1、工程概況
天津港南疆散貨物流中心長廊膠帶機為雙曲線長跨度輸送機。輸送機自物流中心堆場起，以曲率半徑3 000m的平面曲線，跨越大沽排污河后，再以曲率半徑4 000 m的平面曲線，跨越海河人海口，長廊膠帶機在高架棧橋上宛如一條巨龍飛舞，直抵南疆港煤碼頭和焦炭碼頭。
長廊輸送機高架棧橋分雙路棧橋和單路棧橋。雙路棧橋上焦炭輸送機和煤輸送機并列而行，長約7.5 km。單路棧橋分煤單路棧橋和焦炭單路棧橋，煤單路棧橋長1.71km，焦炭單路棧橋長約0.4km。
棧橋結構為輕型桁架結構，全線共有365跨桁架，鋼結構總計12 000 t。煤輸送機總長為9.21 km，輸送機采用頭尾雙驅動。煤的年運輸量為2500萬t，焦炭年運輸量為1 000萬t。
2、施工技術難點
(1)長廊膠帶輸送機是長距離雙曲面
本工程是雙曲線長跨度輸送機。一般情況下，港口單條輸送機不超過2 km。距離越長，輸送機的施工精度越難保證；加上雙曲面的結構形式，在此之前，長距離雙曲面輸送機沒有施工先例，只能在施工中摸索和創新。
(2)水上大跨度鋼棧橋不能用起重船吊裝作業
鋼棧橋典型跨度有24m、30m、36m、50m、68m等，其中最大跨度為跨海河人海口的鋼棧橋，共有三跨，每跨長68m，寬8.4m，重近200t。由于海河人海口水位較淺(淺處不足2.5m)，無法采用起重船吊裝作業，施工難度很大。
(3)施工環境差
焦炭碼頭和煤炭碼頭坐落在天津港靠海側新吹填的地域，沿途大多是蝦池、深坑，施工環境很差，沒有適宜的作業場地和施工道路。施工平面示意圖見圖1。
3、安裝技術
根據施工現場條件的不同，陸域鋼棧橋安裝采用整體吊裝和鋼構件散裝兩種方式。
根據海河口的施工條件，采用在海河中搭設木棧橋，木棧橋上搭設滿堂腳手架，桁架拼裝完成后，利用牽引法直接將桁架牽引到安裝位置。
長廊膠帶輸送機的施工，強化曲線段的基礎測量和安裝精度控制，確保長距離雙曲面輸送機設備系統運行正常。
3.1陸域鋼棧橋安裝
以典型跨24m為例簡述如下：
(1)支架安裝
安裝前，先確認橫向和縱向中心線定位，再復核支架外形尺寸（寬、高、對角線等）．符合設計和標準規定后進行安裝。若支腿的直線度產生偏差，要對支腿進行校正。支架吊裝如圖2所示。
(2)地面拼裝整體吊裝
把24 m桁架在地面拼裝成一個整體并焊接完成后，用履帶吊將桁架整體吊裝到支腿上。設置專門的基礎平臺作為拼裝場地，見圖3。
桁架在拼接過程中，拱度最高點必須設置一個支撐，用來控制最高點的拱度。桁架在連接前，復核中間段的拱度。
拱度計算的曲線方程式為：式中：r為拱度，mm。
6m和18m處拱度為28 mm，12m處拱度為37 mm。
調節拱度達到技術要求后再進行焊接。拱度測量采用水平儀讀數對比法。
(3)鋼構件散裝
在排污河段和池塘段的鋼棧橋安裝，只能用散裝方法施工。
3.2跨海河入海口的鋼棧橋安裝
根據起重船無法作業及施工期間要確保航道暢通的現場實際情況，在海河內沿長廊膠帶輸送機縱向搭設木棧橋，上面鋪腳手架進行牽引。首先是給木棧橋補樁，木棧橋的寬度與基礎等寬，木棧橋的承載力為50 t汽車吊能夠在上面拼裝作業。在木棧橋上搭設腳手架平臺并留出桁架的預拱度。在平臺上進行桁架的拼裝，同時隨時檢測預拱度的變化，隨時調整。平臺示意見圖4。
每榀桁架重量約200 t，在每片側榀設置滾輪12個，牽引時采用2臺5t卷揚機在前頭牽引，尾部使用8t卷揚機后拉。
