懸索橋貓道施工方法研究

摘要：貓道施工工法適用于單跨和多跨懸索橋的貓道施工。本文對貓道的原理進行基本的闡述，然后對是施工工藝、承重索安裝、貓道承重索調整、.貓道改掛中的關鍵技術和方法進行研究，通過實際項目得到結果。貓道施工方法，安裝速度快，勞動強度低，可以節約勞動力，與傳統安裝節約30%。

關鍵詞：懸索橋；貓道，施工方法

1.前言

貓道是懸索橋施工必備的臨時結構，作為主纜架設、索夾和吊索安裝、鋼箱梁吊裝、主纜防護等提供施工操作平臺、材料及工具運輸通道，其使用從始至終貫穿整個懸索橋上部構造安裝施工過程，使用周期長。貓道施工質量的好壞，直接影響后續工作的成敗，是懸索橋施工的關鍵工序。本工法根據虎門大橋和黃埔大橋貓道施工的成功經驗編制而成，實踐證明可行。

2.工藝原理

貓道由承重結構（包括承重索、支點索鞍、變位剛架、錨固機構等）和輔助結構（包括扶手、面網、門架、壓梁、天橋、防滑木條等）組成，其上布置牽引系統、簡易纜索吊（天頂小車）等機具，以輔助主纜和吊索安裝。選擇合理的計算模式，充分考慮貓道自重及可能作用其上的荷載組合，使承重索數學線性與主纜基本一致，并使作用于塔頂兩側的水平力處于平衡工況。為確保結構安全，承重索安全系數一般不小于3.0。貓道既要保證有足夠的承載力和抗風能力，又要有合適的垂度和變形能力，還要保障其上作業人員的安全和必要的舒適度。貓道架設過程注意各跨的作業平衡、盡量減少對塔柱的變位影響、確保主纜的架設質量。貓道一般布置見圖1。

圖1 貓道一般布置見圖

3.施工工藝

3.1施工準備

索鞍安裝就位，牽引系統形成，貓道構件加工完畢，即可開始進行貓道安裝。

根據主纜的線形、貓道各構件的重量、以及貓道正常使用時的荷載分布，確定貓道承重索的數學線性計算式，從而計算出各跨中點的標高。

3.2施工順序及流程

貓道施工順序分為安裝、使用、拆除三個階段，其中使用階段按施工工況又分為主纜索股牽引、緊纜與索夾安裝及吊索安裝、吊梁、主纜涂裝纏絲四段。

貓道使用階段改裝流程如下：

（主纜索股牽引）→拆除主纜牽引系統→拆除門架→安裝簡易纜索吊→拆除橫向天橋→（緊纜及安裝索夾）→貓道改掛→（吊索安裝及吊梁）調整貓道長度使其適應主纜線形→（主纜涂裝纏絲）調整改掛鋼絲繩配合涂裝和纏絲

貓道拆除流程如下：

拆除輔助結構→拆除變位剛架→拆除簡易纜索吊→拆除承重索→清除支點索鞍和錨固機構

4.承重索安裝

4.1托架系統的架設

為確保中跨架設貓道承重索時，不影響通航，在中跨采用托架系統的方法架設，以確保貓道承重索的通航架設垂度。

首先，扶手繩在貓道承重繩架設過程中作為托架承重繩，其上平均每隔50m間距設置一個托架。托架承重索錨固于塔頂預埋件上，布設于上下游牽引系統下方。

架設時，托架承重索卷盤置于塔底邊跨側，繩頭借助塔吊繞過塔頂并由牽引系統牽拉。當卷盤快放盡時，繩卡連接卷揚機，實施反拉，以確保其通航要求的凈空。

4.2貓道承重索的架設

貓道承重索由牽引系統由一側錨碇向另一側錨碇連續牽引架設完成。貓道承重索架設按照上下游對稱整根架設，確保裸塔兩側水平方向受力平衡。貓道承重索索盤全部就位于起點錨碇前面。

為確保貓道線形與主纜一致，在塔頂縱橋向兩側設置下壓橫梁。下壓橫梁經鋼絲繩錨固于塔柱壁面預埋件。另外，為調整貓道承重索至設計間距，在下壓梁下方設置承重索變位鋼架。

貓道承重索架設步驟如下：

在起點錨碇布設貓道承重索索盤；由拽拉器掛接貓道承重索錨頭向對錨牽引；跨越本側邊跨時直接在空中牽拉至塔頂；跨越中跨時系在托架上完成；跨越對岸邊跨時直接在空中牽拉至對錨；當承重索接近對錨時，換接臨時卷揚機滑車組牽拉承重索錨頭入錨；塔頂處借助門架、卷揚機滑車組及鏈葫蘆牽拉調整全橋承重索矢度，并橫移至塔頂承重索索鞍內固定；用同樣方法架設另一條貓道承重繩；貓道承重索用完以后，托架承重索作為貓道扶手繩。

