高压线下预制梁板吊装施工技术分析

王忠林，张少露，李小妮

（平度市水利水产局，山东 青岛 266700）

1 工程概况及周边环境

海西路跨风河桥位于海西路K5+847—K5+947处，沿道路中心线方向跨径布置为5×20=100 m，垂直于道路中心线方向桥梁主体结构宽度约47.8 m；根据道路设计桥梁两侧各拼宽约12 m。上部结构采用20 m 先张法预应力混凝土空心板梁，全桥共包含中板95 块，边板20 块。

在海西路跨风河桥两侧存在多条高压线。其中，桥东侧为110 kV 庄口线1 组，位于右幅拼宽桥正上方，最低位置距离桥面约1 9.2 2 m，距离河底约27.90 m；桥西侧为110 kV 张庄线1 组、110 kV 张成甲线1 组，位于左幅拼宽桥正上方，最低位置距离桥面约11.67 m，距离河底约20.25 m；10 kV 肖家庄线自来水支线1 组位于左幅拼宽桥斜上方，最低位置距离桥面约9.52 m，距离河底约18.10 m，距离左幅拼宽桥外边缘6.20～18.32 m；通信线1 组位于左幅拼宽桥正上方，最低位置距离桥面约4.84 m，距离河底约13.42 m。

2 高压线下安全距离控制

根据JGJ 33—2012《建筑机械使用安全技术规程》[1]、JGJ 46—2005《施工现场临时用电安全技术规范》[2]及GB 50194—2014《建设工程施工现场供用电安全规范》[3]，10 kV 高压线垂直方向安全距离为3 m，水平方向安全距离为2 m；110 kV 高压线垂直方向安全距离为6 m，水平方向安全距离为6 m。

海西路跨风河桥东侧：110 kV 高压线距河底最小垂直距离约27.9 m，安全距离为6 m，所以机械设备在河底施工时按21.9 m 安全高度进行控制；110 kV 高压线距桥面最小垂直距离约19.22 m，安全距离为6 m，所以机械设备在桥面施工时按13.22 m 安全高度进行控制。

海西路跨风河桥西侧：110 kV 高压线距河底最小垂直距约20.25 m，安全距离为6 m；10 kV 高压线距离河底最小垂直距离约18.1 m，安全距离为3 m；通信线最低位置距离河底约13.42 m。故机械设备在河底施工按13.42 m 安全高度进行控制。110 kV 高压线距桥面最小垂直距离约11.67 m，安全距离为6 m；通信线最低位置距离桥面约4.84 m。故机械设备在桥面施工时按4.84 m 安全高度进行控制，并且10 kV 高压线距离左幅拼宽桥外边缘6.20～18.32 m，因此机械设备在桥面施工时，还需与10 kV 高压线保持2 m 安全距离，即最多只能延伸至拼宽桥外4.20～16.32 m。

3 架梁方案比选分析

为保证高压线下施工安全，在不拆迁高压线及通信线的情况下，完成梁板架设任务。通过对梁板架设的机械进行调查后，汽车起重机因吊臂伸出长度、吊臂升起高度等不可控因素太多，为保证梁板架设的安全性，因此排除采用汽车起重机架设梁板的方案。因拼宽桥附近组装架桥机需半幅调流，汽车起重机支立位置需避让110 kV 高压线及东西向横过路10 kV 高压线，组装完成后在横移至桥台后侧时需拆除交通标志、视频监控、路灯、设施带、绿化带等，且架桥机组装后总高为桥面以上6.8 m，经改装后可降至6 m，不满足左幅拼宽桥桥面机械作业最低高度4.84 m 的安全高度要求，因此排除架桥机架设梁板方案。

履带式起重机可根据现场起重高度选择主臂长度，选择后主臂长度固定。机械设备在河底进行起重吊装时，安全施工距离可选用13.42 m 的控制高度作为选择起重机型号的其中一项控制参数。

