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摘要:貓道系統架設是懸索橋上部結構安裝最重要的臨時工程之一,為方便后續主纜索股架設及線型調整,在貓道施工結束后應保證貓道線型與主纜線型一致。該文以江底河特大橋為工程背景,介紹了貓道架設主要施工工藝流程,包括了導索架設、貓道牽引系統架設、貓道承重索架設及貓道承重索線型調整等施工關鍵技術,可為同類工程提供參考。
關鍵詞:懸索橋;貓道系統;承重索;線型調整
1工程概況
該工程位于云南省永仁-大姚段,是永大高速公路控制性工程。江底河特大橋主纜采用主纜跨徑布置為(255+920+255)m布置的雙塔單跨鋼箱梁懸索橋,邊主跨比為0.277,每根主纜由91根直徑為5.0mm,公稱抗拉強度為1770MPa的高強度鋅鋁金鍍層鋼絲組成。該工程貓道基本平行于主纜空纜線型,其縱橋向布置采用三跨連續式[1],貓道承重索與主纜絲股距離為1.5m,面層凈寬4.0m,為增強貓道橫向剛度,提高其抗風性能,全橋共設置7道橫向天橋,其中中跨5道,永仁岸及大姚岸邊跨各一道。貓道總體布置見圖1。
2貓道架設貓道架設
主要施工流程為:先導索架設→形成牽引系統→貓道承重索、扶手索及防護索架設→變位鋼架安裝→貓道面網鋪設→橫向天橋安裝。單側貓道承重索由8根Φ48mm(6×36WS+IWR,1960MPa)鋼芯、光面、鍍鋅鋼絲繩組成。本貓道其縱橋向布置采用三跨連續式[2-4],貓道承重索與主纜絲股距離為1.5m,面層凈寬4.0m。其結構圖具體見圖2。單側貓道承重索在6#索塔及7#索塔塔頂設置承重索轉向鞍座,在兩岸塔頂附近設置變位鋼架,使其能在塔頂處不間斷通過。貓道承重索兩端錨固在兩岸散索鞍支墩上的錨固調節裝置上,利用錨固張拉裝置及精軋螺紋鋼對單根承重索進行調節。
2.1導索架設
江底河特大橋下跨500m深的峽谷,谷底有江底河經過,但江底河旱季水量較低。在綜合考慮其成本控制、地形及氣象條件等因素后,工程人員決定采用人工拽拉的方式,即從兩岸主塔靠中跨側采用人工將先導索拽拉至峽谷底進行連接(見圖3),然后采用兩岸塔頂卷揚機同時收緊將先導索提升。該工程先導索過江先過右幅導索,過江后即進行右幅牽引索架設。第二根先導索通過右幅牽引索牽引過江后再橫移至左幅,即進行左幅牽引索架設。
2.1.1右幅導索架設
(1)先導索過塔。兩岸30t和10t卷揚機布設到位后,將永仁岸φ14mm先導索(長度為800m)和φ22mm過渡索(長度為800m)連接并穿入錨碇散索鞍門架10t卷揚機內(先穿φ22mm過渡索),然后將φ32mm牽引索穿入永仁岸10t卷揚機內,啟動10t卷揚機吐出φ14mm先導索人工拽拉至6#塔小里程側,并盤扎成捆,然后采用塔吊起吊至門架進行打梢,同樣方式將大姚岸邊跨先導索架設至塔頂。(2)先導索過江。將φ14mm先導索盤扎成捆放置在兩岸主塔中跨側,采用塔吊吊裝至塔頂打梢,然后將地面端采用人工拽拉至江底河峽谷底進行連接,在江底河峽谷底將先導索對接好后同時收緊兩岸卷揚機,提升先導索。(3)過渡索架設。啟動兩岸塔頂門架10t卷揚機,將過渡索牽引至塔頂并打梢,中跨過渡索在永仁岸中跨側盤扎成捆,然后塔吊起吊至塔頂門架與中跨側先導索連接,啟動兩岸塔頂門架卷揚機,將永仁岸φ22mm過渡索牽引至大姚岸門架卷揚機內,完成右幅過渡索架設。
2.1.2左幅導索架設