4.3 貓道承重索調整

貓道承重索橫移就位后，根據監控單位計算出空纜階段貓道承重索調整值，對承重索進行垂度調整。調整方法為：

初調：利用塔和支墩上的卷揚機將承重索的標志點調整到相應標志點位置上。

精調。調整順序為：先中跨后邊跨。1）首先進行中跨貓道承重索調整。全站儀測量中跨跨中點垂度及中跨跨徑，并測量溫度，計算出實際需要的調整量，并與監控單位計算值比較。利用塔柱地面卷揚機調整，直至滿足要求，在塔頂轉索鞍處錨固，并用油漆做好標記。2）待中跨貓道承重索固定好后，進行邊跨貓道承重索調整。邊跨調整通過錨固在錨塊錨梁上拉桿系統進行，調整方法同中跨。3）調整計算垂度過程中，注意邊跨塔頂處變位剛架的影響。貓道承重索標高調整允許偏差控制在0.03m以內。

4.4門架承重索安裝

貓道承重索架設、調整就位之后，進行門架承重索的架設。同樣采用托架法進行架設，門架承重索垂度調整同貓道承重索。門架承重索在塔頂不安裝變位剛架和下壓裝置。門架承重索通過塔頂和錨碇門架導輪，錨固于前錨面預埋件上。

5.輔助結構安裝

5.1貓道面層鋪設

貓道承重索及貓道門架承重索架設、垂度調整完成之后，進行貓道面層的鋪設工序。

貓道面層采用下滑鋪設法。鋪設貓道面層前，在貓道工作平臺上，高于承重索1m處，搭設一工作平臺，存放貓道面層網。

5.2 橫向天橋安裝

橫向天橋在地面上拼裝成整體，在貓道面層鋪設過程中，由塔吊吊至橫向天橋在貓道相應位置安裝。橫向天橋與面層連接后，隨面層一起下滑。為減少橫向天橋與貓道承重索的摩擦力，減小貓道承重索的磨損，橫向天橋與貓道承重索之間采用滾輪相連接。

5.3門架、托滾及附屬設施安裝

在貓道鋪裝完成后，安裝貓道門架、門架導輪組、托架滾輪及貓道照明系統。由塔吊將門架吊至塔頂，將門架置于門架承重索上，利用塔頂卷揚機反拉，將門架下滑至設計位置安裝。利用牽引索將門架導輪組及托架滾輪牽引到相關位置，安裝固定。將牽引索提入門架導輪組內，形成門架式單線往復式牽引系統。沿貓道一定距離在扶手立柱上安裝貓道照明燈具、通航安全標志和配電箱，完善整個貓道及牽引系統。

6.貓道改掛

在鋼箱梁吊裝過程中，中跨主纜的中點要下降，邊跨主纜的中點上升，主纜的線形隨著施工進程不斷地變化。因此在鋼箱梁吊裝前，為了使貓道隨主纜的線型變化而變化，需要把貓道懸掛于主纜之上，使其保持與主纜線型一致，并在吊裝過程放松貓道錨固系統調整裝置，控制貓道與主纜間距離相對不變。

貓道改掛是在貓道上有貓道橫梁型鋼的位置，用一道鋼絲繩將貓道懸掛于主纜上。貓道的穩定通過主纜來實現。貓道改掛示意圖如下：

圖2 貓道改掛示意圖

貓道懸掛的順序為中跨由跨中開始，同時向塔頂方向進行，邊跨由中點開始，同時往塔頂和錨碇方向進行。

貓道改掛過程中，適當放松貓道錨固系統兩端連接拉桿，搭好便橋，調整塔頂變位剛架。為了在工作車通過時減少門架承重索的偏移，同時也為了便于主跨的兩個半跨工作車在門架承重索上的獨立操作，在索夾安裝前，在主跨跨中附近用鋼絲繩將門架承重索與主纜連接，形成跨中“硬點”。箱梁吊裝前要對貓道進一步調整，使之適應鋼箱梁吊裝引起的主纜線形變化。貓道改掛結束后，拆除橫向天橋。由主索鞍吊架10t卷揚機經貓道面層導向輪轉換后，吊掛橫向天橋兩端，然后拆除橫向天橋與兩側貓道的連接。啟動卷揚機，緩慢落下橫向天橋，注意橫向天橋兩端平衡，將橫向天橋落至江面上駁船或江灘上。

結束語

貓道施工方法在廣州珠江黃埔大橋貓道架設使用45個有效工作日比計劃提前45天，節省人工和機械設備租賃費近240萬元。貓道安裝操作簡便，安裝速度快，勞動強度低，可以節約勞動力，與傳統安裝節約30%。貓道設計采用標準匹配件設計，為今后同類橋梁可以作為周轉材料使用，節約材料與加工費用。該貓道承重索有可調節空間與加長，使用范圍大，便于修建不同長度的懸索橋的貓道。該貓道系統調整簡單，對于安裝精度調整可控方便。

參考文獻

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