山區(qū)大跨度懸索橋貓道施工技術(shù)

鐘相海

(中鐵大橋局集團(tuán)第八工程有限公司 重慶 400000)

1 工程概況

該工程位于云南省永仁-大姚段,是永大高速公路控制性工程。江底河特大橋主纜采用主纜跨徑布置為（255+920+255）m布置的雙塔單跨鋼箱梁懸索橋，邊主跨比為0.277，每根主纜由91 根直徑為5.0 mm，公稱抗拉強(qiáng)度為1 770 MPa 的高強(qiáng)度鋅鋁金鍍層鋼絲組成。該工程貓道基本平行于主纜空纜線型，其縱橋向布置采用三跨連續(xù)式[1]，貓道承重索與主纜絲股距離為1.5 m，面層凈寬4.0 m，為增強(qiáng)貓道橫向剛度，提高其抗風(fēng)性能，全橋共設(shè)置7道橫向天橋，其中中跨5道，永仁岸及大姚岸邊跨各一道。貓道總體布置見圖1。

圖1 江底河特大橋貓道總體示意圖

2 貓道架設(shè)

貓道架設(shè)主要施工流程為：先導(dǎo)索架設(shè)→形成牽引系統(tǒng)→貓道承重索、扶手索及防護(hù)索架設(shè)→變位鋼架安裝→貓道面網(wǎng)鋪設(shè)→橫向天橋安裝。

單側(cè)貓道承重索由8 根Φ48 mm（6×36WS+IWR，1 960 MPa）鋼芯、光面、鍍鋅鋼絲繩組成。本貓道其縱橋向布置采用三跨連續(xù)式[2-4]，貓道承重索與主纜絲股距離為1.5 m，面層凈寬4.0 m。其結(jié)構(gòu)圖具體見圖2。

圖2 貓道結(jié)構(gòu)示意圖

單側(cè)貓道承重索在6#索塔及7#索塔塔頂設(shè)置承重索轉(zhuǎn)向鞍座，在兩岸塔頂附近設(shè)置變位鋼架，使其能在塔頂處不間斷通過。貓道承重索兩端錨固在兩岸散索鞍支墩上的錨固調(diào)節(jié)裝置上，利用錨固張拉裝置及精軋螺紋鋼對單根承重索進(jìn)行調(diào)節(jié)。

2.1 導(dǎo)索架設(shè)

江底河特大橋下跨500 m 深的峽谷，谷底有江底河經(jīng)過，但江底河旱季水量較低。在綜合考慮其成本控制、地形及氣象條件等因素后，工程人員決定采用人工拽拉的方式，即從兩岸主塔靠中跨側(cè)采用人工將先導(dǎo)索拽拉至峽谷底進(jìn)行連接（見圖3），然后采用兩岸塔頂卷揚(yáng)機(jī)同時(shí)收緊將先導(dǎo)索提升。

圖3 先導(dǎo)索在峽谷底對接

該工程先導(dǎo)索過江先過右幅導(dǎo)索，過江后即進(jìn)行右幅牽引索架設(shè)。第二根先導(dǎo)索通過右幅牽引索牽引過江后再橫移至左幅，即進(jìn)行左幅牽引索架設(shè)。

2.1.1 右幅導(dǎo)索架設(shè)

（1）先導(dǎo)索過塔。兩岸30 t和10 t卷揚(yáng)機(jī)布設(shè)到位后，將永仁岸φ14 mm先導(dǎo)索（長度為800 m）和φ22 mm過渡索（長度為800 m）連接并穿入錨碇散索鞍門架10 t 卷揚(yáng)機(jī)內(nèi)（先穿φ22 mm 過渡索），然后將φ32 mm牽引索穿入永仁岸10 t 卷揚(yáng)機(jī)內(nèi)，啟動10 t 卷揚(yáng)機(jī)吐出φ14 mm 先導(dǎo)索人工拽拉至6#塔小里程側(cè)，并盤扎成捆，然后采用塔吊起吊至門架進(jìn)行打梢，同樣方式將大姚岸邊跨先導(dǎo)索架設(shè)至塔頂。

