钢管支架调整技术

钢管支架调整技术

赖联光

广东省输变电工程有限公司510000

摘要：钢管支架支护多用于巷道变形严重或岩石特别破碎等需要特殊支护的地方，因为钢管在在受压后，其里面混凝土受到钢管的约束不会散掉强度得到大幅度提高，另外由于钢管的共同作用，使钢管同时又具有抗拉和可塑性。钢管支架虽然有以上优点，但同时它对质量和安全要求也很高。

关键词：钢管混凝土；支架试验测试；受力性能；经济效益

500kV户外变电站工程钢管构支架吊装具有工作量大、步骤单一、危险较高的特点。就500kV现代变电站工程而言，钢管构架及支架共计273根，钢管支架213根，占工作量的绝大比例。（根据过往施工经验，钢管支架安装施工约占钢管构支架安装总工期2/3），结合多个500kV变电站工程施工经验，由于支架基础杯口二次灌浆施工过程中出现触碰及调整难度大，在过程中把关不严格等难题造成支架垂直度及轴线偏差不符合规范要求的比比皆是，严重影响到设备安装及工艺美观。以此，在保证安全、质量的前提下，研制出一套适合钢管支架调正及水平位移的便携式工具，有利于工程钢管支架安装施工。因此，在安全、进度两方面都要求我方对钢管支架调节技术作出创新尝试。

1.钢管支架吊装流程

钢管支架吊装流程图

钢管构支架吊装具有工作量大、步骤单一、危险较高的特点。其中钢管构架及支架共计273根，钢管支架213根，占工作量的绝大比例。（根据过往施工经验，钢管支架安装施工约占钢管构支架安装总工期2/3）目前，钢管支架安装施工流程：①支架进杯口：通过吊车将支架吊至杯口内，临时采用木楔将四周塞紧；②支架调正：将支架基本扶正后，采用薄钢片将其垫平图纸标高；③平移及再调正：根据支架边缘线进行限位，平行移动支架钢管，调整垫片；④复核：扶正支架，复核整体标高偏差（不合格则重复②③步骤）；⑤紧固及浇筑：采用木楔将支架固定，并浇筑混凝土。

2.钢管混凝土结构原理

混凝土的强度随其最小主应力值的增大而增大，要进步混凝土的强度，有必要使其遭到侧向压缩。钢管混凝土构件在受压后，中心混凝土因为钢管的束缚处于三向受压状况，强度得以大幅进步。一起外面的薄壁钢管得到了中心混凝土的有用支撑，其全体稳定性和部分稳定性均优于一般钢管构件。钢管和混凝土相互弥补了对方的缺陷而表现了双方的长处，表现出力学性能上的“共生景象”，使资料各自的强度得到了充沛的表现，整体的承载力远大于钢管和混凝土独自承载力之和。

3.施工难点

在500kV变电站中500kV配电装置场地的设备支架内部需满灌混凝土，单根钢管支架内满灌浆后总重量约2.3吨（按照DN450钢管，6.0米长，混凝土容重2500kg/m3），钢管支架重量超过2吨。常规钢管支架调正和平移的传统方式分别是：利用两根木杆，一根支撑于钢管支架顶端，一根支撑于地面，两根木杆形成倒“人”字形杠杆，形成45°斜向上推力推动钢管支架，以调正钢管；在钢管支架与基础边缘间塞入三角形木楔，通过锤击木楔产生挤压力移动钢管支架。要使得钢管移动必须提供极大的挤压力，而锤击木楔产生的挤压力即是竖向锤击力转化为水平推力的过程，力的转化率低，调整难度大，传统施工方法容易造成支架垂直度及轴线偏差不符合规范要求，严重影响到设备安装及工艺美观，而且锤击力所带来的震动容易使钢管支架发生倾侧，危险性大，且存在明显的安全隐患。

A、调正系统控制钢管支架垂直度，采用“双钩紧线器配抱箍”的方案，在钢管支架中部安装临时抱箍，抱箍四个方向配套双钩紧线器，在四根双钩紧线器下端增加一个底座，利用槽钢拼合出一个中空矩形底座，并在矩形底座各边的中部连接双钩紧线器，紧线器另一端与抱箍连接，使得底座、双钩紧线器及抱箍形成整体，具备独立稳定的能力。底座及抱箍可以分拆减轻安装及搬运重量，底座及抱箍这两种闭合结构通过螺栓组合，仅需要拆除8颗螺栓，及可将调正系统分拆为两部分，便于拆装。