桁架重量主要是平臺兩側的軌道承受，軌道的兩頭搭在橋墩上，“滿堂紅”腳手架與橋墩形成一個整體，每個68 m跨的腳手管數755根，腳手架在軌道敷設位置做強化處理，橫向鋪檔木，檔木橫跨三排腳手架，在檔木上滿鋪腳手板，增大受力面。由于腳手架形成整體結構形式，經計算，每根腳手管滿足牽引裝置的穩定性要求。
鋼桁架拼裝完工后，用4個100 t千斤頂在四角將整個桁架頂起，撤去拼裝時使用的中間支撐，在桁架處于自由狀態下進行預拼裝檢驗，檢驗合格后在軌道上加設滾輪。由于桁架側榀的下主梁呈拱起狀態，但軌道在牽引時必須保持水平，因此滾輪上加設相應輔助設施保持側榀的拱度。
牽引前對木棧橋進行壓載試驗。通行航道兩側3m范圍內荷載為8 t/m2，堆載高度4.0 m；棧橋兩側部位荷載為2 t/m2，堆載高度1.5 m。壓載時，在棧橋上布置12個沉降觀測點，每6h觀測1次，并詳細做好沉降觀測記錄。壓載24h后卸載，如果沉降量符合要求則進行牽引(見圖5)。
在牽引過程中，兩臺牽引用卷揚機同步作業，后部制動用卷揚機放松。牽引時隨時測量桁架的沉降情況，控制牽引的速度。
3.3長廊膠帶輸送機安裝
3.3.1安裝前的主要準備工作
檢查鋼結構構件、長廊的定位軸線、基礎軸線和標高、螺栓孔位置等是否符合設計要求；對設備基礎標高進行復核，依據每個基礎標高的測量結果，制作相應的墊鐵；明確膠帶機支腿的位置，將鋼棧橋圖和膠帶機基礎圖結合起來，把每個支腿的位置在每一跨鋼棧橋上表示清楚，以確保膠帶機支腿定位準確；用全站儀從起點開始引測確定膠帶機中心線，進而確定膠帶機支腿螺栓孔的位置。
3.3.2膠帶機支腿定位測量
長廊輸送機不但單機長，且在平面上形成兩段圓弧，這就對皮帶機支腿的測量提出了更高的精度要求，特別針對曲線段的測量，盡管輸送機每條支腿都有坐標點，但如果全部采用全站儀單獨定位，不僅鋼棧橋安裝時測量的定位點用不上，而且還將帶來測量偏差的累積。測量方案如下：
(1)直線段測量
以業主提供的控制點為基準點，直線段一次測量距離約500 m，選擇就近的控制點，先抽測鋼結構中心線是否吻合，再將前、后兩點穿直線，中間設置加密的輸送機控制點，一般12 m做一個輸送機的中心點，用來控制輸送機的安裝。
(2)曲線段測量
以曲線段l為例，如圖6所示，已有控制點僅有業主提供的T117和C3兩點，以及在鋼桁架安裝時每120m提供的控制點。
以坐標原點T117為測點，G3點為后視。當有皮帶機支腿坐標時，在固定支墩上選擇合適的點作為控制點，此段可選擇3點，引到鋼桁架上，以鋼桁架上的這3點作為控制點進行測量放線；當皮帶機支腿坐標不準或沒有坐標值時，先復測鋼桁架的中心線，即復測每24 m基礎上的中心點，將中心點返到鋼桁架上作為24 m鋼桁架上部的中心線，將中心點往外弧側返1900 mm即為焦炭皮帶機中心點。
應用坐標測量時，根據相應坐標值每24 m使用坐標定兩對坐標，一對為內弧坐標，一對為外弧坐標，用漁線拉直，測量其余3對點與漁線的垂直距離即可確定點的偏差值；無坐標測量時，根據皮帶機的中心點往左右各返1050 mm即為每24 m皮帶機圓弧點。
測量曲線段時，由于坐標直接定位在支腿的中心點上，測量點在支腿安裝時被覆蓋，因此在測量時將中心點定出后，沿皮帶機縱梁方向引出70 mm左右，以此點作為今后復核皮帶機中心線的依據。可以12 m做一對或24m做一對。測量過程中必須保證同一臺設備、同一個測量人、使用相同的標準方法進行測量。
3.3.3安裝工藝要點
(1)膠帶機支腿、托輥架等鋼結構安裝