（2）先導(dǎo)索過江。將φ14 mm先導(dǎo)索盤扎成捆放置在兩岸主塔中跨側(cè)，采用塔吊吊裝至塔頂打梢，然后將地面端采用人工拽拉至江底河峽谷底進(jìn)行連接，在江底河峽谷底將先導(dǎo)索對接好后同時(shí)收緊兩岸卷揚(yáng)機(jī)，提升先導(dǎo)索。

（3）過渡索架設(shè)。啟動兩岸塔頂門架10 t卷揚(yáng)機(jī)，將過渡索牽引至塔頂并打梢，中跨過渡索在永仁岸中跨側(cè)盤扎成捆，然后塔吊起吊至塔頂門架與中跨側(cè)先導(dǎo)索連接，啟動兩岸塔頂門架卷揚(yáng)機(jī)，將永仁岸φ22 mm過渡索牽引至大姚岸門架卷揚(yáng)機(jī)內(nèi)，完成右幅過渡索架設(shè)。

2.1.2 左幅導(dǎo)索架設(shè)

左幅邊跨過渡索架設(shè)方法與右幅相同，中跨過渡索先在永仁岸中跨側(cè)盤扎成捆，采用塔吊吊裝至塔頂門架，并穿入10 t卷揚(yáng)機(jī)內(nèi)并進(jìn)行打梢臨時(shí)錨固，然后采用塔吊將從10 t卷揚(yáng)機(jī)內(nèi)穿出的繩頭吊裝至右幅與φ22 mm 過渡索連接，啟動右幅兩岸塔頂門架卷揚(yáng)機(jī)，將左幅過渡索牽引至大姚岸，并在塔頂門架進(jìn)行打梢臨時(shí)錨固，將繩端采用塔吊吊裝至左幅門架并穿入卷揚(yáng)機(jī)內(nèi)，完成上下游過渡索架設(shè)。

先導(dǎo)索與過渡索之間采用繩卡連接，共設(shè)兩個(gè)接頭，接頭間隔30 m，第一個(gè)繩頭接近卷揚(yáng)機(jī)時(shí)，停止?fàn)恳?，解除繩卡，然后將繩頭穿入卷揚(yáng)機(jī)內(nèi)，并進(jìn)行牽引，待第二個(gè)繩頭接近卷揚(yáng)機(jī)時(shí)解除第二個(gè)繩頭。

2.2 牽引系統(tǒng)架設(shè)

江底河特大橋貓道牽引系統(tǒng)采用單向往復(fù)式，由主副卷揚(yáng)機(jī)、牽引索、導(dǎo)輪組、拽拉器等組成。

2.2.1 牽引索架設(shè)

在過渡索架設(shè)完成后進(jìn)行牽引索架設(shè)，先將牽引索索盤運(yùn)至大姚岸錨碇錨塊處，然后穿入30 t 卷揚(yáng)機(jī)內(nèi)，繩頭與邊跨過渡索進(jìn)行連接，然后啟動大姚岸塔頂10 t卷揚(yáng)機(jī)，將牽引索牽引至塔頂，穿過門架后與中跨過渡索進(jìn)行連接，然后啟動兩岸塔頂門架10 t卷揚(yáng)機(jī)，將牽引索牽引至永仁岸塔頂，穿過門架后與永仁岸邊跨過渡索連接，并牽引至永仁岸30 t卷揚(yáng)機(jī)內(nèi)，形成右幅牽引系統(tǒng)架設(shè)[5]。左幅牽引系統(tǒng)架設(shè)與右幅相同。

2.2.2 牽引索線型調(diào)整

同時(shí)啟動兩岸30 t卷揚(yáng)機(jī)，調(diào)整Φ32牽引索線形，并均衡Φ32 牽引索在兩岸卷揚(yáng)機(jī)上的儲繩量，最后將牽引索兩端打梢錨固，形成單向往復(fù)式牽引系統(tǒng)。

2.3 貓道承重索架設(shè)

