鸚鵡洲長江大橋連續式貓道施工技術

韋正平

摘 要：武漢鸚鵡洲長江大橋連續式貓道施工采用具有創新意義的牽引主纜的循環索作為先導索，邊塔和散索鞍門架頂兩臺卷揚機設置平面小循環系統牽引貓道繩索，貓道繩索和其他構件架設方法，貓道線形控制等技術成功運用于鸚鵡洲長江大橋上，其施工技術對類式連續式貓道施工起到借鑒作用。

關鍵詞：先導索；貓道繩索；施工方法；線形控制

1 工程概況

圖1 貓道斷面布置圖（單位：mm）

武漢鸚鵡洲長江大橋主橋設計為三塔四跨簡支體系鋼-混結合梁懸索橋結構，橋跨布置為200+2×850+200m，三塔不等高，中塔頂標高較邊塔高17.7m，中塔塔柱為鋼結構，兩邊塔塔柱為混凝土結構，貓道結構形式為連續式貓道，塔頂設置轉向鞍座，錨固系統錨固于兩錨碇錨室內，貓道距主纜中心間距1.5m，有6根承重索、2根扶手索、2根門架支承索、50m設置一道貓道門架、150m設置一道橫向天橋及承重網、面網、側網等組成。詳見“圖1”。

2 連續式貓道結構的突出特點及本橋選用該貓道類型的依據

貓道按照承重索在塔頂的跨越形式分為分離式貓道和連續式貓道，連輸式貓道特點是要求塔頂預埋件少、對塔柱的結構尺寸空間要求小、貓道線形調節裝置少、繩索錨固裝置少、貓道改吊時與主纜線形協調更好。

鸚鵡洲長江大橋為三塔四跨式懸索橋，其四跨內都需要貓道作為施工平臺，塔柱頂部順橋向寬度為5m，兩邊塔塔頂設置了主索鞍頂推系統，塔柱頂部空間比較狹小，針對本橋這些特點和連續式貓道自身的優點，鸚鵡洲長江大橋采用連續式貓道結構。

3 連續式貓道各結構架設方案

3.1 先導索架設方法

先導索是懸索橋第一根索，它是后面所有貓道繩索架設必備繩索，一般施工方式都是小索換大索做法，鸚鵡洲長江大橋根據水流計算和經濟比較，直接采用牽引主纜φ36mm繩索作為先導索。架設前，分別在北錨錨體上設置15t雙筒摩擦式卷揚機，在南錨錨體下方設置25t雙筒摩擦式卷揚機，將2根2500m先導索分別卷入兩臺卷揚機內。繩索首先從25t卷揚機內牽引出來過3號塔頂至水面上，并和拖輪連接在一起，同時2號塔塔頂8t卷揚機下放鋼絲繩至水面上，拖輪牽引先導索至2號塔底，將2號塔頂下放下來卷揚機鋼絲繩和先導索連接一起，啟動塔頂卷揚機收繩至2#塔頂和塔頂門架臨時錨固，漢陽側先導索過江形式和武昌側一致的，在2#塔頂門架上臨時錨固，最后將2根分別牽引到2號塔的先導索和拽拉器連接在一起，解除臨時連接，形成往返牽引系統，牽引貓道繩索。詳見“圖2”。

圖2 先導索過江施工圖

3.2 貓道索架設方法

支承索安裝前，將錨碇處散索鞍門架上卷揚機和邊塔上卷揚機形成小循環系統，支承索安裝時將支承索放入被動放索器內，通過小循環牽引支承索至邊塔頂，在邊塔頂將支承索錨頭固定在拽拉器上，并將繩頭處繞成40m繩盤，以便于過塔頂門架。啟動兩臺卷揚機，牽引支承索，牽引時需要將支承索懸掛在牽引索上，因此每隔50m設置一道滑鉤，滑鉤上部和牽引索固定，下端滑動自由。當牽引索牽引到位后，利用散索鞍門架上卷揚機將尾部支承索拽拉至散索鞍門架相關錨件上， 詳見“圖3”。

圖3 貓道支承索施工圖

承重索架設方式和支承索架設方式一致，其區別在于鋼絲繩滑鉤連接方式不一樣，采用滑鉤將先導索、支承索、承重索連接在一起，讓導索和支承索共同承受承重索重力。

貓道扶手索架設安裝是在貓道面網鋪設完成后，利用各塔卷揚機牽引扶手索至設計位置和貓道側網連接在一起，待給予扶手索一定張力后，再將扶手索和側網固定在一起。

3.3 貓道面網及橫向天橋架設施工方法

安裝前預先將貓道面網的承重網、步行網及方木用鐵絲綁扎成兩米每段，橫向天橋組拼成整體，待塔側及錨側變位鋼架全部安裝完畢后，在變位鋼架處滿鋪腳手板，作為面網存放和鋪設平臺。

邊跨面網由錨側散索鞍處自下向上循環分段鋪設。每段鋪設時由邊塔頂卷揚機下放鋼絲繩與面網相連，邊鋪設面網邊由卷揚機向上拽拉，每節段鋪設完畢后由邊塔頂卷揚機向上牽引至設計位置，面網鋪設過程中根據設計間距安裝相應的構件。邊跨橫向天橋由邊塔頂卷揚機直接垂直起吊安裝，預先在設計位置處貓道上設置轉向滑輪，卷揚機鋼絲繩經轉向輪變向后吊起橫向天橋與橫向天橋底板構件打梢連接。

