管道懸索橋上部結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)研究

劉 超

（山西省高速公路集團(tuán)有限責(zé)任公司，山西 太原 030031）

0 引言

為確保管道順利從河道等處通過，目前大多采用管道橋的形式。懸索管道橋憑借其施工簡單、結(jié)構(gòu)可靠等優(yōu)勢逐漸得到廣泛應(yīng)用。而為了保證橋梁施工質(zhì)量，有必要結(jié)合工程實(shí)際情況，深入探討其施工技術(shù)。

1 工程概況

某工程設(shè)計(jì)采用懸索橋方案從河流段上跨越，管道類型為直縫埋弧焊鋼管，其橋塔采用鋼管桁架橋塔與平面鋼桁梁。整個(gè)跨越工程的岸坡均較緩，但在河槽部位的岸坡，基本達(dá)到直立，而且河流的水流速度很快。橋梁荷載水平不高，且結(jié)構(gòu)新穎，整個(gè)外觀良好。上部結(jié)構(gòu)安裝是該橋梁工程施工主要內(nèi)容，其安裝質(zhì)量決定了整個(gè)工程的質(zhì)量，必須引起相關(guān)人員的高度重視。

2 上部結(jié)構(gòu)施工

2.1 結(jié)構(gòu)方案

懸索橋主纜為Φ5mmPES5-187 鋼絲，采用PE 防腐結(jié)構(gòu)，其標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度可達(dá)1670MPa；吊索采用PES5-13 型，為保證安裝順利完成，需在兩端安裝調(diào)節(jié)桿。對于風(fēng)索主纜，其整體線形屬二次拋物線，相較于主纜，直徑相對較小，為PES5-85型。鋼塔架為雙柱式塔架，高24m，根開、頂寬分別為10m和6m，塔底支座為鉸支座。懸索橋橋面寬度為3m，采用H型鋼作為支撐型鋼，采用槽鋼和吊索連接，在相鄰兩個(gè)吊點(diǎn)的中間布置桁架，桁架用角鋼通過焊接制成，并在橋面滿鋪一層面板[1]。

2.2 主纜安裝

（1）整橋布置2 根主索，中心距2.6m，采用平行鋼絲索，外部采用PE 防腐。主索的成型應(yīng)一次完成，索長要有20cm 的調(diào)節(jié)余量，加工中必須做好精度控制。在下料開始前，需要以荷載情況為依據(jù)，結(jié)合現(xiàn)場誤差，對加工精度予以嚴(yán)格控制，下料完成后按照預(yù)定計(jì)劃組織進(jìn)場。

（2）兩岸設(shè)有錨碇，作為卷揚(yáng)機(jī)布置基礎(chǔ)，在設(shè)置卷揚(yáng)機(jī)的同時(shí)，還需將專項(xiàng)滑車安裝到位。采用卷揚(yáng)機(jī)對先導(dǎo)索進(jìn)行牽引，以此形成完整的牽引系統(tǒng)。先導(dǎo)索在卷揚(yáng)機(jī)作用下到達(dá)鋼塔，然后下放至河邊，由人工將其牽引上船，由船拖曳到對面，接著將其上拉到塔頂和另外一側(cè)卷揚(yáng)機(jī)連接，至此即可將先導(dǎo)索設(shè)置到位。采用鋼絲繩使循環(huán)牽引系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)環(huán)形閉合，對鋼絲繩的布置要和橋軸線達(dá)到完全重合[2]。

（3）沿橋梁縱向?qū)砂哆吙邕M(jìn)行架設(shè)，然后再架設(shè)中跨；沿橋梁橫向先對下游進(jìn)行架設(shè)，然后再架設(shè)上游。按照以上順序，應(yīng)先對主塔鉸支座予以加固，使其固結(jié)，再設(shè)置錨碇錨固座，為各跨主索的安裝奠定良好基礎(chǔ)。在架設(shè)邊跨主索之前，應(yīng)先在錨碇錨固座上進(jìn)行拉桿的安裝，將索盤放到錨碇之前，然后在索盤上安裝邊跨主索，開始緩慢提升主索頭，并掛設(shè)于塔頂，最后將主索銷安裝到位。完成以上施工后，可在索盤當(dāng)中將剩下的主索全部展開。需注意的是，在主索加工裝盤過程中，應(yīng)確保塔頂錨頭處于外部，借助滑車組對錨頭進(jìn)行牽引，使其達(dá)到錨碇處，拉桿螺母帶帽后絲杠留絲100mm，以免主塔因邊跨主索產(chǎn)生太高水平作用力。將邊跨主索安裝到位后，再對中跨主索進(jìn)行安裝[3]。

（4）主索調(diào)整：先對中跨進(jìn)行調(diào)整，然后再根據(jù)主塔具體位置和主索實(shí)測數(shù)據(jù)及溫度，嚴(yán)格按照監(jiān)控指令對中跨主索標(biāo)高予以適當(dāng)調(diào)整。將中跨調(diào)整好以后，按照指令對邊跨主索進(jìn)行初步張拉。將臨時(shí)支撐完全解除后，還需要精確調(diào)整主索線性，以確保其處于理想狀態(tài)[4]。