將膠帶機中心線返到鋼結構棧橋上，復核支腿固定螺栓孔位是否符合要求，否則應重新調整孔位以確保膠帶機中心線的準確。將支腿安裝到相應位置，調整好水平度和垂直度后固定。曲線段上拖輥支架在內弧側比外弧側高10，下托輥支架內弧側比外弧側高60。
(2)托輥安裝
中間架和托輥支架安裝調整后安裝托輥，確保同一水平面的上托輥組在同一平面上。膠帶機回程膠帶上方的反托輥，待膠帶硫化完成后再安裝。所有落料點處均設置橡膠圈式緩沖托輥，在距落料滾筒30 m內，布置具有螺旋自清結構的回程托輥。
(3)驅動裝置安裝
以膠帶機縱橫中心基準線為準，嚴格控制安裝精度。安裝驅動滾筒架的標高比減速機、電動機基礎高5 mm。用吊機將滾筒安裝在支架上，驅動滾筒先安裝，找正、找平后固定。液力聯軸節安裝時把鏈槽內雜質全部擦拭干
凈，以保證同心度的精度。驅動裝置調整完畢后，進行地腳螺栓的二次灌漿。
(4)張緊裝置安裝
通過卷揚機調節張緊小車的位置，起到張緊長廊效
果。安裝調試的要點為張緊小車的軸向垂直度、水平度、直線度、軌道中心距，同時要考慮皮帶的伸長率。張緊裝置的初始拉緊力從額定拉緊力的80%開始，逐步增加到所需的拉緊力為止。
(5)皮帶硫化
①硫化前的準備
根據硫化機的耗電功率(64～90 kW)敷設相應規格的電纜。搭設10m長、5m寬的硫化作業棚。皮帶卷筒安裝支撐架是可調的水平裝置，隨時控制調整皮帶卷筒的橫向移位，使牽引工作正常進行。
②皮帶牽引
牽引時確保皮帶與膠帶機的中心線重合，曲線段采用導向輪控制牽引方向。由于長廊長7 575 m，不能一次牽引到位，因此分別以尾部、直線段二起點以及頭部為牽引點，以2 000m為限分段牽引，再使用卷揚機依次對接，連接成整體。
③皮帶硫化
膠帶硫化接頭強度不小于膠帶強度的85%，硫化壓力為1.5. 2.8 MPa，硫化溫度為145℃。
(6)長廊皮帶機的曲線段安裝
該長廊皮帶機是目前世界上最長的帶兩段圓弧的皮帶機，圓弧半徑分別為3 000m和4000m，曲線段皮帶機支腿橫向延長線指向圓弧中心，因此在安裝時支腿間的間距內弧側5.998m與外弧側6.002m不同，這需要精確測量放線確定。由于皮帶機受到張緊力，皮帶往內弧收縮，為防止皮帶跑偏，保證其正常運行，上拖輥支架內弧比外弧高10，下托輥支架內弧比外弧高60。
下托輥支架安裝在施工圖標注的眼位上（注意檢查支架眼位高度是否合適，試運行曾引起皮帶跑偏）；上拖輥支架安裝時，用水平尺定位傾斜角度，確保傾斜100由于支腿都指向圓心，因此安裝時要保證支腿間距和對角線相等。
(7)翻轉裝置處跑偏的調整
翻轉裝置在頭部和尾部各一個，頭部翻轉裝置將下弦皮帶翻轉過來，使上膠面（與焦炭接觸面）在中間段運行時始終向上，尾部翻轉裝置將下弦皮帶復位，即將上膠面翻轉向下，形成正常運行。在試運行時，兩頭翻轉裝置處跑偏，滾筒軸線和托輥支架調節不過來，經分析，皮帶翻轉導致在滾筒兩邊受拉力不均，產生摩擦力大小不一，皮帶向摩擦力小的方向跑，造成皮帶跑偏。后在翻轉處各增加一個45°的壓輥和45a的托輥，解決了跑偏問題。
4、結語
在9.2 km長廊膠帶輸送機的安裝過程中，成功解決了施工現場場地和道路差的難題及輸送機運行中的跑偏問題，順利安裝了跨海河的鋼結構，確保了設備的正常運轉。特別是實施跨海河橋的鋼結構牽引方案，不但解決了施工中的技術難題，也節約了施工成本。
從施工過程控制、質量檢查以及運行情況來看，長廊安裝施工質量良好，受到業主、監理單位的一致好評。設備的良好運行，緩解了煤、焦炭從堆場運至碼頭的交通壓力，保護了港區環境，也為業主創造了良好的經濟效益。
