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菲律賓GNPD2×660兆瓦（1+1）燃煤電站項目機組的冷卻水采用直流供水系統，循環水管類型多、長度較長，單管最長達到了6米，單管最重約為33噸，且施工工期緊張，若沿用傳統施工方法則會造成經濟性差、工期長、安全不易保證等潛在風險。針對上述問題，開展了電廠循環水管安裝門架小車體系施工技術研究，進一步提高工程質量，提升項目綠色施工能力。

主要用途及技術原理

新技術適用于電廠循環水管安裝施工，特別適合長距離、大跨度、重量大、施工區域受限的大型構件吊裝施工。這種新技術提供一套全新的施工設備用于電廠循環水管的安裝施工，可以開設多個工作面同時施工，且無需增加額外的吊機和短駁車。該體系由桁架式門架、小車橫梁、滾輪組合件、軌道、路基箱和鏈條葫蘆等幾大部件構成。循環水管的二次駁運使用平板車，吊裝采用汽車吊或履帶吊，平板車和吊機的工作環境主要在坑頂，循環水管運至吊機預吊裝位置，吊機卸車后將其放在坑底預定位置，然后吊機移至下一工作區域，重復上一個施工步驟。施工人員拉動鏈條葫蘆將循環水管提升脫離坑底一定高度，此時門架小車體系帶循環水管平移至安裝位置，體系平移至下一段接頭水管即可放下對位，完成循環水管對口安裝。由此完成一個施工工序，實現循環水管的運輸和精準就位和對口施工。

關鍵技術

關鍵技術一：通過有限元軟件建模設計分析體系穩定性和吊裝工況模擬。該體系的計算分析采用的SAP2000系列有限元分析軟件，在細部節點設計中參考了部分CAD實時計算插件。這些軟件的應用，在概念設計、工藝設計和計算分析中使技術人員節省了大量的重復工作量，提高了工作效率。在該體系的工況分析中，選取了靜態、動態和安、拆工況三個重要工況，作為核心計算考量措施和計算控制要點。關鍵技術二：等強設計概念下的節點細化設計，保證節點剛性連接并降低用鋼量。復雜的建筑鋼結構設計中節點細化設計的要求和難度要高于桿件設計，尤其是等強設計，既要保證節點設計滿足結構設計連接整體性，又要降低節點的用鋼量。該體系在設計中后期就遇到了類似節點選擇的難題，結構設計時考慮到該體系需拆除中間節以適應雙管換單管的安裝工藝，整個起吊橫梁被分成了三段，設計時需要具有較強的整體性，所以連接段增加了兩個等強節點。該體系的起吊橫梁和門架立柱端部連接處的等強設計較為復雜，設計上需要保證剛性連接。門架小車體系的結構形式若從結構受力和荷載作用點的角度分析，此類結構和門式剛架體系又不同。首先，傳統門式剛架的剛性節點做法在輕鋼門式剛架體系是可以認定其為剛性連接節點。如果該門架小車采用該連接節點，其可以判定為半剛性節點。由圖1可以看出，梁柱節點在彎矩M的作用下，梁端轉角的θb大于柱頂轉角θc。θ值越小越接近完全剛性，但是根據查閱資料，常見的節點破環證明此類節點在重載下剛性并不強，所以改強設計做了圖2的改進。為了保證更強的連接整體性，加上考慮降低鋼結構加工難度，最終選擇了整體外挑三角斜拉的結構形式。關鍵技術三：改進質量控制環境和環節，循環水管的吊運、對口就位采取毫米級別的微調措施。該體系可以將循環水管吊運，沿地面軌道平移，循環水管安裝時質量控制環節大幅縮減，僅需測量定位該體系軌道位置，可有效降低質量管理難度。該體系的小車橫梁兩端設置一對帶動力的滾輪，并由步進馬達控制其運動速度和軌跡，可實現三級變速控制。綜合考慮現場實際情況，在架體荷載分析時，考慮了循環水管安裝時可能遇到的各種施工工況，也即在合理進度和安全控制條件下，結構體系能效比最高。關鍵技術四：多個作業面促進效率提升，無需增加額外吊機及土方開挖工作量。吊機工作量大幅降低。該體系置于坑底進行循環水管的吊運就位工作，吊機一次性將循環水管吊至坑底位置后即可，無需占用額外的吊機工作時間。降低短駁車進場道路開設工作量。與傳統施工方法不同，該新技術體系施工時，短駁車工作環境一直處于坑頂區域，無需進入坑底區域，可降低循環水管安裝區域兩端的道路入口土方開挖工作量。多工作面提高工效和通用性。為了進一步提高循環水管施工進度工效，可配置多個門架小車體系。可采用中置起始點向兩端安裝，可以多段流水向外對接的安裝方式，安裝關鍵路徑的行進方式選擇上更加靈活，非常適合循環水管安裝工期緊張的項目。關鍵技術五：定制專業吊配設施，實現循環水管整體吊裝。在體系設計初期依據施工場地的實際工況，并為其量身定做了一套適用于該體系的專業吊配設施。多孔吊耳通用化。通常電廠的循環水管軸線均會產生一定的間距變化，為了適應此施工工況，該體系的起吊橫梁上設置了4組吊耳配件，配件上開設了不同類型的耳孔，以適應不同軸線的循環水管安裝，做到一板對多管，提升該體系的工藝適配性和通用性。標配鏈條葫蘆，垂直起降對口易。該體系不僅可實現循環水管水平運輸的快、準，還可以實現循環水管的垂直起降，并保證循環水管對接口的垂直度和平整度。解決以往傳統工藝的粗獷式就位操作性難題。關鍵技術六：研發循環水管接口灌漿模板裝置，填補循環水管對接寬口大體量灌漿施工工法的空白。依托混凝土施工領域的知識產權優勢，研發了一套專用的灌漿裝置，既可解決灌漿料二次污染問題，又能適應循環水管大間距接口的施工特點。其結構設計分為內模和外架，內模上帶有肋板起到自身加強的作用，外架用于支撐和穩定內模，一則可以分擔內模的荷載，減少內模設計重量，再者可以作為內模的定位靠山，外架上設置了卡環，內模也可在外架內滑動。

成效與結論

以菲律賓GNPD2×660兆瓦燃煤電站項目使用該成果的效果來看，流水施工形成后，實現了循環水管1天6節的安裝速度，2套配合可形成流水施工，整個施工工期縮短了25天，成效顯著。施工質量上，由于采用定制的灌漿模板裝置，接口處灌漿面觀感質量好，未出現脹模、二次污染等質量缺陷，未發生構件碰撞損壞等情況。得益于機械化的安裝方式和微調措施，對口位置偏差值控制在5毫米以內。構件的垂直度和平整度控制較好，現場多次使用均可控制在5毫米以內。該體系結構剛度大，體系安全富裕度高，經過多次運用證明，體系吊裝橫梁下撓度偏差均可控制在3‰以內。人工成本優勢突出，流水施工以后該體系僅需配置5～7名施工人員。該體系是集構件吊運、對位微調于一體的裝置，實現了構件的快運慢就位等操作，具有很高的精準性，特別適合電廠循環水管安裝施工。該技術成果適用一般的大件吊運安裝工程施工，尤其適合施工區域受限的大件吊裝施工，順應電力行業的發展，進行一定改造細化后可向市政等土木工程其他領域推廣。

作者：李偉 單位：上海電力建筑工程有限公司