烏梅河特大橋纜索吊機(jī)安裝施工技術(shù)

董偉

（中交建筑集團(tuán)有限公司，北京 100000）

0 引言

纜索吊機(jī)由多個(gè)部件組成，包括主索、牽引索、起重索和起重小車等，支承構(gòu)件采用鋼絲繩。進(jìn)行懸索橋施工時(shí)，先采用承載索起吊載重小車，再來(lái)回運(yùn)行，并固定加勁梁部件，以滿足運(yùn)輸加勁梁的要求。纜索吊機(jī)具有垂直起吊的功能，可應(yīng)用于跨越江河、深谷等障礙物運(yùn)輸。將纜索吊機(jī)應(yīng)用在橋梁施工中，不僅可以提升施工速度，而且能夠節(jié)省施工成本。因此，分析橋梁纜索吊機(jī)安裝施工技術(shù)有重要意義。

1 工程概況

該項(xiàng)目起于貴陽(yáng)市區(qū)東、雙龍新區(qū)北側(cè)南明區(qū)永樂(lè)鄉(xiāng)馮家莊，止于余凱高速與施秉支線相接處，結(jié)合該項(xiàng)目路線轉(zhuǎn)換需求，將余凱高速主線與施秉支線單喇叭樞紐互通改線為十字樞紐后順接施秉支線，采用雙向六車道，路線長(zhǎng)120.620km，終點(diǎn)樁號(hào)K120+100，設(shè)計(jì)速度100km/h，路基橫斷面寬度為33.5m。

路線全長(zhǎng)36.3km，全線設(shè)置橋梁共12320m/24 座（折合雙幅橋，包括互通立交內(nèi)主線橋及上跨被交路的分離式立交橋），共設(shè)天橋1 座，涵洞96 道；全線共設(shè)隧道1866m/3 座。其中，烏梅河特大橋橋梁中心樁號(hào)左幅為K90+105，右幅為K90+085，設(shè)計(jì)橋孔和跨徑左幅為10×40+320.1+5×40（孔×m），右幅為10×40+320.1+4×40（孔×m），大橋全長(zhǎng)左幅為936m，右幅為896m。主橋采用計(jì)算跨徑300m 的上承式鋼管混凝土變截面桁架拱，拱軸線采用懸鏈線，拱軸線系數(shù)m=1.55，矢高h(yuǎn)=60m，矢跨比f(wàn)=1/5。拱座尺寸為32.2×19.7×16.102m，基底呈臺(tái)階狀。

2 施工方案

主橋的拱肋、橫撐、立柱、蓋梁、主橋橋面梁均采用纜索吊機(jī)安裝施工。根據(jù)該橋特點(diǎn)，考慮經(jīng)濟(jì)、安全及安裝精度，擬采用兩套有塔式橫移式纜索吊機(jī)，并采取“斜拉扣掛”“主扣分離”的施工工藝。

主橋鋼結(jié)構(gòu)拱圈共52 個(gè)節(jié)段，共重5910t。單個(gè)節(jié)段共三榀，最重為第1 節(jié)段，為195t，最輕為第13B節(jié)段，重為41t。鋼結(jié)構(gòu)拱圈先由廠家加工，后運(yùn)送至復(fù)拼場(chǎng)地，經(jīng)檢驗(yàn)合格運(yùn)至拱肋纜索吊機(jī)跑車、吊具下方的吊裝平臺(tái)，利用兩套纜索吊機(jī)將其抬吊運(yùn)至安裝位置，對(duì)位后通過(guò)螺栓和預(yù)埋鋼板焊接臨時(shí)固定，焊接完成后，張拉扣錨索，邊張拉邊松鉤，逐漸將拱的重量全部轉(zhuǎn)化為由扣、錨索承擔(dān)。對(duì)稱吊裝完所有懸臂節(jié)段后，在符合設(shè)計(jì)合龍溫度時(shí)瞬時(shí)合龍。

