淺談大橋纜索吊裝施工技術(shù)
2017-10-17
一、設(shè)備構(gòu)造
1.塔架及塔架基礎(chǔ)。塔架基礎(chǔ)采用C25的砼,并預(yù)埋鋼筋,與塔架底座焊接。塔架采用萬能桿件組拼而成。塔架頂端設(shè)4?椎37.5的八字纜風(fēng),塔腰設(shè)置4?椎37.5的腰纜風(fēng)。
2.主索。主索道采用4?椎37.5的鋼絲繩,左線橋跨度為280m,工作垂度30.6m,右線橋跨度為300m,工作垂度32.7m,分別錨于兩岸地錨。
3.起重索。起重索套繞于天線滑車組,套繞方式一端固定在塔架上,另一端穿過天線滑車、卷揚(yáng)機(jī),以背起吊裝物之用。選用柔軟耐磨、不易打結(jié)的鋼絲繩。
4.牽引索。牽引索為牽引天線滑車沿主索前后移動(dòng)的無極式拉繩,不受拉力,選用柔性好的鋼絲繩。
5.扣索系統(tǒng)?？鬯飨到y(tǒng)由扣索、扣架、機(jī)具、滑車組、卷揚(yáng)機(jī)、地錨組成。
6.風(fēng)纜。風(fēng)纜分側(cè)向風(fēng)纜和對(duì)扣風(fēng)纜。側(cè)向風(fēng)纜用于穩(wěn)定箱梁和調(diào)整拱箱軸線;對(duì)扣風(fēng)纜一端固定在地錨上,經(jīng)過塔架引到對(duì)岸,扣緊在地錨上。
7.天線滑車。天線滑車為在主索道上運(yùn)行和起吊重物的裝置。由車輪、起重滑輪組和牽引系統(tǒng)組成。
8.索鞍。索鞍一般固定在索塔中線上,為弧形,其半徑應(yīng)>12倍的鋼索直徑或>300倍的鋼絲直徑。
二、纜索吊系統(tǒng)布置(見圖1)
1.纜索系統(tǒng)。根據(jù)該橋鋼拱肋節(jié)段的重量和結(jié)構(gòu)形式,大橋吊裝系統(tǒng)設(shè)計(jì)索跨為440 m,主索長度約1200多m,采用兩組主索,單組主索由7根+50密封鋼絲繩組成,單組主索設(shè)計(jì)吊重100 t,兩組主纜索系統(tǒng)總吊重能力為200 t。本橋主纜索的上、下游各設(shè)兩組工作索道。用于負(fù)責(zé)起吊安裝橫撐結(jié)構(gòu)和其他輔助性施工安裝工作和吊運(yùn)5 t以下的施工機(jī)具和材料。
2.扣掛體系。扣掛體系的設(shè)計(jì)受到地形、地質(zhì)、節(jié)段重量等多方面因素的影響,其受力計(jì)算結(jié)果將決定扣點(diǎn)結(jié)構(gòu)、扣索鞍、扣索地錨以及扣索錨固端橫梁等結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),也影響到拱肋節(jié)段、橫撐結(jié)構(gòu)的安裝順序和施工工期,并與本橋鋼拱肋安裝精度和施工安全息息相關(guān)?？鬯鞑捎? 860 MPa+15.24 mm高強(qiáng)度低松弛鋼絞線,設(shè)置于吊裝的鋼拱肋節(jié)段端頭附近的扣點(diǎn)結(jié)構(gòu)錨固端采用墩頭處理,鋼絞線通過扣索鞍轉(zhuǎn)向后進(jìn)人后地錨張拉端,張拉端上使用夾片錨具,并使用千斤頂張拉調(diào)整索力,通過起重索的放松、千斤頂張拉收緊扣索,實(shí)現(xiàn)拱肋安裝由纜索起重繩垂直力到扣索鋼絞線扣掛受力的轉(zhuǎn)換。
3.塔架系統(tǒng)。左岸主塔架放置于主墩上,塔架的中支柱需在二分離墩中間設(shè)置一擴(kuò)大基礎(chǔ);右岸主塔架設(shè)在引橋橋臺(tái)后路基上,左岸塔架高為108 m,右岸塔架高為94 m。另外,拱腳處兩肋寬約36 m,考慮塔頂上一組索道的索鞍平車在塔頂兩側(cè)占用約3 m,主塔架頂寬采用48 m,塔架順橋向4 m寬。根據(jù)施工現(xiàn)場的實(shí)際地形和扣索力初步計(jì)算結(jié)果,兩岸扣塔布置在主塔前面,且扣塔頂標(biāo)高按使最后一段扣索與拱肋水平夾角不小于6o控制。
