大跨度懸索橋纜索設備安裝施工技術

劉茹

摘 要：紅河特大橋是云南省建水（個舊）至元陽高速公路項目的節點工程之一，其大跨度懸索橋纜索運輸設備的安裝與拆除存在施工技術問題。本文結合工程實踐進行理論分析，詳細介紹了纜索設備的安裝、運輸、拆除的流程以及施工技術，確保纜索設備安裝的技術準確性和施工安全性，為今后同類大跨度的懸索橋纜索設備安裝施工積累寶貴的經驗。

關鍵詞：大跨度;懸索橋;纜索設備;施工

中圖分類號：U445.4文獻標識碼：A文章編號：1003-5168（2020）20-0131-04

Abstract： The Red River Super Bridge is one of the joint projects of the Jianshui （Gejiu） to Yuanyang Expressway project in Yunnan Province， there are technical problems in the installation and dismantling of the cable transport equipment for its long-span suspension bridges. This paper conducted a theoretical analysis in conjunction with engineering practice， and detailed the installation， transportation， dismantling process and construction technology of the cable equipment to ensure the technical accuracy and construction safety of the cable equipment installation， and to accumulate valuable experience for the installation of similar large-span suspension bridge cable equipment in the future.

Keywords： large span;suspension bridge;cable equipment;construction

建水（個舊）至元陽高速公路是紅河哈尼族彝族自治州高速網的重要組成部分，該公路有助于帶動當地旅游業的發展，有助于推進滇中城市經濟圈一體化建設，有助于加強區域資源開發和國際能源合作，也有助于加快少數民族地區扶貧開發。本文以該工程為例，分析了大跨度懸索橋纜索設備安裝施工技術。

1 安裝

1.1 索鞍安裝

主索鞍安裝在頂梁上，采用固定索鞍，固定索鞍由索鞍底部的分布梁、連接梁、墊塊梁、起重索轉向輪、牽引索轉向輪結構以及主索導向結構等構件組成[1-3]，采用塔吊將索鞍各構件分散吊至塔頂安裝。

纜索吊裝系統施工前，應每天進行風速測量，風速達到6級時嚴禁作業，其間應采用風速儀進行全程監控。

1.2 跑車的臨時放置

在建水河岸主塔頂部和靠近主塔的橋跨中心位置分別安裝兩個工作平臺（采用型鋼焊接安裝），每個工作平臺的尺寸一般為6.0 m×2.5 m，每個工作平臺的位置需要能夠容納兩個主纜空載垂直方向放置的空載跑車。主纜空載跑車垂直方向放置后，軸高與主纜兩端空載下吊點的垂度相適應，便于在兩個天車下吊點之間繞過提升的鋼絲繩，不至于影響主纜的牽引力。

1.2.1 跑車臨時拼裝及放置的設計和施工主要工藝流程。基本流程如下：拼裝臨時放置施工流程拼裝平臺→跑車塔吊拼裝運輸→跑車臨時拼裝定位塔吊放置→拼裝跑車固定。

1.2.2 跑車臨時拼裝及放置施工過程需注意的事項。臨時平臺搭設必須按設計施工，位置準確，焊接牢固;跑車就位時不要沖擊施工平臺，要慢落輕放;跑車就位后必須立即進行固定，確保固定裝置牢固可靠[4-6]。

1.3 主索安裝

纜索起重機的主纜采用62 mm鋼絲繩（6×37+IWR），共20根（10根為一組），單根長度約為1 300 m，主纜穿過兩側的索塔后，錨固在兩側的錨固輪上。主索采用一端收緊，收緊裝置位于建水岸錨碇位置處。同時，測量人員用全站儀進行垂度的觀測，觀測頻率不小于2次/d，達到垂度和索力雙控。主纜安裝施工主要包括五個步驟。

1.3.1 在水岸上安裝主纜牽引卷筒和循環索。在建水岸上分別安裝兩臺15 t卷揚機，主纜兩端通過牽引系統將兩條牽引繩索和主纜拉至對岸，繩索兩端分別牽引進入15 t卷揚機卷筒，形成大循環。