3 纜索吊機(jī)安裝施工

3.1 主索錨碇施工

錨碇基礎(chǔ)施工：各錨碇開(kāi)挖、鋼筋綁扎及混凝土澆筑施工，預(yù)埋錨索需精確定位角度，保證預(yù)埋錨索與主纜索角度保持一致。對(duì)于預(yù)應(yīng)力錨桿，應(yīng)根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度進(jìn)行單根抗拔力試驗(yàn)，保證結(jié)構(gòu)整體安全[1]。

3.2 塔架施工

3.2.1 塔架布置

塔架包括主塔、塔架基礎(chǔ)及預(yù)埋、塔架穩(wěn)定系統(tǒng)。塔架為2 個(gè)主塔。兩岸前纜風(fēng)索分別從主塔頂向下經(jīng)河谷錨于對(duì)岸拱座，每岸兩主扣塔間設(shè)置通纜風(fēng)索；后纜風(fēng)索分別從主塔頂向下錨于錨碇上；纜風(fēng)索由鋼絲繩或鋼絞線組成[2-3]。塔架布置如圖1 所示。

圖1 塔架縱面示意圖

3.2.2 塔架架設(shè)

塔架架設(shè)如圖2 所示。

圖2 塔架架設(shè)示意圖

（1）塔身拼裝

塔身為橫橋向門式塔，即順橋向?yàn)閱闻胖瑱M橋向?yàn)閮蓚€(gè)塔柱，兩個(gè)塔柱間每隔一定高度設(shè)置一根格構(gòu)橫撐，主塔設(shè)置兩根橫撐。單個(gè)塔柱由六根鋼管柱組成。塔身拼裝采用塔吊進(jìn)行拼裝施工，每個(gè)塔架各設(shè)置一個(gè)塔吊。塔吊布置在9#、12#墩一側(cè)，根據(jù)吊裝重量及起吊距離，選擇QT125 型塔吊。

第一，先用塔吊拼裝鋼管柱第一層，拉臨時(shí)纜風(fēng)索并用手拉葫蘆調(diào)整鋼管柱平面位置，連接立面及平面連桿，連桿螺栓擰緊后拆除臨時(shí)纜風(fēng)索。

第二，用塔吊安裝塔柱第一層，塔吊附著下鋼管柱，連接上層連桿，拉內(nèi)八字臨時(shí)纜風(fēng)索，并用手拉葫蘆調(diào)整鋼管柱平面位置，保證六根鋼管柱相對(duì)位置與設(shè)計(jì)尺寸一致，連接下層連桿，并擰緊本層螺栓后拆除臨時(shí)纜風(fēng)索，提升塔吊層。

第三，按1～2 步驟逐層安裝鋼管柱至橫撐處，橫橋向拉內(nèi)八字纜風(fēng)索至另一側(cè)塔柱腳或橫撐處，順橋向拉纜風(fēng)索至墩柱基礎(chǔ)處，利用手拉葫蘆調(diào)整塔柱平面位置；用扒桿吊起立面單榀橫撐桁架片至安裝位置，先連接一頭螺栓，用手拉葫蘆和千斤頂調(diào)整兩塔柱相對(duì)位置，再安裝另一頭螺栓；安裝另一榀橫撐桁架，連接橫撐平面連桿；調(diào)整縱橫向纜風(fēng)索，確定平面位置后，擰緊所有橫撐螺栓。

主塔達(dá)到20m 和45m 高度、未安裝兩塔柱橫向連接時(shí)，在主塔柱四周設(shè)置兩層抗風(fēng)索，以保證主塔柱安裝過(guò)程中的穩(wěn)定性，塔柱最后安裝完成后，安裝前后落地纜風(fēng)后拆除抗風(fēng)索。

（2）塔架縱向纜風(fēng)索安裝

拼裝主塔時(shí)設(shè)置臨時(shí)纜風(fēng)索，拼裝至主塔頂后，同時(shí)安裝前纜風(fēng)索、通纜風(fēng)索、后纜風(fēng)索，并同步收緊纜風(fēng)索，使主塔垂直，其偏位應(yīng)≤30mm，使主塔偏位符合設(shè)計(jì)計(jì)算要求。纜索系統(tǒng)安裝完成后，需調(diào)整主塔的前纜風(fēng)索、通纜風(fēng)索、后纜風(fēng)索，確保主塔偏位符合設(shè)計(jì)要求。

