山區(qū)懸索橋主纜架設的施工控制

慈國鳳 譚 科

摘要:文章結合工程實踐,探討了山區(qū)懸索橋主纜架設的施工控制,為同類橋梁施工控制提供一些經(jīng)驗,保證工程項目的順利開展。

關鍵詞:懸索橋;施工控制;主纜架設;北盤江大橋;掛索

中圖分類號:TP368文獻標識碼:A文章編號:1009-2374(2009)10-0191-02

懸索橋施工通常包括索塔施工、錨碇施工、貓道架設、索鞍安裝、主纜架設、整形索夾、吊索安裝、加勁梁吊裝、橋面系及防護施工等。所以,懸索橋不但要經(jīng)過一個相當復雜的施工過程才能形成,而且其工序間順序性很強,并相互關聯(lián),如何對結構狀態(tài)的各工序下的控制參數(shù)進行跟蹤監(jiān)測、調(diào)整、控制,確保施工過程安全和成橋后的結構實際狀態(tài)盡可能符合理想狀態(tài)這一施工控制問題是懸索橋成功建設的關鍵技術之一。尤其是在采用散索套的山區(qū)懸索橋主纜架設中,現(xiàn)場溫度變化大,不確定因素引起的塔偏不穩(wěn)定的情況下,主纜架設位置的控制就顯得特別重要。

一、工程實踐及主纜架設具體實施措施

(一)貴州北盤江大橋設計簡介

貴州北盤江大橋位于北盤江峽谷地帶,地貌上屬巖溶峰叢及河流侵蝕區(qū)。橋位處地形起伏大,高程變化從+420米～+880米,相對高差達460米;山勢主要呈南北走向,北盤江在此由北西向急轉為南北向。整個峽谷呈現(xiàn)多級平臺的復合式“U”形峽谷,基巖裸露,地表風化,形成多種巖溶地貌。

結合兩岸的地形、地貌條件,綜合考慮邊、中跨布置的協(xié)調(diào)性及主塔基礎的邊坡穩(wěn)定性及兩岸接線情況,采用388米的簡支混凝土板梁懸索橋,主纜邊跨103米,主纜矢跨比采用1/9,位于主塔間的主梁布置在R=12934.788米的豎曲線上。

考慮主梁的吊裝與架設,吊索間的間距采用5米.主梁設置豎向支座,縱向興仁岸設置固定支座,關嶺岸設置活動支座.主梁兩端底設側向抗風支座。

(二)北盤江大橋施工簡介

根據(jù)業(yè)主的要求和計劃工期,結合工程內(nèi)容及特點,考慮到當?shù)氐臍夂?、水文、地質、地貌等因素的影響,施工單位制定了施工總體規(guī)劃:

1.交通條件是制約本合同段工程項目開工時間的決定因素,故進場后首先抓緊進場道路的修筑。

2.按兩岸工作內(nèi)容劃分,本合同段決定由兩個工區(qū)承擔施工任務,進場后盡快完善施工準備,創(chuàng)造施工作業(yè)面,形成“全面開花”的施工生產(chǎn)格局。

3.通過合理的施工組織計劃,先進的施工管理和技術,提前完成大橋施工任務。

根據(jù)北盤江大橋的工程內(nèi)容和基本特點,結合工程數(shù)量和施工組織情況,為實現(xiàn)合同工期,保證質量,降低成本,施工單位對北盤江大橋項目實施項目法管理,現(xiàn)場成立項目經(jīng)理部。項目經(jīng)理部設項目經(jīng)理一名,項目副經(jīng)理二名,總工程師一名,項目經(jīng)理部的相關科室配備足夠的專業(yè)技術人員,以加強施工管理。項目經(jīng)理部下設工程部、質檢部、機料部、安全部、財務部、計劃部、辦公室七個職能部門及兩個專業(yè)施工工區(qū)。

(三)北盤江大橋主纜施工控制實施步驟

1.主纜架設要點。(1)臨時支架的安裝;(2)散索套的安裝。散索套根據(jù)控制分析提供的預偏量和標高改變進行安裝,其傾角仍按設計成橋狀態(tài)時的角度采用。散索套支架要考慮方便在吊裝主梁前的拆除;(3)主索鞍的安裝;(4)主索鞍臨時固定與頂推裝置設置。在索股架設期間和以后的主梁架設過程中均須保證主索鞍固定不動,所以,需設置臨時固定裝置,并且應便于主索鞍位置(縱向)調(diào)整。在主梁架設過程中須進行主索鞍頂推,所以,需設置頂推裝置;(5)設置索塔頂位置以及散索套位置觀測標記,索塔頂位置觀測標記設置每個塔柱的外側。散索套位置觀測標記設置位置以便于觀測為原則;(6)購買足夠多的溫度計;(7)觀測好索塔偏位、指定樁號處索股(纜)標高測量儀器;(8)準備足夠的各種厚度的索固錨頭墊片;(9)組建掛索、測量班子。

