闸墩预制梁非常规吊装作业安全管理探讨

YAN JIU

Zha dun yu zhi liang fei chang gui diao zhuang zuo ye an quan guan li tan tao

闸墩预制梁非常规吊装作业36

安全管理探讨

胡勇志 杨永忠

以孤山航电枢纽工程闸墩预制梁吊装作业例,利用非常规吊装作业方法,分析影响吊装安全的各难点、方法选择及安全管理措施。应用工程实例验证非常规吊装作业方法的可行性，并对吊装作业的安全管理流程进行系统梳理，对提高类似施工工程的安全施工管理具有重要意义。

闸墩是航电枢纽工程的重要组成部分，预制梁作为闸墩的上行走及管道的重要通道，其能否安全可靠吊装直接影响到航电枢纽工程的安全稳定投运。本文深植于孤山航电枢纽工程闸墩预制梁吊装作业，研究预制梁的非常规吊装及其安全措施，对其难点进行了讨论，选择了非常规吊装方法并进行验算校核，对影响吊装运行安全的各项措施进行了论证，不仅能保证此工程吊装作业的安全可靠完成，而且对于类似施工作业安全有着积极借鉴作用。

一、绪论

孤山航电枢纽位于汉江干流夹河～丹江口枢纽回水末端河段内，上距白河水电站坝址35km，下距丹江口枢纽坝址179km。孤山枢纽的主要任务是发电、航运。水库正常蓄水位177.23m，电站装机容量为180MW，多年平均发电量5.80亿kW·h，规划航道等级为Ⅳ级。枢纽布置方案从左至右总体布置格局为：左岸非溢流坝段、左1区泄水闸、船闸、左2区泄水闸、生态放水闸（纵向围堰）坝段、右区泄水闸、电站厂房及右岸非溢流坝段。坝轴线长584.3m，坝顶高程188m，最大坝高57.2m。

右区泄水闸共11孔，每孔布置12榀梁，其中管线廊道梁每孔2榀，引张线槽梁每孔1榀，门机轨道梁每孔4榀，坝顶公路梁每孔5榀。门机轨道梁长度17.5m，安装在球形钢支座上，其余预制梁长度16.54m。132榀梁需全部吊装到泄水闸闸墩上，作业难度大、风险高，面临的作业环境复杂。

二、泄水闸闸墩预制梁吊装作业难点分析

（1）泄水闸闸墩梁系品类繁多，重量不同，且安

装高度有差异，其中管线廊道梁重30t、安装高度达31.3m，门机轨道梁重52t、安装高度达29.07m，吊装工况迥异，人员、设备要求高。

（2）高处吊装作业时在地面及闸墩上均需设置人员，要求人员紧密配合，且做好相互协调，否则易造成起重伤害、高处坠落、高空物体打击等。

（3）施工场地狭小，吊装设备站位空间有限，吊车转场操作复杂，一台起吊设备难以完成起吊，且吊装作业时闸墩上部结构可能触碰起吊设备拨杆，易出现卡杆现象。

（4）塔吊与新进起重设备之间，预制梁吊装、闸门安装、二期混凝土浇筑等作业，均存在交叉作业，安全隐患突出。

（5）预制梁与支座匹配度要求高，如未提前做好测量放样，则存在预制梁吊装到达指定位置后，预制梁无法下落到支座，不能卸力解吊钩，且难以重新将预制梁吊装到地面。

三、预制梁非常规吊装方法选择及计算校核

为确保预制梁非常规作业的安全实施，需开展吊装方法、卡环、钢丝绳的选择及起重机稳定性、卡杆的计算校核。

1.吊装方法选择

根据现场勘查，结合现场作业难点、经济性及安全性，采用常规架桥机、单台起重设备等难以满足现场架梁要求，本工程选用2台规格相同的汽车吊进行吊装作业，两吊车平均分配荷载。以管线廊道梁为计算参考，两台吊车吊钩及索具重量均按1t考虑，吊装总重量：30+2=32t。

管线廊道梁吊装时单机所受最大荷载：Q=K1K2×32/2=1.1×1.2×32/2=21.12t。式中：K1——动载系数，取1.1；K2——不均衡系数，取1.2；