1.3.2 安裝承重繩。調試使用已完成安裝的電動牽引繩循環系統，將承重繩從河岸一端的主索拉到另一端，用兩側繩卡將一端主索兩側分別固定在主繩卡和錨輪上，另一端主索的兩側分別利用電動卷揚機將繩緊固至主繩所設計的水平垂度，用兩側繩卡將主索分別固定在主索卡和錨輪上。

1.3.3 主索過河。主索由跨河牽引循環系統跨河牽引。考慮到施工現場場地的限制，所有主索由元陽岸牽引至建水岸。具體操作步驟如下。

首先，將單根主索盤于卷盤上，放置在建水岸錨碇處，并放置一個放索架;在建水岸錨碇處安裝兩臺15 t卷揚機;利用汽車吊機將主索卷盤放置于放索架上，放索架布置于15 t卷揚機后側10 m左右;繩頭兩岸的過河主索由卷盤帶動放繩，繩頭必須同時穿過15 t的大型卷揚機帶動卷筒，至少將其在繩頭前端纏繞5圈，將好的繩頭暫時與放在兩岸的兩側過河天車牽引索的繩頭前端進行連接，繩頭與過河牽引索前端連接時，繩頭前端必須保持有一個寬度足夠的繩頭直徑和一個長度，能夠同時連接穿過繩頭兩岸的過河主索鞍和兩側的過河天車。

其次，啟動過河牽引索循環系統15 t卷揚機，主索由建水岸錨碇處牽引至建水岸塔頂;通信工具采用對講機進行指揮，啟動兩側對應的過河牽引索循環系統15 t卷揚機，主索由建水錨碇處牽引至東建水塔頂;如有特需情況，指揮人員用對講機指揮停止作業;人工協助主索繩頭穿過索鞍，在靠河側將主繩頭與過河牽引繩再次臨時連接，松開后主繩與過河牽引繩之間臨時連接;主索由建水岸塔頂往元陽岸牽引;主索牽引至元陽岸塔頂索鞍前端，人工輔助主索穿過索鞍，并在靠前側將主索與過河牽引索連接，解除后側主索與過河牽引索連接;主繩放索過河的過程中，需要同時完全控制過河主繩牽引放索的卷機和揚機的主繩運行速度，以同時完全控制主繩放索的卷機和揚機運行垂度。

最后，繼續牽引主索至元陽岸錨碇處，拆除主索與過河牽引索連接，并將繩頭繞過元陽岸主索錨固輪，同時安裝好建水岸收緊裝置;將建水岸放索架上的主索全部放出，繩頭與收緊裝置連接;繼續將主索往元陽岸牽引，使主索的垂度接近設計值;用繩卡將元陽岸主索繩頭固定;過河牽引索反向運行，將承重滑輪牽引至東岸塔頂附近拆除。

重復上述操作步驟，完成剩余主索過河。

1.3.4 初調主索采用根分級擰緊。其施工步驟如下：主纜由鋼絲繩滑輪拉緊，建水岸上的每根主纜都配有獨立的拉緊裝置;拉緊裝置的活動頭進入卷揚機拉緊鋼絲繩，松開拉緊裝置的鋼絲繩連接;分別收緊每個主索，用15 t卷揚機逐個拉緊，以通過垂度控制主纜的初始張力;主纜拉緊后，固定繩夾與連接主纜收緊裝置的鋼絲繩，并將主纜收緊裝置從卷揚電動機的繩索上斷開。

1.3.5 垂度測量。采用全站儀，在建水岸和元陽岸，對主索垂度進行實時測量，通過理論計算，確定每根主索空載時跨中最大垂度位置處全站儀測出的數據，推算水平角和豎直角[7-8]。

主索安裝應注意的事項如下：主索與過河牽引循環索連接必須牢固;循環繩牽引過程中，隨時都要注意仔細觀察跨河過程中循環繩的垂度，不要太大或太小;主索必須緩慢穿過跑車和鞍座，并確保沒有障礙物;主索的固定繩卡必須卡牢固，繩卡數量足夠;主索捆綁在錨固輪的位置必須與設計的位置相吻合;初調主索垂度，寧大勿小。