左幅邊跨過渡索架設方法與右幅相同,中跨過渡索先在永仁岸中跨側盤扎成捆,采用塔吊吊裝至塔頂門架,并穿入10t卷揚機內并進行打梢臨時錨固,然后采用塔吊將從10t卷揚機內穿出的繩頭吊裝至右幅與φ22mm過渡索連接,啟動右幅兩岸塔頂門架卷揚機,將左幅過渡索牽引至大姚岸,并在塔頂門架進行打梢臨時錨固,將繩端采用塔吊吊裝至左幅門架并穿入卷揚機內,完成上下游過渡索架設。先導索與過渡索之間采用繩卡連接,共設兩個接頭,接頭間隔30m,第一個繩頭接近卷揚機時,停止牽引,解除繩卡,然后將繩頭穿入卷揚機內,并進行牽引,待第二個繩頭接近卷揚機時解除第二個繩頭。
2.2牽引系統架設
江底河特大橋貓道牽引系統采用單向往復式,由主副卷揚機、牽引索、導輪組、拽拉器等組成。
2.2.1牽引索架設
在過渡索架設完成后進行牽引索架設,先將牽引索索盤運至大姚岸錨碇錨塊處,然后穿入30t卷揚機內,繩頭與邊跨過渡索進行連接,然后啟動大姚岸塔頂10t卷揚機,將牽引索牽引至塔頂,穿過門架后與中跨過渡索進行連接,然后啟動兩岸塔頂門架10t卷揚機,將牽引索牽引至永仁岸塔頂,穿過門架后與永仁岸邊跨過渡索連接,并牽引至永仁岸30t卷揚機內,形成右幅牽引系統架設[5]。左幅牽引系統架設與右幅相同。
2.2.2牽引索線型調整
同時啟動兩岸30t卷揚機,調整Φ32牽引索線形,并均衡Φ32牽引索在兩岸卷揚機上的儲繩量,最后將牽引索兩端打梢錨固,形成單向往復式牽引系統。
2.3貓道承重索架設
貓道承重索安裝采用將貓道承重索掛于Φ40門架支撐索上,并以貓道牽引系統牽引貓道承重索并拖拉滑鉤來架設。架設時為使主塔承受較小的不平衡外力,單幅貓道承重索應左右對稱架設,安裝示意圖具體見圖4。
2.4貓道承重索空索線型調整
貓道的架設主要控制貓道的各跨跨徑、矢高及跨中標高,進行垂度調整。在地面二等控制點上架設全站儀測量索塔、散索鞍支墩位置,確定跨徑;在索塔橫梁上架設儀器,根據三角高程觀測計算跨中點貓道承重索的標高,并測出貓道繩的溫度,將實測值與設計值對照,利用塔頂門架處的卷揚機及散索鞍處的千斤頂對貓道承重繩垂度進行調整,此項工作反復進行,直至貓道承重繩垂度滿足要求為此。貓道承重索的垂度測量是觀測跨中點的高程,由于承重索上不能設置測量棱鏡(貓道架設完成前人無法前往),因此只能采用三角高程計算法。垂度調整分兩階段進行。
2.4.1承重索線型初調
置全站儀于地面測站點,用高程測量法逐根將同幅貓道索跨中標高調至同一高程面,并將其初步鎖定。
2.4.2承重索線型精調
待貓道面層鋪設完畢后,整體調整同幅貓道索的垂度以滿足設計要求。置棱鏡桿于每根索上,準確測量其高程并做精確調整。
2.5其他施工
該工程還需控制好貓道門架支撐索、扶手索及防護索、變位剛架、貓道面網及橫向天橋的安裝質量,由于其篇幅過大,該文將不再贅述。
3施工相關重難點分析
3.1重難點分析
該工程為主跨920m的雙塔單跨懸索橋,貓道跨徑大,架設難度高。根據風力檢測數據,該工程區域最大風力可達到11級,因此貓道架設階段和使用階段的抗風穩定性是該工程的重點及難點。
3.2重難點解決措施
提前準備貓道所需材料及設備,選擇施工經驗豐富的作業隊伍負責實施。從作業人員、施工材料、貓道設計、項目管理等方面進行著手管控,確保貓道架設的安全性和實用性。在工程技術人員不斷努力之下,該工程在第一根承重索架設完成后僅耗時25d便實現貓道全線貫通,可為類似工程提供借鑒。在進行貓道面網鋪設時將橫向天橋與面網在塔頂變位鋼架處進行預組拼,隨貓道面層一起下滑就位,提高貓道整體抗風穩定性[6-7]。
4結語
隨著經濟及基礎設施建設的發展,橋梁設施建設起著不可或缺的作用。如何在保證高質量的情況下做到快速化、經濟化施工仍是橋梁建設者們面對的重要問題。只有不斷豐富自己理論知識,在既有施工技術基礎上不斷創造革新,才能推動我國橋梁事業的發展。
作者:鐘相海 單位:中鐵大橋局集團第八工程有限公司