白 杰
中国葛洲坝集团第一工程有限公司 湖北 443002
摘要：在超大型水利工程项目中，渡槽是其中很重要的构成部分，必须突破以大流量、大过流断面、大跨度为特征的超大型薄壁预应力混凝土渡槽机械化施工的技术瓶颈。
关键词：超大型水利；渡槽；提运架
引言
南水北调中线沙河渡槽施工采用了“槽上运槽”技术，即在己架设好的薄壁渡槽槽顶架设运槽轨道，运槽车驮运待架设的1200吨超大型水利渡槽行走在己架设好的渡槽上，驮运超大型渡槽的运槽车和承载槽槽体的安全性己成为超大型预应力混凝土渡槽预制架设施工工法成功实施和推广的技术瓶颈和关键。
1大型水利渡槽施工的概述及其结构特征
1.1大型水利渡槽施工概述
渡槽工程移动模架施工是我国近年来水利工程建设环节不可或缺的重要组成环节之一，这一模式最早出现于20世纪70年代，首先由欧美等发达国家应用移动模架的混凝土浇筑方式进行了大型水利工程的建设过程。在水利工程建设中，项目经常跨越河流、公路、铁路，这时就要建渡槽。渡槽其实就是输水的桥梁，让水流以无压的方式通过。渡槽工程的施工一般包括施工的准备阶段、进行构件及样品的放置、预制件的养护、脱模及运输、吊装及拼接、拱背混凝土浇筑、排架及槽托的吊装和拼接、水泥砂浆进行施工面的找平、工程完工阶段等数个阶段。截至目前，这一新型的技术施工模式逐渐配合了我国大型水利施工的特点，形成了具备我国特色的大型水利渡槽施工模式，很大程度上提升我国大型水利工程项目施工效用的同时又为我国未来水利工程的高效发展打下了坚实的基础。
1.2大型水利渡槽施工结构特征
首先，就外表结构来看，通常情况下我国应用的水利工程渡槽槽体大都表现为薄壁的半圆形壳体结构，这种结构的设置使得该槽体既能作为水利工程运行的载体也能作为水利工程中承载的媒介。与此同时，大部分的渡槽都应用环节预应力的模式提升其在实际使用过程中单相的张拉受力，这种情况的存在就使得在实际的施工环节需要格外注重槽体的混凝土浇筑情况，使其满足预定强度的同时又在最大程度上避免出现较为显著的裂缝问题。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆其次，就内在影响槽体强度及质量的因素来看，施工环节的很多问题都会对混凝土的质量情况造成较为恶劣的影响，由此，如果想要获得较好的大型水利渡槽施工效果，就需要针对进行渡槽预制的混凝土浇筑质量作出较大程度的改善，由此，移动模架系统出现在人们的视野范围之中，并通过这一模架在实际施工环节的合理应用，从结构、工艺等方面满足水利工程对渡槽的预期目标。
2工程概况
沙河梁式渡槽采用预制U形槽体，外形尺寸高9.2m，宽9.3m，长29.96m，每片重约1200t，单榀渡槽预应力共93束533根，施加预应力总吨位1.08万t。沙河段共架设渡槽47跨，跨距30m，每跨4槽并排，共188片槽体，长1410m。沙河梁式渡槽架设线路并排为双联桥墩，每个桥墩架设2片槽体，其提运架施工工艺主要包括制槽场的移位存槽、提槽机吊槽装至运槽车、运槽车运槽、架槽机提槽、架槽机架槽。针对梁式渡槽预制安装规模大、单榀渡槽体积大，薄壁结构（最小厚度35cm）小，起吊重量大，大型预应力群施工功能使用要求高，现场条件复杂等特点，围绕渡槽提运架为3大施工核心控制关键技术。
3超大型水利渡槽提运架施工技术
3.1提槽机提槽