（3）塔架避雷裝置

橋塔架較高，故需要根據(jù)結(jié)構(gòu)物避雷要求設(shè)置避雷針（接地電阻不大于4Ω）。防雷裝置包括接地裝置、接閃器和引下線等。接閃器材料為長(zhǎng)5m 圓鋼，設(shè)置在塔立柱上。引下線采用PVC 防護(hù)管，并與接地承臺(tái)鋼筋網(wǎng)和樁基鋼筋網(wǎng)等接地裝置相連接。

（4）索鞍安裝

索鞍布置于吊塔頂橫梁上方的滑道梁上，主要由主索導(dǎo)向、分配梁、起重索和牽引索轉(zhuǎn)向輪等構(gòu)件組成，構(gòu)件就位采用塔吊吊裝方式。

3.3 纜索系統(tǒng)施工

3.3.1 纜索吊機(jī)主索安裝

纜索吊機(jī)主索采用φ62mm 鋼絲繩（6×37S+IWR），主索錨固在兩岸鋼管樁上，主索位于貴陽(yáng)岸錨碇位置，主要采用收緊裝置。

（1）合理布置牽引卷?yè)P(yáng)機(jī)

選用20t 卷?yè)P(yáng)機(jī)，將之布置于引橋3#墩位置，錨碇位置設(shè)置轉(zhuǎn)向輪，以形成一個(gè)完善的循環(huán)體系。

（2）架設(shè)導(dǎo)索及牽引索

架設(shè)導(dǎo)索時(shí)，選用鋼絲繩從橋上將先導(dǎo)索從一岸拉至另一岸，經(jīng)轉(zhuǎn)向再將其回拉至另一岸，并與卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引索相連，再啟動(dòng)牽引卷?yè)P(yáng)機(jī)，一邊放一邊牽，將牽引索牽至一岸，再將之回拉至另一岸。

（3）牽引循環(huán)索安裝

牽引循環(huán)索選用鋼絲繩，將之盤進(jìn)卷?yè)P(yáng)機(jī)，并與鋼絲繩相連，再啟動(dòng)牽引卷?yè)P(yáng)機(jī)，一邊放一邊牽，將牽引索牽至一岸，再將之回拉至另一岸，然后將鋼絲繩退出卷?yè)P(yáng)機(jī)，再將之盤進(jìn)兩臺(tái)卷?yè)P(yáng)機(jī)，以形成一個(gè)牽引循環(huán)索。

（4）主索過(guò)江

主索主要通過(guò)牽引索過(guò)江。出于施工場(chǎng)地限制考慮，主索由一岸往另一岸牽引過(guò)江。其施工步驟包括：將主索盤于卷盤上，再將之放置在一岸的放索架上；主索采用卷盤進(jìn)行放繩，并將繩頭與牽引索相連，在繩頭連接前端，預(yù)留出相應(yīng)的長(zhǎng)度，以滿足主索索鞍與天車跨越要求；啟動(dòng)過(guò)江牽引索循環(huán)系統(tǒng)卷?yè)P(yáng)機(jī)后，主索由一岸錨碇引至另一岸塔頂；采用人工輔助的方式，先將主索繩頭穿過(guò)天車，再將主索繩頭與牽引索相連，然后將主索與牽引索連接拆除，同時(shí)將繩頭固定在鋼梁上，回拉主索，確保主索滿足空索垂度要求；同時(shí)，將一岸主索放出，在調(diào)節(jié)滑車組上固定好；對(duì)收緊滑車組進(jìn)行調(diào)節(jié)，當(dāng)主索垂直度滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，才能完成主索架設(shè)。

3.3.2 牽引索安裝

吊機(jī)牽引索主要采用鋼絲繩，各根牽引索布置采用“走4”的方式，同時(shí)及時(shí)調(diào)整主索空索，再進(jìn)行牽引索安裝。

在一岸布卷?yè)P(yáng)機(jī)及轉(zhuǎn)向滑輪，及時(shí)固定好卷?yè)P(yáng)機(jī)；采用人工方式，將一端繩頭牽引至塔底；采用扒桿提升牽引繩頭至塔頂，再進(jìn)行打梢；采用人工輔助的方式，將牽引索向下?tīng)恳林麇^碇梁轉(zhuǎn)向，一端繩頭進(jìn)入20t 卷?yè)P(yáng)機(jī)，牽引索另一端捆綁至主錨碇梁上。