1.4 牽引索安裝

采用兩根36 mm鋼絲繩（6×37+fc）焊接做成的大型跑車自動牽引索，每根采用“走4”布置。牽引索安裝調整工作完成清除主索留在拉桿上的一個空索后，即可在主索拉桿上重新安裝一輛跑車用的牽引索。

1.4.1 牽引索的安裝步驟如下：在建水岸布置4臺25 t摩擦卷揚機及錨碇轉向滑輪，并將卷揚機固定;利用臨時循環索牽引安裝牽引索;塔吊吊裝牽引鋼絲繩頭至塔頂轉向，臨時打梢;牽引索在建水岸跑車上走4線安裝;一端繩頭進入25 t摩擦卷揚機;另一端利用臨時循環索牽引至元陽岸，往復在元陽岸跑車上走4線;最后將牽引索另一端牽回至建水岸，并將兩繩頭對接完成第一根牽引索的安裝。

重復以上步驟，完成另一套牽引索的安裝。

1.4.2 牽引索安裝注意事項。牽引索在穿索過程中一定要按順序進行，索與索之間不能交叉;牽引索對接長度必須大于36 m。

1.5 起重索安裝

1.5.1 提升繩索為4根28 mm鋼絲繩（6×37+fc）。每根提升繩布置成“走10”形式。牽引繩安裝完成后可以安裝提升繩，在安裝提升繩之前，必須暫時放置下吊點。吊繩的安裝過程如下。

首先，下部吊點應通過塔式起重機在跑車正下方運輸。當離吊點約2.5 m時，應緩慢吊起;當離吊點約1.5 m時，應立即停止;使用準備好的起重繩索將下吊點臨時連接;解除塔吊吊鉤;在建水岸布置4臺15 t卷揚機和相應的地錨轉向滑輪;人工牽引起重索一端的繩頭至塔架底;用塔吊將提升繩鋼絲繩的頭部吊至塔頂，臨時打梢。

人工協助電動提升索穿過上吊點主索鞍一側的繩頭和轉向輪，穿過上、下吊點之間的牽引滑輪和導向組，穿過下吊點的滑輪組10次后，繩頭被提升索拉出跑車的上吊點，進入一輛電動跑車的上吊點的牽引導向輪，拉出上吊點的導向輪后與下吊點的牽引循環繩連接。

用牽引循環繩將提升繩頭拉到對岸索鞍附近;人工協助提升索穿過對面河岸索鞍下轉向輪，并固定在主地錨梁上;將起重索的另一端頭進入15 t的卷揚機;卷揚機啟動使下吊點上升30 cm，取下上、下吊點之間的連接起重繩。重復上述安裝步驟，完成剩余3根起重索安裝。

1.5.2 起重索安裝需注意的有關事項。上、下吊點之間的距離要控制在1.7～2.0 m;穿索過程中應注意繩索不要打攪，嚴格按設計順序穿索;死頭繩卡數量必須保證足夠且卡牢固。

1.6 跑車連接

1.6.1 跑車連接的施工步驟。在主塔附近啟動跑車的卷揚機，以便拉緊牽引索;手動高速卷揚機通過拉動臨時高速安裝的兩條鋼絲繩，使其中兩條安裝鋼絲繩的另外一端與在橫跨中軸兩側的臨時高速跑車上的卷揚機自動連接，另一條鋼絲繩的另外一端則在同時穿過手動卷揚機轉向塔頂的兩個轉向輪后自動連接進入臨時高速跑車上的卷揚機;用兩組有一定長的電動連接索把其中兩臺具有固定長的電動跑車主機緊密連接;松開中跨跑車的固定裝置;快速啟動一側的高速牽引繩和一側卷揚機，慢慢地啟動松開一側牽引繩和一側卷揚機，使兩輛高速跑車一起往一個跨中心的方向快速移動。然后，重復上述的兩個操作，連接另一側的電動天車。