提槽机的主要作用是将预制成形的渡槽提运至存槽区以及将成品渡槽提运至运槽车上，是整个渡槽预制架设的核心设备，也是提运架设备中安装难度最大，运行风险较高的设备。提槽机首先将制槽场或存槽场渡槽提吊并移位，以制槽场提槽为例，其施工工艺为：当提槽机行走至提槽位置时，用专用吊具对槽体兜底提吊，渡槽脱离制槽台位约20mm时，静停10min，确保起吊结构位于负载垂直面上，检查制动装置、起吊、钢丝绳、索具等部件有无异常。安全无误后，提吊渡槽使其高出制槽模板50cm，提槽机行走大车启动，运行至轨道交叉处。在设有转向基础的交叉轨道处，提槽机通过4条支腿下设置的千斤顶依次顶升，使每个大车行走轮在无负荷条件下轻松实现转向，进而完成行走机构90°转向。转线完成后，提槽机继续沿轨道行驶至运槽车上方，将渡槽平稳放置在运槽车上。渡槽装载到运槽车之前，首先要调整好支撑架左右高度，确保运槽车两边的支撑架处于同一水平面，在装槽过程中，需调整运槽车上支承架的4个支承座，使油缸受力均匀，防止渡槽受扭。渡槽装到运槽车之后，槽体重心需与运槽车中心线重合，允许偏差小于±20mm。
3.2运槽车运槽
在已架设好的单联两榀渡槽上安装4条轨道，4条轨道布置在槽壁顶部，运槽车驮运槽体行驶在4条轨道上，即槽上运槽。整个运槽车及槽体总重约1450t，故运槽车运输渡槽起步时速度应缓慢平稳，禁止突然加速或紧急刹车。运槽车输送过程中应派专业人员增强巡视，仔细观察承载渡槽的顶面变化情况、运输渡槽的平衡状态，轮轨受力状况及减震油缸工作状况等，遇到轨道面高差过大或者槽缝错台严重时，应进行垫实处理。此施工工艺打破了常规预制件必须保护而不得重载的要求，充分利用已架渡槽槽顶有效空间向前输送渡槽，安全地完成薄壁渡槽的槽上运槽。
3.3架槽机架槽
运槽车输送渡槽到架槽机前时停下，架槽机的两台门吊保持23.1m距离行驶到提槽的位置。位于下导梁后联系架上的翻转横梁在液压油缸压力作用下打开，运槽车缓慢行驶到架槽机的两台龙门吊下方，直到能够保证门吊能够起吊渡槽为止。同时翻转横梁在液压油缸的作用下闭合并插好连接销轴，门吊起吊渡槽向上提100mm后，架槽机携渡槽整体向前移动至架槽位置，对位时需维持两台门吊的状态为微动或点动。门吊下放渡槽直到渡槽底与已铺设好的渡槽上表面平齐时停止下落，起升小车横移到架槽点上方时停车。渡槽架设到位之后，主梁下方的电动葫芦运行至吊具两端的正上方，吊具下移大约100mm，人工辅助将扁担梁脱离渡槽底面，完成架槽。
3.4槽机携架槽机整机转运
当一条线路渡槽架设完毕，首先拆除运槽车联系梁使运槽台车A和运槽台B能够独立运行，2台车分别开到架槽机前、后联系架的下面，驮运支撑油缸顶升250～270mm，使架槽机顶起脱离槽墩。用拉杆分别把运槽车与前后联系架固定好，运槽车拖运架槽机到提槽机下方。拆除提槽机渡槽专用吊具，提槽机行驶到架槽机的中间，换上专用吊具，将吊杆插入到架槽机导梁的专用吊孔中，与4组吊具分别连接好，然后启动起升系统，将架槽机提起，依靠提槽机自行和转向功能实现架槽机整体转线。
结语
超大型薄壁预应力混凝土渡槽是南水北调中线调水关键控制性工程，槽身采取预应力U型结构的沙河梁式渡槽，是全球最大的预制架设渡槽。文章根据当前世界上最大规模U型渡槽的结构特点，分析研究超大型预应力渡槽提、运、架3大施工技术方法，结论如下：提槽机、架槽机、运槽车等吊运机械设备均通过机构设置形成3点受力，避免渡槽偏载以及受扭的发生，使渡槽起吊及运输过程的稳定性和安全性得到有效保证。该施工工艺和施工装备在南水北调中线沙河梁式渡槽工程中成功应用，对相关行业类似结构工程的方案选择、结构分析、施工装备研发具有十分重要的的参考及借鉴价值。
参考文献：
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[2]程伟．某水利渡槽施工方案探讨［J］．内蒙古水利，2017（12）．
[3]程国栋，刘明忠，王丽，等．永圣渡槽预制矩形槽身吊装施工实践［J］．工程技术研究，2018（04）．
论文作者:白杰
论文发表刊物:《防护工程》2019年16期
论文发表时间:2019/12/13
标签：渡槽论文; 槽车论文; 预应力论文; 水利论文; 沙河论文; 门吊论文; 结构论文; 《防护工程》2019年16期论文;