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单梁式龙门吊安装管坡PCCP管道施工方法

建安分局   兰欢欢

0 引言

特殊地段安装PCCP管道时,一般在沟槽铺设道轨采用龙门吊安装的施工方法。传统龙门吊均为双梁式结构即两根横梁和两根支撑梁,主要是通过两根横梁上安装的四个电动葫芦和两侧的千斤顶对管道进行高程、角度、轴线调整安装,采用该方法安装一根管道所需时间为25分钟左右。在西范泵站更新改造工程二级泵站管坡PCCP管道安装时,施工单位结合实际施工管坡坡比,在传统龙门吊结构的基础上进行改装了一台单梁式龙门吊,即利用一根横梁上下两个吊点的方式进行管道移动对接安装。在管坡安装时通过上下两个吊点的提升可快速将高程、角度、轴线控制在安装范围内,安装一根管道的时间为15分钟左右,实现了PCCP管坡安装高精度、快速度的新型安装工艺流程。采用单梁式两个吊点的施工方法,在保证安全施工的同时加快了施工速度,且降低了施工成本。

1 单梁式龙门吊制作

单梁式龙门吊与传统龙门吊不同之处主要是上部结构的调整,如图所示(图-1 传统龙门吊,图-2单梁式龙门吊)。传统龙门吊结构形式为上部两根横梁和两根支撑梁,车身自重较重,负荷运行时行走缓慢且角度较难控制。改装后的单梁式龙门吊车身轻,负荷运行速度较快且角度控制精确。改装调整主要有以下几个方面:

   

图-1 传统龙门吊                              图-2 单梁式龙门吊

(1)将传统龙门吊上部两根横梁改为一根(称之为单梁式龙门吊),前后两根竖向支撑钢管由原垂直方向改为与上部横梁焊接成三角结构。龙门吊支撑钢管前身为两根长向钢管,后身为两根短向钢管,其长短根据管坡坡比确定,目的是使得加工成型的龙门吊在管坡安装管道行走时横梁车身中心位置处于水平状态,便于管道运输过程中平稳运行和安装过程时角度的调整。

(2)单梁式龙门吊横梁采用160槽钢对口焊接成箱型梁,吊环采用Q345厚度20mm钢板与箱型梁贯通四面焊接,前后各制作两个吊环,分别安装2个10t电动葫芦,通过起升控制管道安装的角度。

(3)为保证运输过程中的安全及安装方便,单梁式龙门吊底部两根横梁制作为可拆除式,在运输管道时可用于放置管道,将管道运输至工作面后,由人工可将其拆除。在管道运输过程中,放置在底部横梁上的管道用吊带缠绕固定在电动葫芦上,以防止管道摆动。当管道运输就位后,通过电动葫芦的起升将管道吊起至脱离两根横梁的高度后,由人工将底部两根横梁拆除,这样可避免底部横梁影响管道安装的高度,又可灵活方便调整管道安装角度。

(4)单梁式龙门吊在轨道上行走运输及安装管道时,为了加强自身稳定性,将横梁前后与支撑钢管斜向焊接成三角结构形式,使得整个龙门吊在自重减轻的同时,又可安全可靠地工作。

2 施工准备

(1)在西范泵站更新改造工程二级泵站管坡PCCP管道安装时,单梁式龙门吊是根据本工程安装的DN1400PCCP管道重量受力分析加工制作而成。车体加工完成后,在平段和管坡起点处铺设道轨进行超负荷试吊,经试验检测可满足管道运输及安装要求。

(2)单梁式龙门吊行走采用卷扬机上下牵引,先由汽吊将管道吊运至道轨内后,再由单梁式龙门吊通过卷扬机牵引运输至工作面。按照最大重量13t(含龙门架)管道计算,配备3个10t单向定滑轮、1个10t双向动滑轮,卷扬机钢丝绳用φ26,其卷扬机牵引力为98KN,管道和龙门架总重量为3t,经计算下滑力为40KN ,牵引力大于物体下滑力,可进行牵引作业。另外其它配件如钢丝绳、磁力线圈、抱闸、接触器、手动按钮全部更换新的,使其满足使用要求。

3 场地布置

在该工程施工中单梁式龙门吊由卷扬机牵引行走。根据现场地形,先将卷扬机布置在地势高、视线较好的管坡坡顶出水池口位置,并与出水池墙体固定连接。在道轨顶端45度方向设两个地锚,以固定卷扬机钢丝绳的定滑轮。地锚埋设在地面以下2m深处,用钢丝绳缠绕在长1.8m,截面为200×200mm的方木上,双头缠绕各安装3个卡环,连接牢靠、稳定。

4 主要施工方法

4.1测量与控制

管道在安装过程中其方向和坡度的偏差要求为:水平方向≤20mm,竖直方向为±20mm内,单个接头偏转角≤0.3°。

4.2 安装准备

管道安装前按照施工图纸测出管道的中心线和坡度,并设好桩位,经技术人员现场复核后方可进行管道安装。安装前先需进行管道异物清理确保内壁清洁,再对胶圈的外观质量进行检查。

4.3 管坡段PCCP管道安装工艺流程图

安装准备      吊车下管      龙门架就位      清口套胶较圈、涂润滑剂      外拉法对中安装      接口打压试验      测量复核      管道支撑和固定      管道接头处理

4.4 单梁式龙门吊管道安装

先用25t吊车将管道吊入道轨内后,再用单梁式龙门吊将管道运输至距已装管承插口100mm后,通过电动葫芦的起升将管道吊起至脱离两根横梁的高度后,由人工将底部两根横梁拆除,精确控制其高程、角度、轴线,平稳移动管道进行对接,直至达到规定的安装间隙。

4.5 管道对接安装

管道插口套好胶圈,在之前安好的第一节管内下部架设受力斜梁(垂直长度略大于管内径),在第二节管道外端口架设横梁,用钢丝绳和手拉葫芦将两梁连接,通过手拉葫芦内拉与吊车同时移动将第二节管道就位。需要注意的是,安装的待装管尾端应略高插入端,调整好管道的角度,待轴线对准后,缓缓移动吊车,使得待装管靠近已装管后进行对接安装。

对接时应注意观察胶圈变化,胶圈内如有异常的挤压现象,立即停止进入,并检查胶圈是否完好,找出原因并调整后重新安装。整个对接过程必须保证接口清洁,严禁砂土及其他异物进入。

4.5 接口水压试验

管道安装完成后进行接水口水压试验,接水口水压试验一般进行三次。第一次进行接口水压试验,应在管道安装过程中进行,当管道对接完毕后,确认密封橡胶圈到位以且接口间隙符合规定后进行。水压试验的方法是用经率定合格的加压泵,从接口下部进水孔压水,经上部留有的排气孔进行排气;当排气完毕拧紧螺栓,加压至设计压力保持5min不降,即为合格。第二次接口水压试验,在安装3节管道后,对先安装好的第一节管道的接缝进行第二次接口打压,检验的方法与第一次相同。第三次接口打压试验,应在管道回填后进行,试验的压力应为工作压力的1.2倍,当压力保持5min不下降,即为合格。

5 结语

改良后的单梁式龙门吊,通过在西范泵站更新改造工程二级泵站管坡PCCP管道安装施工,运输时车身稳固,管道安装过程中对高程、角度、轴线的控制精度快捷方便,与传统的龙门吊相比施工速度较快,综合成本降低,且安全可靠,具有明显的经济效益和社会效益,在类似工程施工中有一定的应用推广价值。

作者简介:兰欢欢,男,1982年生, 2012年毕业于河北工程大学水利水电工程专业,本科,工程师。

 

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