门机轨道梁在梁系中最重，其吊装总重量为：52+2=54t，吊装时单机所受最大荷载：

Q=K1K2×54/2=1.1×1.2×54/2=35.64t。

根据以上计算，参阅各型全地面汽车起重机参数表，（4×45MW）选择QAY200t全地面汽车起重机2台实施本工程预制梁吊装作业。2.卡环及吊装钢丝绳选择（1）卡环捆绑钢丝绳与吊索钢丝绳之间严格采用卡环连接，吊装最大荷载为门机轨道梁起重吊装作业，重量为50t，采用双机抬吊，卡环选用35吨及以上规格。（2）钢丝绳1）结合预制梁设计及浇筑情况，吊装时通过试吊再次确定预制梁重心。2）捆绑及吊装钢丝绳受力验算。钢丝绳与预制梁重心线（上图虚线）夹角不大于20°，则每根钢丝绳受力：①管线廊道梁：F=0.01kQ/n=0.01×1.06×15000= 159KN,②门机轨道梁：F=0.01kQ/n=0.01×1.06×25000/2= 132.5KN,式中：F——每根钢丝绳所受的拉力（KN）；Q——被吊物的重量（Kg）；n——钢丝绳根数；K——随夹角α变化的因数，20°时取1.06。取安全系数为6倍，则所选钢丝绳破断拉力：F破应≥159×6=954KN，从《建筑施工起重吊装工程安全技术规范》(JGJ276-2012) 中表A.0.1-2 (6×37) 钢丝绳主要性能数据查得：6×37-φ39-1700Mpa钢丝绳抗拉强度为959.5KN＞954KN,满足使用要求。3）根据梁系形状和重心位置，采用兜挂法绑扎预制梁，预制梁棱角处易造成钢丝绳损伤，计算选用钢丝绳时安全系数应取6倍。吊装T梁、引张线L梁及管线廊道梁时采用6×37-φ39-1700Mpa钢丝绳，每端各一根；吊装门机轨道梁时采用同规格钢丝绳，每端各两根。（3）起重机稳定性校核本方案两吊车型号相同，吊装时平均分配荷载。①管线廊道梁两台200t吊车伸臂长度均为49.4米，最大作业幅度22米，安装活动配重57t，按照徐工集团QAY200型全地面汽车起重机主臂起重性能表：该型号吊车此工况下额定起吊能力为28t，预制梁吊装时满足“采用双机抬吊时，单机载荷不得超过额定起重量的80%”要求，即吊车允许荷载为28×80％=22.4t>21.2t（计算荷载），吊车稳定性满足安全需要。②门机轨道梁及其他预制梁两台200t吊车作业幅度均控制为13米，主臂伸出长度相同（44.9米）。按照徐工集团QAY200型全地面汽车起重机主臂起重性能表：此工况下吊车额定起吊能力为44.6t，根据规范要求此时吊车允许荷载为45.6×80％=35.68t>35.64t（最大计算荷载），吊车稳定性满足安全建设管理需要。（4）卡杆校核预制梁安装高度较大，预制梁安装需要1台吊车隔孔吊装，且下游侧闸墩牛腿悬挑6米，牛腿上方预应力锚块伸出闸墩两侧各2.55米（浇筑完毕二期混凝土后为2.85m），预制梁起吊到就位整个过程需校核是否会发生卡杆。采用三维软件以等比例建立模型，进行工况模拟。模拟证得，需要隔孔吊装的吊车主臂与预应力锚块间距最小，其值为100cm（如浇筑完毕二期混凝土后为70cm）,因此不会有卡杆现象发生。门机轨道梁及上游预制梁吊装时，当预制梁吊入安装位置上方时，需要隔孔吊装的吊车与闸墩墩顶之间最小距离，最小距离为90cm,因此不会发生卡杆现象。四、预制梁非常规吊装作业安全管理措施闸墩预制梁吊装属于非常规作业，系统梳理吊装作业安全管理流程，以便吊装作业的正确、有效实施。（1）项目部组织吊装作业专业分包单位人员开展现场勘查，提前熟悉现场环境，确定吊装站位和顺序，设定安全防范措施，明确安全事故零目标。（2）吊装专业分包单位编制安全专项施工方案，开展吊装方法选择及安全校核，组织专家论证，确定吊装实施的安全可行性，并报送施工总包单位、监理单位审批。（3）及时做好现场吊装安全措施条件确认，编制吊装施工作业票，报监理工程师签发；实施危险作业许可证制度，作为项目内控措施，由现场技术员、安全员、生产副经理、安全总监、总工程师、项目经理等共同现场确认各项安全措施是否完备，确保安全条件满足作业。（4）吊装作业指挥人员使用对讲机发出信号，两吊车升钩持力，将梁平稳吊起，约离地20cm时停止动作，起重工检查吊具是否安全可靠，梁姿态是否水平。（5）检查、调整无误后，吊装指挥发出指令，两吊车升钩、变幅，将梁吊至较小离地间距，进行水平调整至各车设定的最大作业幅度，悬停10分钟作为试吊。（6）预制梁吊装完毕后需采取临时固定措施，可采用钢筋将其与闸墩预埋钢筋头上焊接，避免预制梁位移。（7）吊装作业完成后，召开专题分析会，及时回顾总结吊装过程中存在的风险和隐患，形成体系文件，为后续类似施工提供安全技术支撑。五、结语通过以上非常规吊装方法及安全措施的应用，顺利完成该工程预制梁吊装作业，保证了作业的安全、质量和进度，证明上述方法的合理性和可行性，可为同类施工建设提供参考借鉴，提高闸墩预制梁非常规吊装安全技术水平。（作者单位：长江国际水利水电工程建设有限公司）37