4 履带式起重机型号选择

4.1 相关数据

左幅河底高程为2.92 m，盖梁顶高程为9.957 m，挡块高度为0.3 m，梁板长度为19.96 m、高度为0.95 m、宽度为0.995 m，单片梁板最大起吊质量为31.2 t。

起重机吊臂末端滑轮中心至吊钩中心距离为2.5～3.0 m，回转中心至河底高度为2.0 m。

4.2 起吊高度与安全距离

单机吊装时，梁板长度为19.96 m，钢丝绳与构件间最小夹角为45°，所以吊钩至梁板顶面的钢丝绳垂方向高度为19.96/2=9.98 m。在保证被吊装的梁板能顺利越过盖梁挡块的情况下，挡块顶至吊臂末端滑轮中心距离为2.5+9.98+0.95+（9.957+0.3－2.92）=20.767 m时，21.900 m（右幅）＞20.767 m＞13.420 m（左幅），左幅不满足安全吊装高度条件，右幅满足单机吊装方案。所以，本方案主要研究左幅梁板架设情况，满足左幅梁板架设的方案可同时满足右幅梁板架设。

通过上述计算，左幅梁板需用2 台起重机抬吊[4]的方式进行架设，所以每台起重机吊重为31.2/2=15.6 t。同时，为保证梁板吊装时的安全，采用捆绑的吊装方式，因梁宽为0.995 m，钢丝绳与构件间最小夹角为45°，梁板顶至吊钩间钢丝绳垂直高度为0.995/2≈0.5 m，可根据实际情况选择0.5～1.0 m。在保证被吊装的梁板能顺利越过盖梁挡块的情况下，挡块顶至吊臂末端滑轮中心距离为2.5+1.0+0.95+（9.957+0.3－2.92）=11.787 m 时，21.90 m（右幅）＞13.42 m（左幅）＞11.787 m，左幅、右幅满足安全吊装高度，故2台起重机抬吊的方案可行。

4.3 吊装验算

4.3.1 最大吊装荷载计算

最大吊装荷载公式为：

式（1）中：k为动荷载系数，取1.1；Q1为被吊物体质量；q为吊钩及吊具质量。

75 t 履带式起重机吊钩分为2 种，即75 t 和30 t，质量分别为730 kg 和340 kg，取q=1 t，所以Q=k（Q1+q）=1.1×（31.2+1）=35.42 t。

4.3.2 吊点捆绑与吊绳验算

为保证起重机作业安全幅度，吊点设在距梁端1 m处，千斤绳单绳回头合双，兜托梁底起吊。

空心板梁吊装时控制吊绳与梁面夹角不小于45°，则每根吊绳受力为：

吊装千斤绳选用6×37－39.0 mm，公称抗拉强度为1 700 MPa，查阅可知它的钢丝破断拉力总和为959.5 kN，6×37+1 钢丝绳折减系数为0.82、安全系数取6 时，其许用拉力为959.5×0.82/6=131 kN＞122.72 kN，安全。

4.4 50 t 和75 t 履带式起重机比选分析

根据起吊质量、起吊高度等选择履带式起重机型号。根据相应参数，现仅对50 t 及75 t 履带式起重机进行比选。

4.4.1 采用50 t 履带式起重机

查阅50 t 履带式起重机性能参数表，当主臂长为13 m，工作半径为7 m 时：起质量为19.74 t，起吊载荷按额定起质量的80%计算，即19.74×80%=15.792 t。吊臂末端滑轮中心至回转中心垂直高度为，吊臂末端滑轮中心至河底垂直高度为10.95+2=12.95 m＞11.787 m，主臂工况仰角为cos-1（7/13）≈57°，78°＞57°＞45°，满足要求。

