钢丝绳卡头、连接螺栓等材料必须使用合格产品，质量证明文件齐全。
（2）施工索选型计算
1）最大荷载计算重量的确定：P计=P×K
式中：P=（qL+Q）；K=K1×K2；q-施工索自重（9.28kg/m）；L-跨距（150m）；Q-吊具重量（桁架最大重量及发送系统等重量：19600kg）；K1-动载系数（1.2）；K2-不均衡系数（1.33）。
2）施工索垂度确定：f=L/15
3）施工索水平张力（t）：H=（2QL+ qL2）/8f
4）施工索张力：T2=H2+V2
5）吊装安全系数核算：K=（2×P最小）/T≥3.5
经计算，张力为T=H2+V2=741 KN，风荷载及人员检修活荷载计690KN，最大张力为1431KN，初步选用6×37S-FC-50-1770钢丝绳，经验算，最大张力为1456KN，钢丝绳许用拉力为1460KN，安全系数K=（2×P最小）/T=5.1﹥3.5，故所选钢丝绳符合要求。
2.2施工索安装
先将发送端施工索上端绕过塔顶，下端用绳夹主缆锚墩上，另一端先用人工将Φ12mm白棕绳从发送端拉到接收端，再通过白棕绳把牵引绳拉到接收端，牵引动力可用人工和机械配合。牵引绳就位后，在跨越发送端将施工索用吊车吊起，牵引绳将施工索牵引到接收端，绕过塔架，通过锚具端固定在锚固座吊耳上面。
图1 施工索连接示意图 图2 施工索与锚固座连接示意图
2.3发送系统安装调试
发送系统由发送滑车、手拉葫芦、牵引设备（牵引绳、卷扬机）组成。发送滑车数量按公式：L/15m进行确定（L为跨度），该跨越跨度为150m，为安全起见，使用15组发送系统（10组使用，5组备用）。
安装前将滑车、葫芦涂抹润滑油脂减少摩擦力并将滑车与葫芦、滑车与牵引绳连接，使用吊车吊起，配合塔架顶部工作人员，将滑车挂至施工索上。发送系统安装完成后，通过牵引设备进行预牵引，使滑车在施工索上行走，查看是否行走顺畅，若有卡、顿现象，检查滑车，必要时进行更换。
2.4同步发送
（1）桁架预制
1）桁架预制时根据滑车数量（10个）、桁架总长（150m）计划划分为十段，每段15m。
2）进场钢管长度为6m、9m不等，综合考虑滑车数量，尽量减少对接接头，每段桁架预制长度在15m～18m较为合适，预制同时按设计图纸要求，焊接吊索及抗风索拉索的吊耳。
（2）主索、吊索、抗风索发送
每段预制的桁架配一组发送系统。发送前将第一段桁架使用施工索上发送系统进行固定，第二段桁架在地面施工平台上与第一段桁架进行组焊连接。在焊接完成后，将主索索夹与吊索上端、抗风索与拉索、拉索与桁架通过相应的锚具、吊耳连接好，并放置桁架上，跨越对岸的卷扬机牵引滑车组上的牵引绳匀速牵引发送。
（3）主索吊装
当桁架发送到位后，先在塔架顶端U型槽内涂抹润滑油脂，再使用吊车将主索吊起，平稳放置在U型槽内。吊带与主索起吊点置于塔架中心与主缆锚墩一侧（辅跨），减少主索与U型槽的摩擦。
（4）吊索连接
主索吊装完成后，通过发送系统将桁架吊起，起吊高度达到吊索下端的套筒调节式热铸锚可与桁架吊耳连接的位置，将吊索与桁架吊耳连接。连接完成后缓慢调整手拉葫芦，使桁架降落，至桁架两端与桁架基础接触为止，安装桁架铰支。
（5）抗风索连接
抗风索随桁架发送完成后，将锚固端锚锭与抗风索锚固座上配套螺栓临时连接。
（6）管道安装
按桁架组装发送方式进行跨越管段的发送安装，发送前，升降系统下挂吊带，吊带与管道接触位置垫10mm厚绝缘橡胶板增大受力面积，保护管道保温层。发送过程中利用升降系统调整好管段中心线，待无损检测合格后对焊口进行防腐保温。
（7）整体调试及施工索拆除
1）抗风索安装完成后使用25t千斤顶通过调整主索锚固端锚锭与调节螺杆相对位置来控制桁架起拱弧度，调拱时，发送端和接收端的锚锭都需调整，以保证调拱结束后，主索吊索处于竖直状态。
2）当起拱弧度达到设计要求后，调整吊索下端套筒可调式锚具，使全部吊索受力均匀平整，吊索调整完成后，快速紧固主索锚锭螺栓。
3）桁架拱度、吊索调整完成后，按桁架拱度调整方式对抗风索锚锭进行调整，使抗风索达到受力状态。调试完成后方可拆除施工索等辅助设施。
3 结论
2015年，在长庆油田马惠原油管道安全升级改造工程中，针对2处跨度为150m的悬索跨越施工，我单位成功使用了地面组装同步发送施工技术，施工安全性高、质量容易控制、工期短，获得建设单位和监理单位的一致好评。
论文作者:姚庆生,马士锋
论文发表刊物:《防护工程》2017年第15期
论文发表时间:2017/10/17
标签：桁架论文; 吊索论文; 滑车论文; 抗风论文; 锚固论文; 系统论文; 钢丝绳论文; 《防护工程》2017年第15期论文;