桥梁施工论文范文缆索吊装施工技术的应用

　　摘要: 结合位于陕西省安康市的堰吉河大桥施工，详细介绍了采用缆索吊装系统安装钢管砼劲性骨架箱肋的施工技术，具有技术先进、施工简单、便于操作、缩短工期等特点，为同类型大跨度钢管拱桥无支架施工积累了经验，具有较大的参考价值。

　　关键词: 劲性骨架,钢管砼拱桥,缆索,吊装

　　1、工程概况

　　堰吉河大桥位于陕西省安康市赢湖水库库区，大桥全长178.40米，主跨为1-150m中承式劲性骨架钢管混凝土箱肋拱桥，矢跨比1/4(矢高37.5m)，拱轴线型为m=1.347悬链线，桥梁荷载为公路-Ⅱ级。

　　全桥下承式部分设一字横撑三道，K撑两道，上承式部分设四道肋间横梁;吊杆采用带有PE管防护的19φs15.2mm的柔性拉杆，两端采用OVM锚具pws-19固定于箱顶及横梁底，在混凝土接触部分采用φ168×5的上、下导管，并作防水及封端设置。吊杆处横梁为预应力混凝土工字梁;拱肋与桥面系相交叉处设置立柱处的横梁均为钢筋混凝土矩形梁;墩柱上的帽梁，采用钢筋混凝土矩形梁。

　　3、设计安装要点

　　本桥缆索吊设计采用吊装系统与锚扣系统分离的方案，主锚碇及扣索锚碇均采用重力式锚锭，塔架采用与基础固结。缆索吊机由索塔系、索道系、后锚系群、卷扬机群、抗风系等组成(见图3)，具有技术先进、安全经济、操作方便等众多优点。缆索吊以吊杆横梁作为最大吊重来控制，本桥缆索吊最大吊重达到40吨。吊装采用两点抬吊;拱肋各节段分段吊装，用钢丝绳作为扣索进行定位。

　　3.1缆索吊机施工

　　3.1.1索塔施工

　　索塔采用门式索塔，用万能杆件拼装，立柱为2×2m的两根。塔宽16m，安康岸塔高66.0m，宜昌岸62.5m，全塔在塔高20m处设一横联，横联断面为2×2×12m;索塔均固结在混凝土基础上;塔脚为固结，塔架杆件同基础预埋钢板焊接;安康岸扣索为塔扣分离，岚皋岸扣索采用塔口合一;锚索、主绳、前后缆风均在锚梁上进行张拉和固定。