1.6.2 連接索的安裝注意事項。卷揚機帶緊牽引索或臨時牽引索時，卷揚機的速度要緩慢，使跑車剛好受力即可;連接索的長度、直徑必須滿足設計要求。

1.7 主索調整（終調）

主索的終調安裝垂度一般要分兩次：第一次主索調整的目的是主索終調安裝的垂度與跑車所設計的垂度相一致，在所有主纜基本調整好之后，讓跑車在整個主索的跨度上來回跑調整一圈。第二次主索調整垂度是將跑車每根主索的安裝垂度相對誤差控制在10 cm以內，使一組的主纜基本準確地處于同一主索的水平面、同一主索橫截面。

1.8 旋轉吊鉤的安裝

旋轉吊鉤在建水岸主塔前纜吊正下方進行組裝，組裝完成后將纜吊的吊點慢慢放下至旋轉吊鉤的正上方，將纜吊的吊鉤與旋轉吊鉤進行連接，連接完成后啟動起重卷揚機，使旋轉吊鉤離開地面1 m左右，調試、試運轉旋轉吊鉤，使其能滿足施工要求。

2 纜索吊拆除

2.1 纜索吊拆除流程

系統拆除按安裝順序的逆向進行，即先拆除主吊裝體系（跑車及提升、牽引索、主吊裝索道承載索等），然后拆除工作吊裝體系（跑車及提升、牽引索、承載索等），再拆除導索。索體系拆除完成后，最后拆除塔吊。

2.2 拆除準備工作

纜索吊機拆除前清理出作業場地，劃出垂直作業面并設置安全護欄、警示牌等;檢查纜索吊機各卷揚機的運轉情況及剎車性能、電器設備的工作情況;準備好施工過程中需要的各臨時設備，如卷揚機、臨時轉向錨固裝置、收索器、受拉葫蘆、鋼絲繩、繩卡、安全繩等;在卷揚機帶動鋼絲繩前，在鋼絲繩拖動所經過的地方，需要進行安全隱患排查;需要一臺35 t吊車。

2.3 施工方法

下吊具、起重索的拆除纜索吊機牽引至主橋跨中橋面上方，將旋轉的下吊具下落至跨中橋面，用35 t的吊車將旋轉的下吊鉤全部拆除。纜索吊機繼續放松橋上的起重索，使橋上的起重索垂度逐漸變大，索力較小時在塔頂將起重索臨時鎖定。解除起重索錨固端繩卡，用35 t的塔吊將橋上的起重索提起翻過塔頂放置跨中橋面上，啟動起重卷揚機收起全部起重索，將下吊具運走。

拆除牽引索時，放松牽引索調節滑車，使得跑車能隨主索下落至橋面上。利用卷揚機逐根分級放松主索調節松緊繩，使主索垂度慢慢變大，最終使跑車下落至橋面上的臨時支撐架上，固定跑車。放開牽引索，一端用卷揚機打梢，另一端與臨時循環牽引索相連，放松打梢端，啟動臨時循環繩，逐漸將牽引索收回，牽引索端頭利用塔吊輔助翻越索塔。

拆除主索、跑車時，將主索與牽引索臨時連接卡牢，主繩錨定端未受力時，拉緊牽引繩絞車，松開錨定端的繩夾，松開牽引繩絞車，使主索垂度繼續變大。當放松至索鞍兩端主索能自身平衡后，利用塔吊將主索端頭提起翻越索塔并下放至橋面，按著同樣的方法將主索另一端也翻越索塔下放至橋面，再用牽引卷揚機回拉主索，同時采用收索架將主索入盤收回。接著，用同樣的方法拆除剩下的主索。主索拆除后，將跑車運走。

纜索繩索系統拆除完畢后，開始拆除索鞍，先運用人工氣割將跑車底部的限位塊割除，再利用塔吊將索鞍拆除吊下。運走所有構件并拆卸完畢后，歸類整理材料、機具等，再組織車輛將其運走。

3 結語

大跨度懸索橋纜索運輸設備的安裝與拆除通常面臨較多施工技術問題。本文對大跨度懸索橋纜索運輸設備安裝與拆除的施工技術問題進行了理論分析，最終可以確保纜索設備安裝技術準確和施工安全。

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