貓道承重索安裝采用將貓道承重索掛于Φ40門架支撐索上，并以貓道牽引系統(tǒng)牽引貓道承重索并拖拉滑鉤來架設(shè)。架設(shè)時(shí)為使主塔承受較小的不平衡外力，單幅貓道承重索應(yīng)左右對稱架設(shè)，安裝示意圖具體見圖4。

圖4 貓道承重索架設(shè)示意圖

2.4 貓道承重索空索線型調(diào)整

貓道的架設(shè)主要控制貓道的各跨跨徑、矢高及跨中標(biāo)高，進(jìn)行垂度調(diào)整。在地面二等控制點(diǎn)上架設(shè)全站儀測量索塔、散索鞍支墩位置，確定跨徑；在索塔橫梁上架設(shè)儀器，根據(jù)三角高程觀測計(jì)算跨中點(diǎn)貓道承重索的標(biāo)高，并測出貓道繩的溫度，將實(shí)測值與設(shè)計(jì)值對照，利用塔頂門架處的卷揚(yáng)機(jī)及散索鞍處的千斤頂對貓道承重繩垂度進(jìn)行調(diào)整，此項(xiàng)工作反復(fù)進(jìn)行，直至貓道承重繩垂度滿足要求為此。

貓道承重索的垂度測量是觀測跨中點(diǎn)的高程，由于承重索上不能設(shè)置測量棱鏡（貓道架設(shè)完成前人無法前往），因此只能采用三角高程計(jì)算法。垂度調(diào)整分兩階段進(jìn)行。

2.4.1 承重索線型初調(diào)

置全站儀于地面測站點(diǎn)，用高程測量法逐根將同幅貓道索跨中標(biāo)高調(diào)至同一高程面，并將其初步鎖定。

2.4.2 承重索線型精調(diào)

待貓道面層鋪設(shè)完畢后，整體調(diào)整同幅貓道索的垂度以滿足設(shè)計(jì)要求。置棱鏡桿于每根索上，準(zhǔn)確測量其高程并做精確調(diào)整。

2.5 其他施工

該工程還需控制好貓道門架支撐索、扶手索及防護(hù)索、變位剛架、貓道面網(wǎng)及橫向天橋的安裝質(zhì)量，由于其篇幅過大，該文將不再贅述。

3 施工相關(guān)重難點(diǎn)分析

3.1 重難點(diǎn)分析

該工程為主跨920 m 的雙塔單跨懸索橋，貓道跨徑大，架設(shè)難度高。

根據(jù)風(fēng)力檢測數(shù)據(jù)，該工程區(qū)域最大風(fēng)力可達(dá)到11級，因此貓道架設(shè)階段和使用階段的抗風(fēng)穩(wěn)定性是該工程的重點(diǎn)及難點(diǎn)。

3.2 重難點(diǎn)解決措施

提前準(zhǔn)備貓道所需材料及設(shè)備，選擇施工經(jīng)驗(yàn)豐富的作業(yè)隊(duì)伍負(fù)責(zé)實(shí)施。從作業(yè)人員、施工材料、貓道設(shè)計(jì)、項(xiàng)目管理等方面進(jìn)行著手管控，確保貓道架設(shè)的安全性和實(shí)用性。在工程技術(shù)人員不斷努力之下，該工程在第一根承重索架設(shè)完成后僅耗時(shí)25 d便實(shí)現(xiàn)貓道全線貫通，可為類似工程提供借鑒。

在進(jìn)行貓道面網(wǎng)鋪設(shè)時(shí)將橫向天橋與面網(wǎng)在塔頂變位鋼架處進(jìn)行預(yù)組拼，隨貓道面層一起下滑就位，提高貓道整體抗風(fēng)穩(wěn)定性[6-7]。

4 結(jié)語

隨著經(jīng)濟(jì)及基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的發(fā)展，橋梁設(shè)施建設(shè)起著不可或缺的作用。如何在保證高質(zhì)量的情況下做到快速化、經(jīng)濟(jì)化施工仍是橋梁建設(shè)者們面對的重要問題。只有不斷豐富自己理論知識，在既有施工技術(shù)基礎(chǔ)上不斷創(chuàng)造革新，才能推動我國橋梁事業(yè)的發(fā)展。