　　塔顶分配梁设纵横梁两层，下层为自制加强杆件，在塔顶进行加固纵横桥向布置，上层4I36b，为连续梁结构，横桥布置4m，其上布置主索鞍，下部悬挂牵引索及起重索滑轮。

　　3.1.2后主锚施工

　　结合地形、地质情况主锚采用重力式方案。安康岸采用分离式锚碇，岚皋岸采用整体式，其中心距离13.6m。

　　3.1.3缆索布设施工

　　缆索系统包括主索、牵引索、起吊索、工作索、抗风索等，现分别进行叙述。

　　⑴本桥在进行主索布置前，设Φ21.5钢绳一根作牵引绳(循环索)，牵引绳长900m，两岸各经主索鞍主槽轮进主锚前的各1台5T中速卷扬机。

　　⑵主缆索6φ43的吊装用主缆的空载垂度为11.8m，主索最大张力919.2kN/组;6Φ21.5滑车组调整，主绳在布置时采用目测法进行控制。

　　⑶为使每根主索受力均匀，主索环箍于后锚将军柱上，通过索夹连接。

　　3.1.4 穿吊点滑车系统施工

　　1) 安天线滑车及上下吊点滑车组

　　天线滑车及上吊点滑车组均为定型加工件，到现场验收合格后即可进行安装。

　　2) 起吊卷扬机及牵引卷扬机进线

　　主吊点卷扬机为5T摩擦式恒力卷扬机，共使用4台，布置在岚皋岸主锚碇前8-10m。起吊卷扬机就位固定，接好电源调试合格后，该绳另端送到塔顶备用。

　　3) 穿线

　　⑴穿起吊滑车组线

　　起吊滑车组为φ21.5钢绳6线，用预先已拉在塔顶的起吊线逐轮地将滑车组穿线完毕，穿起吊线时可用工作吊篮配合。

　　起吊线穿好后，将“活头”牵至固定端的地锚(因起吊均为“单抽”)锚固，活头过索鞍时可利用塔顶吊点协助，将吊点从塔顶拉下至下吊点需要的位置。

　　工作天线吊点穿法与主吊点基本相同，可参照进行。

　　⑵牵引索每组吊点每端由φ21.5钢绳走“3”布置，在上吊点的天线滑车背离两吊点间的一侧设转线动滑车，先进牵引绳线端头至靠近塔侧的一个动滑车，拉回经索鞍转向轮进入地锚处固定;再安装好两吊点间与牵引匹配的2φ43的连接绳，将另一吊点用单线牵引至另岸靠索塔(牵引走移时，已进线的卷扬机要松绳出来)。至此，该组天线的牵引索布设完成，如法完成全部的牵引索。

　　⑶主吊点分配梁置于每节段梁的两组吊点的上下游吊点之间，前后吊点各设置一分配梁，其配重配在下吊点上，各由2T的混凝土块来实现。

　　⑷本桥牵引绳为反复利用，先布设吊篮及其牵引绳，再利用吊篮进行吊点牵引绳的牵引 ，两岸卷扬机锚碇至索塔间钢绳为牵引绳牵引 。

　　4 试吊验收

　　为检验系统在各种工况下的结构受力以及机具设备的运行情况及相关人员的协作情况，确保系统在拱肋吊装过程中绝对安全和正常运行，吊装前应必须进行试吊验收。

　　5 节段吊装施工

　　堰吉河大桥钢管拱节段采用双基肋吊装，单肋合龙。通过在拱肋节段设置临时支撑，控制吊装变形;利用“静力平衡法”计算，确定多组扣索索力共同承担拱肋的重量的锚扣方案，明确计算出各节段吊装时拟控制的空间位置，在扣索张拉时控制索力使节段的空间位置满足预定的位置，通过空间坐标转化为平面坐标，精密测量控制节段轴线及标高，有效保证拱肋的线形。

　　5.1 吊装前的准备

　　吊装前对整个缆索吊机进行全面的检查和验收。对拱脚预埋钢板的轴线位置、起拱线高程认真检测。

　　5.2 拱肋节段吊装

　　拱肋的吊装方法采用四点抬吊整体吊装、起吊就位的方法进行。

　　吊装利用第1节段进行试吊，以检查缆索吊的工作状况。

　　⑴用钢丝绳将吊装段，将“1”钢管拱的扣索提前安装在钢管拱肋上，利用缆索吊机起重小车两点同时起吊，行走至安装位置。

　　调整吊点高度，使吊装段接近设计标高，用倒链调整，将拱肋对准拱座上事先标出的安装位置，相对固定到设计位置。

　　张紧扣索和侧缆风索，调整上端头标高后，调整拱轴线形满足施工要求。用铸铁板嵌塞到拱座背面，两侧用定位钢板焊接固定，并卡紧扣索，调整拱肋中线，使其偏差不超过1～2cm。最后固定缆风完成边段拱肋的安装，以此形成基肋。

　　吊装1′段，用上述同样方法对拱肋进行定位固定。

　　⑵吊装劲性骨架“2”吊装就位，由“2”段拱肋就位在“1”段拱肋的端头，使“1”段扣索受力增加，边段拱肋标高降低。“2”段就位后，上接头处的预加高度值近似控制为下接头预加高度的2倍，此时对下接头的实际预加高度进行观测。待拱肋轴线及节点高程满足要求后，固定侧向缆风。