2.3 橋面結(jié)構(gòu)安裝

（1）橋面采用平面桁架結(jié)構(gòu)，寬3m，在工廠進(jìn)行加工預(yù)制。在工廠對橋面桁架進(jìn)行加工預(yù)制的過程中，需要對加工件精度進(jìn)行嚴(yán)格控制，然后嚴(yán)格按照編號進(jìn)行預(yù)拼裝。在構(gòu)件出廠之前，還要對結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢查驗(yàn)收。根據(jù)相關(guān)計(jì)劃與要求，將預(yù)制結(jié)構(gòu)運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場與主塔距離較近的位置。在主塔邊緣選擇適宜的位置對橋面結(jié)構(gòu)進(jìn)行焊接，形成標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段，并對扶手欄桿等一系列輔助構(gòu)件予以完善。在組焊完成并檢查確認(rèn)合格后，還需要對鋼結(jié)構(gòu)予以防腐施工。

（2）纜索吊機(jī)是橋面安裝施工重要設(shè)備，要求吊裝重量達(dá)到3t，并采用2-Φ24 鋼絲繩作為承重索，采用16 工字鋼作為主橫梁，其間隔距離為800mm，采用L75 角鋼相連。吊籃附著于纜索吊機(jī)，周圍用鋼絲網(wǎng)加以防護(hù)。采用纜索吊機(jī)進(jìn)行起重的過程中，將承載力傳遞至主纜，在空載狀態(tài)下行走的過程中，借助手拉葫蘆平穩(wěn)提起。

（3）單片鋼梁重1.8t 左右，利用船舶對纜索吊機(jī)進(jìn)行運(yùn)輸，然后借助纜索吊機(jī)進(jìn)行提升和安裝。纜索吊機(jī)通過尼龍輪走行于主索，通過單繩起吊按照從跨中至邊跨的方向安裝，具體的架設(shè)順序?yàn)閺目缰械街魉?，并保證對稱[5]。

（4）成品標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段借助25t 吊車運(yùn)輸?shù)綄ｉT的船舶上，然后由運(yùn)輸船舶把成型的標(biāo)準(zhǔn)階段平穩(wěn)運(yùn)輸?shù)嚼|索吊機(jī)正下方，同時(shí)在待起吊橋面位置對纜風(fēng)繩和吊帶進(jìn)行綁扎。

（5）纜索吊機(jī)在循環(huán)牽引系統(tǒng)作用下到達(dá)塔邊指定位置，現(xiàn)場作業(yè)人員進(jìn)入至掛籃當(dāng)中，將安全繩系好，然后利用循環(huán)牽引繩到達(dá)跨中處，利用主索對纜索吊機(jī)進(jìn)行臨時(shí)固定，同時(shí)解除和起重繩之間的臨時(shí)固定，接著開啟卷揚(yáng)機(jī)，將吊繩下放至運(yùn)輸船的上方。

（6）將吊繩和橋面上的吊帶連接好后，開啟卷揚(yáng)機(jī)開始沿垂直方向起吊，同時(shí)借助纜風(fēng)繩避免鋼梁發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。在從吊索叉耳高度處通過后，方可停止提升。掛籃中的工作人員可采用軟梯到達(dá)走道板，注意全程系好安全帶，同時(shí)用接長安全繩和橫梁牢固綁扎。吊索和橋面結(jié)構(gòu)之間采用銷接的方法相連，然后將吊帶拆除，現(xiàn)場作業(yè)人員利用軟梯返回吊籃當(dāng)中，結(jié)束第一片橋面的施工，之后采用相同的方法對其他橋面單元進(jìn)行架設(shè)。

（7）考慮到運(yùn)輸船不能靠岸太近，故需要借助汽車吊進(jìn)行起吊，對近塔一側(cè)的橋面結(jié)構(gòu)進(jìn)行安裝，吊鉤應(yīng)從主索中間進(jìn)行下鉤與起吊。在提升高度超出叉耳連接高度后，方可停止對吊鉤的提升。鋼梁處提前到位的作業(yè)人員負(fù)責(zé)對吊索進(jìn)行銷接，在緩慢下鉤的同時(shí)對平面結(jié)構(gòu)進(jìn)行連接，至此即可完成近塔一側(cè)結(jié)構(gòu)的吊裝施工。

3 結(jié)論

綜上所述，得出以下主要結(jié)論：

（1）以上部結(jié)構(gòu)類型及現(xiàn)場場地條件為依據(jù)，確定適宜的上部結(jié)構(gòu)安裝施工方法，保證施工順利完成，并達(dá)到預(yù)期的質(zhì)量、工期與成本目標(biāo)。

（2）主纜長度對管道橋成型后整體線性有很大影響，不可完全按照設(shè)計(jì)要求的長度進(jìn)行下料。在下料開始前，需要以荷載情況為依據(jù)，結(jié)合土建誤差由專門的機(jī)構(gòu)提供指令單，對下料長度予以適當(dāng)調(diào)整。

（3）上部結(jié)構(gòu)安裝是橋梁施工主要環(huán)節(jié)，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都可能影響整體橋梁質(zhì)量，甚至造成安全隱患。因此，實(shí)際施工過程中必須嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范進(jìn)行操作，關(guān)注每個(gè)施工環(huán)節(jié)的注意事項(xiàng)。