在牽引索安裝過(guò)程中，應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：一是在穿索過(guò)程中，要按順序使用牽引索，防止索與索之間出現(xiàn)交叉；二是固定好死繩頭繩卡。

3.3.3 起重索安裝

吊機(jī)起重索選用2 根鋼絲繩，按照“走10”形式布置，完成牽引索安裝方可安裝起重索。

下吊點(diǎn)采用塔吊進(jìn)行移動(dòng)，先將下吊點(diǎn)移動(dòng)至吊機(jī)起重索下方，與上吊點(diǎn)相距2.5m，并采用慢速提升的方式，與上吊點(diǎn)相距1.5m 時(shí)及時(shí)停止；采用千斤繩與下吊點(diǎn)相連；將塔吊吊鉤解除；在橋梁一岸布置轉(zhuǎn)向滑輪和卷?yè)P(yáng)機(jī)；采用人工牽引起重索的方式，將繩頭牽引至塔架底；利用卷?yè)P(yáng)機(jī)將繩頭提升至塔頂，并進(jìn)行打梢；采用人工輔助的方式，將起重索鋼絲繩穿過(guò)轉(zhuǎn)向輪，對(duì)上、下吊點(diǎn)間滑輪組進(jìn)行穿繞，穿繞10次以后將繩頭牽出，與吊機(jī)起重索吊點(diǎn)導(dǎo)向輪相連，從導(dǎo)向輪牽出后與循環(huán)索連接；起重索進(jìn)入卷?yè)P(yáng)機(jī)時(shí)啟動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)，將下吊點(diǎn)提升至30cm，再將上、下千斤繩解除。

3.3.4 天車連接

牽引索安裝結(jié)束后，進(jìn)行天車連接[4]。先啟動(dòng)主塔牽引卷?yè)P(yáng)機(jī)，使?fàn)恳鞴叹o；采用人工方式，將臨時(shí)鋼絲繩拉出，與天車相連；啟動(dòng)臨時(shí)卷?yè)P(yáng)機(jī)，將繩索拉緊；采用兩組連接索連接天車；將天車裝置解除；啟動(dòng)臨時(shí)卷?yè)P(yáng)機(jī)，使繩索放松至天車受力要求；將臨時(shí)鋼絲繩與前、后天車的連接解除；啟動(dòng)牽引索卷?yè)P(yáng)機(jī)，松開(kāi)卷?yè)P(yáng)機(jī)，兩臺(tái)天車一起向跨中移動(dòng)。

連接索安裝過(guò)程中，應(yīng)注意以下事項(xiàng)：一是在卷?yè)P(yáng)機(jī)與牽引索連接時(shí)，要放慢卷?yè)P(yáng)機(jī)的速度，以滿足天車受力要求；二是確保連接索的長(zhǎng)度滿足設(shè)計(jì)要求。

3.3.5 主索調(diào)整

主索垂度終調(diào)應(yīng)分兩次進(jìn)行，一次調(diào)整使主索的安裝垂度滿足設(shè)計(jì)垂度要求，二次調(diào)整確保主索安裝垂度一致，將誤差控制在5cm 以內(nèi)。先將天車牽引至纜索處，結(jié)合施工工藝進(jìn)行垂度調(diào)整，使主索的垂度滿足安裝要求，主索調(diào)整結(jié)束后，使天車來(lái)回運(yùn)行，再將跑車牽引至塔前，按照施工工藝進(jìn)行主索垂度調(diào)整，確保橫斷面上的主索在一個(gè)水平面上[5]。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在橋梁施工中應(yīng)用纜索吊機(jī)前，應(yīng)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行論證，合理選擇參數(shù)，以確保項(xiàng)目施工的安全性。同時(shí)，要制訂合理的施工方案、試吊方案和監(jiān)控方案，為后期纜索吊機(jī)的安裝和運(yùn)行提供有力保障。