2.掛索與調(diào)整。(1)基準索中跨索股位置調(diào)整:1)測量中跨索股跨中標高,同時根據(jù)當時索塔偏位(即跨徑的改變)和溫度情況算出預計的中跨索股跨中標高,若兩者相同,則中跨調(diào)索暫告結束,并采用鋼插片在調(diào)索塔的鞍座前后將索股鎖定。若兩者不同,則在該塔上將索股從鞍座內(nèi)提起來,根據(jù)中跨索股跨中標高的高或低,將索股向河心或錨碇移動,重復上述過程,直至索股標高(線形)滿足要求(在規(guī)定的誤差范圍內(nèi)),中跨調(diào)索結束;2)興仁岸(或關嶺岸)邊跨索股位置調(diào)整。中跨調(diào)索結束后,對其中一岸邊跨索股位置進行調(diào)整。先根據(jù)當時氣溫和索塔、散索套的偏位計算出邊跨中部指定位置的標高,同時測出該點的實際標高,兩者比較,相同則結束調(diào)整。若不同則通過增減錨頭墊片進行調(diào)整,重復上述過程,直至索股標高(線形)滿足要求(在規(guī)定的誤差范圍內(nèi)),邊跨調(diào)索結束。在一岸邊跨索股位置進行調(diào)整好后,再進行另一岸邊跨索股位置調(diào)整,過程同上;3)關于溫度觀測。采用高質量的溫度計,在中跨1/8、1/4、1/2、3/4、7/8和邊跨1/4、1/2、3/4等截面地向陽、背陽面布置計,讀取溫度的時間區(qū)段要短,以平均值作為現(xiàn)場溫度值;4)位置觀測?；鶞仕鞴烧{(diào)整結束后,對其進行觀測,觀測點為中跨跨中、邊跨指定點頂面。觀測時間不少2～3天,觀測頻率:每兩小時一次。觀測標高的同時讀取溫度值和索塔頂、散索套位置。若每次觀測標高于經(jīng)溫度、跨徑變化修正后的理論值相同,則基準索股調(diào)整結束。若存在超限的誤差,則需對索股標高(線形)進行調(diào)整,重復上述過程,直至滿足要求。(2)普通索?；鶞仕鞴纱_定后即可進行普通索架設。普通索架設中要確?；鶞仕鞴慑^固可靠,散索套(支架)可靠,主索鞍與索塔間固定好。普通索股架設方法與基準索股相似,架設原則為:普通索股與基準索股或其他普通索股之間“若即若離”。普通索股架設期間要對索塔偏位、已成部分纜的標高(考慮修正)進行定期觀測。(3)關于索股固定和綁扎帶的解除。所架設的索都需用插片臨時固定(隨著層數(shù)增加,下部插片即可去掉)。除主纜周邊索股綁扎帶在緊纜前解除外,其余索股綁扎帶均應在安裝結束和位置合格后及時解除,以免影響緊纜。

主纜一旦架設完成,其線形就確定下來,由于各種因素的綜合影響,主纜實際線形與設計線形必將存在一定誤差,為了保證成橋線形達到設計要求,應該通過對索夾設計位置及吊索長度進行修正,以消除主纜架設階段的施工誤差。因此,索夾位置及吊索長度的計算相當重要,為了保證計算的精確必須量測當前結構的狀態(tài)參數(shù)和結構參數(shù)。緊索前對主纜索股拉力進行測試和調(diào)整(在散索套到錨錠之間進行),同時對主纜線形狀態(tài),外徑以及塔的軸線進行觀測,測量結果,報施工控制單位。必要時對索鞍作調(diào)整。

二、結論

北盤江大橋成橋后對主纜線形狀態(tài)(包括索夾位置),塔的軸線(偏移),索鞍位置,橋面線形進行測量,對主纜索股(散開區(qū))拉力,吊索拉力,主梁應力進行測試。測試出北盤江大橋的成橋時主纜中心線標高和最終橋面標高在設計允許誤差范圍內(nèi),而且線形良好;主索鞍和散索套的位置于設計位置吻合很好;索塔偏位為關嶺岸向岸邊偏1.6cm,興仁岸向岸邊偏1.4cm,對于跨徑388米的懸索橋該結果已經(jīng)比較理想;主纜受力均勻且均在設計的誤差范圍內(nèi)。

通過對北盤江大橋的工程實踐,證明了所采用懸索橋主纜監(jiān)控的理論與方法及其實施管理系統(tǒng)是正確的,對于同類橋梁的施工控制具有一定的參考價值。

作者簡介:慈國鳳(1972-),女,吉林敦化人,重慶市交通規(guī)劃勘察設計院工程師,研究方向:橋梁與隧道工程;譚科(1978-),男,四川溫江人,重慶市交通規(guī)劃勘察設計院工程師,研究方向:橋梁與隧道工程。