4.地錨系統(tǒng)。該橋纜索吊裝系統(tǒng)地錨采用重力式和樁式地錨,由混凝土和漿砌片石組合而成。為了保證塔架的穩(wěn)定性和調(diào)整塔架垂直度需要,根據(jù)計(jì)算,必須在塔架前、后、左、右方向設(shè)置纜風(fēng)索。拱肋在安裝期間,也必須在拱肋上、下游方向設(shè)置纜風(fēng)索,以調(diào)整拱肋安裝時(shí)的軸線,同時(shí)保證拱肋安裝穩(wěn)定。纜風(fēng)索地錨一般受力不大,可根據(jù)地形地質(zhì)情況采用臥龍式地錨,為減輕纜風(fēng)受力,地錨的布設(shè)以纜風(fēng)與拱肋的平面交角不小于45o為宜。
三、纜索吊裝施工
1.拱箱吊裝。拱箱吊裝順序?yàn)楣澳_段→次拱段→拱腳段 →次拱段→拱頂合攏段。完成兩跨單肋靠內(nèi)側(cè)拱箱后,進(jìn)行靠外側(cè)拱箱的吊裝合攏,然后橫移主索,完成另一側(cè)的內(nèi)拱肋和外拱肋的吊裝。吊運(yùn)至大約安裝位置后,用側(cè)向風(fēng)纜橫移、調(diào)整,同時(shí)準(zhǔn)確到位,控制軸線和標(biāo)高變化,軸線偏差≤10mm,上端接頭標(biāo)高預(yù)抬高150～200mm,然后交扣索固定,收緊側(cè)向風(fēng)纜并固定。
2.次拱段吊裝。次拱段吊運(yùn)至大約安裝位置后,用側(cè)向風(fēng)纜橫移到位,調(diào)整上下端標(biāo)高,使接頭標(biāo)高相對(duì),安上接頭螺拴,同時(shí)用兩臺(tái)水準(zhǔn)儀觀測上下端,控制標(biāo)高變化,此時(shí)接頭螺栓不可旋得太緊,應(yīng)留出一定間隙。先收緊次拱段扣索,然后松一次起重索,如此反復(fù)多次進(jìn)行,直至起重索松完為止。在每次收緊扣索,放松起重索時(shí),應(yīng)用水準(zhǔn)儀配合觀測,控制上端接頭升降幅度≤5～10cm。
3.拱頂段吊裝。按照先拱腳段扣索,后次拱扣索的的順序,兩側(cè)對(duì)稱,均勻放松扣索,反復(fù)循環(huán)。標(biāo)高變化控制在次拱段上端頭△y上為次拱段下端頭△y下的兩倍左右,即△y =2△y下,標(biāo)高變化以≤10mm為限,直至次拱段上、下端頭的標(biāo)高等于設(shè)計(jì)標(biāo)高。
4.肋聞系梁吊裝。在烘箱吊裝完成以后,將布置在橋軸線上的4?椎47.5的主索分開,沿兩肋軸線布置成2×247.5的形式,以方便肋間系梁及其他拱上建筑的吊裝,加快施工進(jìn)度。
5.蓋梁的吊裝。蓋梁用索道天車線滑車緩緩運(yùn)送到離支座上端頭約50cm處停止,然后栓好橫向纜風(fēng)索,同時(shí)聽口令松短剎車和調(diào)節(jié)橫向纜風(fēng)索,使蓋梁兩端同時(shí)緩緩就位。用經(jīng)緯儀和吊垂球的方法,觀測安裝垂直度,同時(shí)用水準(zhǔn)儀觀測蓋梁頂部標(biāo)高,達(dá)到設(shè)計(jì)要求后,立即焊接接頭,焊接后,冷卻1～2h,脫鉤、解除纜風(fēng)索,接頭用高標(biāo)號(hào)水泥砂漿抹面封閉。
通過總結(jié)施工經(jīng)驗(yàn),介紹纜索吊裝設(shè)備構(gòu)造組成,與正拱的鋼管混凝土拱橋不同。由于拱肋有了一定角度的內(nèi)傾,故在拱肋安裝過程中,只有通過充分的準(zhǔn)備、科學(xué)的分析和合理的計(jì)算才能保證整個(gè)過程的安全、順利進(jìn)行,實(shí)踐證明所采用的纜索吊裝技術(shù)非常成功,其成果全面完善了大跨徑橋梁的無支架纜索吊裝體系,可供同類型橋梁借鑒。
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