B、平移系统控制钢管支架水平轴线位置，采用“千斤顶挤压”的方案，由“┏┙”形刚件和5.0T液压千斤顶组成。

4.工具安装

使用钢管支架调整套件进行钢管支架安装的过程是：①支架进杯口：通过吊车将支架吊至杯口内，临时采用木楔将四周塞紧；②支架调正：在钢管支架中部安装临时抱箍，抱箍四个方向配套双钩紧线器，在四根双钩紧线器下端利用槽钢拼合出一个中空矩形底座，并在矩形底座各边的中部连接双钩紧线器，使得底座、双钩紧线器及抱箍形成整体，具备独立稳定的能力，通过调节四端双钩紧线器推动钢管支架进行调正；③平移及再调正：利用“┏┙”形刚件增加5.0T液压千斤顶的放置空间，通过5.0T液压千斤顶直接产生一定的水平推力进行钢管支架平移，而且液压千斤顶的顶头移动均匀且缓慢，在推力大小及安全性方面都得到保证。④复核：调正支架，复核偏差，⑤紧固及浇筑：采用木楔将支架固定，并浇筑混凝土。

按变电土建工程质量验收记录表Q/CSG表3-6.4.4《设备支架安装工程检验批质量验收记录表》要求：柱中心线对定位轴线位移≤4mm为优良，支架杆高度不大于5m时，垂直偏差≤4mm为优良，支架杆高度大于5m时，垂直偏差不大于1/1000支架杆高度，且不大于20mm为合格。结合多个500kV变电站工程施工经验，由于支架基础杯口二次灌浆施工过程中出现触碰及调整难度大，在过程中把关不严格等难题造成支架垂直度及轴线偏差不符合规范要求的比比皆是，严重影响到设备安装及工艺美观。而通过钢管支架调整技术进行钢管支架调正和平移，不仅能使优良率达到100%，还能缩短传统钢管支架吊装时间30%以上。

5.钢管支架吊装施工技术

5.1施工准备

对拟用于桩基施工的钢筋、水泥、黄砂、碎石进行检验，并经工程师的批准，对于用于现浇箱梁钢管支架的原材料进行进场验收，严禁不合格材料进场。

5.2钢管支架施工

5.2.1支架分段单榀支架纵向划分9个节段，最大节段（Ⅱ节段、Ⅷ节段）支架背外弧线长度16.8m，吊装重量16.644t；其他节段重量Ⅰ节段（Ⅸ节段）吊装重量10.941t，Ⅲ节段（Ⅶ节段）吊装重量11.424t，Ⅳ节段（Ⅵ节段）吊装重量12.274t，Ⅴ节段吊装重量8.056t。

5.2.2支架卸车、存放支架节段运输到达卸车、起吊区后，用50T履带吊吊装卸车。支架节段卸车吊装的起重钢绳与支架节段钢管采用捆绑式连结。

5.2.3支架节段吊装①支架节段从存放场吊装上系吊装方案。②吊装到拼装位置，采用履带式吊机起吊支架节段，先通过吊机大臂起臂或通过

履带吊机自身移动，将主支架节段起吊至支架节段安装位置的正下方，支架吊装到拼装位置。调整履带式吊机位置，待履带式吊机正确就位后，更换起吊钢绳，使支架节段形成一个与主支架轴线近似的倾斜角，进行支架位支架节段吊装前的捆绑，支架位支架节段捆绑。待捆绑好后再将支架节段起吊到支架上，完成主支架节段的吊装工作。

5.3中、边墩钢管立柱搭设

人工配合用塔吊或汽车吊将立杆吊起与基础预埋件螺杆进行连接，要求立柱垂直，连接螺母受力均匀（必要时进行部分焊接）。再进行纵、横向水平支撑连接（采用焊接及部分法兰连接），然后架设工字钢横梁和斜支撑。超过25m的钢管柱，在墩柱两侧钢管柱12m及顶端位置的外侧边横向设置双根槽钢，并用Φ25mm精轧螺纹钢作对拉螺杆，且在槽钢位置的钢管柱与墩身之间用型钢紧垫，以确保支架系统与墩身连接成一体。

5.4钢管支架及调节体系

贝雷钢架以上采用钢管（Ф48×3．0mm）满堂支架。底腹模板下纵、横桥向等间距0．6m×0．8m布置，翼缘板下横、纵向等间距0．9m×1．0m布置钢管支架，立杆步距1～1．80m，在纵、横向设剪刀撑，支架最大搭设高度为3m。钢管支架顶配顶托（可调托顶）；顶托上（纵梁）架设槽钢，槽钢上（横梁）等间距30cm铺设10cm×10cm方木（两端头加密到25cm），方木上铺设1．8cm厚高强覆膜竹胶板面板作底模。

结论

钢管支架调整技术能使钢管支架吊装施工中的钢管调直与钢管平移步骤实现机械化施工，摆脱常规钢管支架吊装施工时人力调整及锤击力推移产生的不稳定、不均匀影响。由于变电站钢管支架吊装施工的通用性，套件能在所有变电站杯口基础支架吊装中应用，促使质量、安全、进度、效益等各方面再一个台阶。

参考文献：

［1］关宝树，国兆林．隧道及地下工程［M］．成都：西南交大学出版社，2014．

［2］朱友恒，孟庆海．锚网支架架喷支护在软岩大断面巷道掘进中的应用［J］．山东煤炭科技，2015，26（4）：30-31．