中跨采用橫向天橋作為配重下滑，以橫向天橋之間貓道面網為一單元進行鋪設下滑，在跨中位置只有一個橫向天橋，其中一單元網片采用自制配重帶動網片下滑到設計位置，后期再將配重拆除，其余均采用橫向天橋配重下滑的方式鋪設。施工時先用2臺塔吊吊起橫向天橋安裝在變位鋼架前，相應的上、下游塔頂2臺卷揚機下放鋼絲繩經轉向滑輪反拉住橫向天橋，一面鋪設面網一面下放鋼絲繩下滑面網。面網鋪設過程中根據設計要求安裝相應構件，同時使用U形螺栓將卷揚機鋼絲繩固定在門架底板構件上。貓道面層在貓道承重索上下滑一定距離后，自重不能克服摩擦力，面網無法下滑時，用拽拉器施加動力將貓道面網拽至設計位置。一段鋪設完成并下放到設計位置后，拽拉器回收塔頂卷揚機鋼絲繩，重復以上步驟進行后期面網鋪設施工。

3.4 貓道門架施工方法

貓道門架先在地面散拼成整體，安裝好導輪組，在貓道門架兩側用圓鋼焊爬梯方便人員上下。架設前先將牽引索放松至支承索以下直至貼在貓道面網上，待主纜索股架設牽引系統形成時再將牽引索入門架導輪組內上。門架安裝時將門架直接吊至塔邊支承索上，支承索暫不入貓道門架上到輪組槽內，塔頂卷揚機拴住門架上橫梁，同時用兩根長麻繩拴住門架上橫梁兩側，一切準備就緒后，下放卷揚機鋼絲繩同時人工拽拉麻繩將門架向待安裝位置處拽拉，達到相應位置后，使用倒鏈葫蘆拉住門架支腿，調整門架垂度并通過倒鏈將門架支腿銷孔和門架底梁上銷孔對位，上好銷軸，通過卷揚機將門架調至與水平面垂直，最后將支承索安裝到相應的槽口內固定。

4 連續式貓道架設關鍵技術及注意事項

4.1 貓道線形控制

⑴貓道上主要受力構件為貓道支承索和貓道承重索，其在廠內加工制作時需要嚴格按照相關規范標準執行，另外為確保成型后貓道線形，還必須要從以下幾個方面控制好，一是消除鋼絲繩非彈性變形，采用張拉荷載為50%破斷力，張拉次數為2次，相鄰兩次張拉后鋼繩長度差≤0.3‰為合格，張拉保持60分鐘。二是安排專人駐廠，時刻監控，確保按照工藝要求進行張拉。三是彈性模量測定控制，鋼絲繩的彈性模量對鋼絲線形影響很大，及時測定，提交給設計部門修正貓道線形。

⑵貓道線形還取決于橫載控制，貓道設計時雖然考慮了種種荷載作用下貓道承受能力，實際情況，由于鋼材的重量不一定和圖紙相符合，實際施工時還需要增加一些臨時輔助施工措施構件，因此在貓道施工前，必須對每個構件進行稱重，按照實際貓道承受重量計算，和設計所給數據進行對比，確保貓道上均布荷載和集中荷載小于設計值。

⑶測量貓道標高的方式方法對貓道線形控制同樣重要，邊跨貓道繩線形調整采用在邊跨上采用專用下滑工具使棱鏡下滑，通過邊塔上收繩和放繩使下滑裝置至設計位置進行標高測量。中跨貓道繩線形采用掛籃懸掛人員至跨中位置懸掛棱鏡直接測量，或者通過拖輪牽引棱鏡至跨中進行繩索標高測量。另外貓道線形標高控制須在夜間溫度較恒定的時候監控繩索的絕對標高，換算成設計溫度下繩索標高并和設計標高進行差量調整。

⑷在調整線形過程中，邊塔承重索和主塔是一個平衡體系，調整某一跨垂度的同時，其他跨線形和塔柱偏位都會相應的變化，為減少調整量，需要精確計算出平衡體系下空索設計標高時塔柱的偏位，調整跨中繩索時，考慮兩塔柱偏位。

4.2 貓道索架設時垂度及張力控制

貓道支承索、承重索架設過程中，為避免繩索牽引力過大導致安全事故發生，一是采用有專門的測力儀器全程控制，二是通過安全牽引力計算處繩索的垂度允許范圍，架設過程中通過測量儀器全程跟蹤觀察控制，考慮施工方便性和安全性，在25t卷揚機上設置測力計，以此來控制牽引力不大于副卷揚機受力要求。

4.3 貓道繩索架設過程中防纏繞措施

牽引過程中防止拽拉器和已架設完的繩索絞在一起，將已架設完成的繩索在塔頂兩側固定在一起，拓寬拽拉器行走作業面. 如果繩索互絞，及時采取卡環滑鉤，利用拽拉器拽拉滑鉤行走在互絞繩索上，使其分開。

5 結語

貓道是懸索橋施工的大型平臺，貫穿整個上部結構施工，本文著重介紹了先導索施工直接采用后期牽引主纜繩索作為先導索，以此作為導索牽引后期其它貓道繩索，體現了準備工作量小，施工速度快，經濟性好等特點。采用塔頂和散索鞍門架上卷揚機形成平面小循環系統架設其它貓道繩索，方便了大邊跨繩索牽引上塔的工作量。貓道繩索架設方法及線形如何控制，確保了施工安全和減小了對貓道線形調整的難度，都為同類大橋施工起到借鑒作用

參考文獻

[1] 中鐵大橋局設計分公司.武漢鸚鵡洲長江大橋施工組織設計.武漢：2011.

[2] 中鐵大橋局第六工程有限公司.武漢鸚鵡洲長江大橋S1標施工技術設計.武漢：2011.

[3] 《大跨懸索橋貓道施工技術》宋勝江 西安：2008.