　　⑶将劲性骨架“3”吊装就位，接头标高、轴线、侧向缆风控制同上。

　　⑷在进行合龙段吊装时，将拱顶段悬吊准确，待拱顶段与边段拱肋的下缘对上后，缓慢降低边段拱肋使其于拱顶段合龙。

　　6 扣索设置

　　堰吉河大桥钢管拱肋架设过程中，采用了3组扣索，分别于每一节段拱肋对接后，调整拱轴线前安装。各段扣索均采用2φ28钢丝绳，其中拱脚段扣索采用单饼滑轮，三段环绕，次边段用双饼滑轮四段环绕，后次边段采用双饼滑轮五段环绕。

　　7 横梁及桥面板安装

　　缆索塔架顶部外宽20米，立杆处16米，拱肋外侧宽度15.2米，索塔宽度满足吊装要求;横梁总长为14.6米，小于拱肋宽度，不能满足直接吊装要求。考虑安全因素及拱肋影响，在吊杆横梁预制时应考虑宽度对吊装的影响，计划在进行横梁吊装时设置托架进行吊装。

　　7.1横梁吊装

　　根据进度计划及当地特殊的地理环境影响，在进行横梁吊装时，赢湖水库蓄水，且桥下场地狭窄，横梁无法在桥下拱座附近预制。根据施工安排、拱肋空间位置、缆索设置、横梁长度及吊装考虑，同时兼顾赢湖水库蓄水这一特点，横梁预制场地设置在桥台台背处及桥梁右侧空地处，呈横桥向预制，在待达到横梁安装条件时，利用轨道滑移至桥下吊装位置处，全桥对称吊装就位。

　　在进行拱肋吊装时，缆索主索位置在拱肋中心，考虑到横梁吊装需要，在横梁吊装施工前，须将主索位置拨移至拱肋外侧，利用托架在拱肋外侧进行吊装。

　　根据塔架上部两主索宽度、拱肋宽度、横梁托架宽度及吊装工艺要求，先进行拱顶处的横梁吊装，依次对称于拱顶，均衡向拱脚对称安装横梁。

　　吊杆横梁预制台座的制作，按照一般后张预应力混凝土梁的制作要求进行，对预制场地进行硬化处理，确保在横梁在浇筑、张拉、存放过程中不沉降;并对预留的起梁位置做特殊处理，以保证起梁时基础满足承载力要求。

　　横梁张拉完毕，起梁后利用轨道运至存梁场。铺通存梁场地同吊装位置处的轨道，在吊装前，按顺序移梁就位。

　　7.2桥面板安装

　　在吊杆横梁安装就位，即可进行空心板吊装施工。空心板在预制时在板梁端分别预埋四根￠16圆钢作为吊具。吊装顺序按照从拱脚到拱顶均衡对称的原则进行：即先安装每跨中间的梁板，以形成通道和工作平台，铺通运梁轨道，然后从中间向两侧依次安装其他梁板，以此安装全桥。

　　在全桥梁板全部安装就位后，对横梁进行二次张拉，并进行梁顶标高调整，通过调整吊杆长度，控制梁顶标高，使之符合纵坡、横坡要求。

　　8、结束语

　　缆索吊装施工技术采用吊装系统、锚扣系统分离方案，相互制约小，施工操作方便;采用预应力锚索，来克服缆风、主索等施加的拉力，比传统的重力式锚碇更加安全经济;利用钢绞线能够承受巨大拉力的优点，来克服缆风、主索等施加的拉力，比传统的重力式锚碇更加安全经济;适用于跨越深峡谷或深水地区的大跨度拱桥施工安装，具有技术先进、施工简单、便于操作、缩短工期等特点，对今后的同类型大跨度钢管拱桥施工有很好的借鉴作用。

　　参考文献：

　　[1]中国工程建设标准化协会;钢管混凝土结构设计与施工规程( CECS28:90);北京：中国计划出版社，1992

　　[2]路桥集团第一公路工程局;公路桥涵施工技术规范( JTJ041—2000);北京：人民交通出版社，2000

　　[3]刘吉士，阎洪河，李文琪;公路桥涵施工技术规范实施手册;北京：人民交通出版社，2002

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