坪頭水電站門座式起重機布置的合理化建議

丁善鋒

(中國水利水電第五工程局有限公司，四川 成都 610225)

1 門座式起重機施工措施

根據坪頭水電站首部樞紐資源配置需求，擬在壩頂布置一臺MQ600/30型門座式起重機(以下簡稱施工門機)，其軌道采用QU80型鋼軌。為了技術方案安全可行、適用強、經濟上合理，經技術人員分析比較，施工門機上游軌道與永久門機上游軌道共用，避免了軌道梁的二次吊裝和軌道調整及施工門機上游軌道布置在監測溝內，確保了壩頂公路寬度，為引水隧洞進水口混凝土澆筑創造了有利條件。

1.1 MQ600/30型門座式起重機主要參數

施工門機總重(含混凝土平衡重)約233t，設計最大起吊30t；最重件18.5t,起吊高度17.0m；軌距7.0m，支腿中心距7.0m；行走輪直徑800mm，8個主動輪，8個從動輪；最大垂直輪壓力490kN，最大側向輪壓力46kN，g取10m/s2。

1.2 吊裝設備的選型

為了選擇施工門機的吊裝設備，根據工程的實際情況，從技術、施工環境及經濟上對以下兩種方案進行比較選擇。

方案1：采用75t汽車吊或75t以上的汽車吊，但費用較高。

方案2：采用TG-500E型50t汽車吊，但吊裝高度和幅度不滿足要求。

技術及施工環境：右壩肩S307省道與壩頂間7.5m的高差，將50t汽車吊布置在擋墻頂部，達到滿足50t汽車吊的吊裝高度要求，在混凝土擋墻內增設施工門機軌道洞，達到50t汽車吊的吊裝幅度要求。對施工門機軌道洞上部結構按照短梁進行了結構計算，滿足承載力要求。50t汽車吊與施工門機布置見圖1。

圖1 50t汽車吊與施工門機布置

1.3 共用永久門機軌道梁

施工階段采用簡易、方便、快捷的校核方法，避免了按理論公式進行校核計算繁鎖過程。遇特殊情況可在工地現場進行簡易校核為決策者提供依據。鋼筋混凝土破壞分兩種形式：一是少筋破壞，即混凝土強度高，浪費水泥；二是超筋破壞，即混凝土強度不足。按鋼筋混凝土結構抗彎配筋計算理論公式簡化理解，即鋼筋的抵抗彎矩大于或等于結構件受到的最大彎矩與結構安全系數乘積。

永久門機軌道梁參數：梁高1 480mm,梁肋寬800mm，翼緣寬1 228mm,翼緣厚550mm(取最小值),混凝土保護層厚50mm,混凝土強度C30，采用二級鋼筋，梁總長9 980mm,原梁含二期混凝土總重約40t。

軌道梁計算長度L=1.05b=1.05×8=8.4(m)

根據彎矩函數計算施工門機支腿輪軌在軌道梁正中心時，跨中彎矩最大。

原軌道梁設計主筋為10φ32，鋼筋面積AS=8 042.48m2，軌道梁原設計鋼筋抵抗彎矩不滿足要求。

經過計算，軌道梁主筋配置12φ32，正截面承載力滿足要求。

抗剪驗算、抗裂驗算、裂縫寬度驗算、撓度等，經計算均滿足設計要求。

1.4 壩后壁式連續牛腿承載力計算

右岸擋水壩壩后牛腿和1、2、3號泄洪閘胸墻牛腿均可按壁連式牛腿計算，施工門機一側有8個輪。

FV=PV/B0
Fh=Ph/B0
B0=B2+2B1+a

式中FV、Fh——作用在牛腿頂部的豎向力設計

值和水平拉力設計值；

PV、Ph——作用于牛腿頂部的吊車一側總豎向輪壓設計值和水平拉力設計值；

a——豎向力作用點到下部墻面之間的水平距離(1.0m)；

B0——連續牛腿總輪壓分布寬度。

經計算，右岸擋水壩壩后牛腿和1、2、3號泄洪閘胸墻牛腿承載力滿足施工門機運行要求。

鑒于施工門機屬特殊設備，考慮在其運行期間荷載的不確定性，為確保施工門機運行安全，將牛腿受力鋼筋錨固長度增長。

2 經濟合理性分析

經過對施工門機布置方案優化，在技術可行、經濟合理條件下，共用上游永久門機軌道和四根軌道梁，采用TG-500E型50t汽車吊安裝方案。根據本方案施工門機的布置，施工門機能夠最大程度地覆蓋重點控制范圍，安裝和拆除費用最低，且施工期間相互干擾較少。經過工程技術人員測算，該建議為項目部節約成本約20萬元。

3 結束語

(1)水利樞紐施工布置施工門機時，應充分考慮交通、混凝土入倉、金屬結構和設備的安裝及預制件吊裝等。

(2)坪頭首部樞紐施工門機布置充分考慮地形條件、永久建筑物，最大程度地發揮施工門機的功能。

(3)坪頭首部樞紐施工門機布置方案進行了科學、合理的優化，在確保安全的情況下節約了門機安裝成本。