用2 台履带式起重机进行梁板架设时，每台起重机的起质量为31.2/2=15.6 t。15.792 t＞15.6 t，处于极限状态，安全系数低。

当主臂长为13 m，工作半径为6 m 时：起质量为24.7 t，起吊载荷按额定起质量的80%计算，即24.7×80%=19.76 t＞15.6 t，满足要求。吊臂末端滑轮中心至回转中心垂直高度为，吊臂末端滑轮中心至河底垂直高度为11.5 3+2=1 3.5 3 m ＞11.787 m，但13.53 m＞13.42 m（通信线至河底距离），履带式起重机负载行走时不满足要求。

4.4.2 采用75 t 履带式起重机

当主臂长为13 m，工作半径为7 m 时：起质量为33.5 t，起吊载荷按额定起质量的80%计算，即33.5×80%=26.8 t＞15.6 t，满足要求。吊臂末端滑轮中心至回转中心垂直高度为，吊臂末端滑轮中心至河底垂直高度为10.9 5+2=1 2.95 m ＞11.787 m，且12.95 m＜13.42 m（通信线至河底距离），满足要求。起吊时吊臂末端至110 kV 高压线最低点距离为20.25－12.95=7.3 m；卸车时吊臂末端至10 kV 高压线最低点距离为18.10－12.95=5.15 m＞3 m（10 kV高压线安全距离），卸车时在安全距离范围内。

当主臂长为13 m，工作半径为8 m 时：起质量为27.6 t，起吊载荷按额定起质量的80%计算，即27.6×80%=22.08 t＞15.6 t，满足要求。吊臂末端滑轮中心至回转中心垂直高度为，吊臂末端滑轮中心至河底垂直高度为10.2 5+2=1 2.25 m ＞11.787 m，且12.25 m＜13.42 m（通信线至河底距离），满足要求。起吊时吊臂末端至110 kV 高压线最低点距离为20.25－12.25=8.0 m；卸车时吊臂末端至10 kV 高压线最低点距离为18.10－12.25=5.85 m＞3 m（10 kV高压线安全距离），卸车时在安全距离范围内。

4.5 75 t 履带式起重机的优势

经过比选后，选择2 台75 t 履带式起重机进行左幅梁板的架设。相比于50 t 履带式起重机，75 t 履带式起重机的优势在于：相同起质量情况下，作业半径更大；履带前端距构筑物较远，机动范围大；相同作业半径时，起重的安全系数更大，作业更安全，更便于在场地内负载行走。

5 采用辅助仪器控制安全距离

5.1 激光测距仪

采用SW-1000A 激光测距仪，在吊装过程中可实时观测吊车起重臂末端与高压线之间的垂直距离，避免吊臂末端侵入高压线安全范围，如图1、图2 所示。

图1 吊臂末端距离观测点垂直距离（15.6 m）

图2 高压线距离观测点垂直距离（26.4 m）

5.2 近电感应报警器

近电感应报警器分为发射器和接收器。发射器置于吊车臂最顶端，高压传感器天线内置在发射器盒子正上方，所以发射器要求垂直安装，发射器外壳装有4个磁铁，直接吸在安装位置上即可；接收器放置在吊车驾驶室内。

发射器可以调节灵敏度，灵敏度分为高、中、低3挡。灵敏度调置在高挡时，距离高压线15 m 时报警；灵敏度调置在中挡时，距离高压线10 m 时报警；灵敏度调置在低挡时，距离高压线5 m 时报警。

发射器和接收器安装完成后，打开电源开关。汽车吊吊臂距离高压线的距离达到设置要求时，发射器会发出连续的嘟嘟声，接收器喇叭发出“有电危险，请注意安全”的警告声。

6 结束语

高压线下吊装工作具有一定的危险性，因此在施工前，要根据现场实际情况进行合理的部署、分析，编制施工方案并做好极端工况下的应急预案。同时结合双机抬吊的技术特点和注意事项，对作业人员进行安全技术交底，全程派专职安全员进行监督，施工过程中一定要保证机械顶与高压线底的安全距离，避免发生安全事故，从而顺利完成吊装作业[5]。