南寧大橋4×110t纜索吊裝系統(tǒng)荷載試運(yùn)行方案與實(shí)踐

林祥

摘 要：南寧大橋主橋?yàn)?00m跨徑曲線梁非對稱外傾拱橋（非對稱肋拱橋），兩岸引橋?yàn)轭A(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，大橋全長1314.77m。該橋造型新穎獨(dú)特，橋型優(yōu)美，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。主橋鋼箱拱、鋼箱梁結(jié)構(gòu)總體施工方案采用“無支架纜索吊裝斜拉扣掛法”施工，施工難度極大，是南寧大橋重難點(diǎn)關(guān)鍵技術(shù)之一。該文介紹了南寧大橋4×110t纜索吊裝系統(tǒng)荷載試運(yùn)行方案、運(yùn)行的荷載工況、檢測項(xiàng)目以及檢測結(jié)果，對纜索吊裝系統(tǒng)的安全性做出評價，為鋼箱拱、鋼箱梁的正式吊裝施工提供可靠的技術(shù)保證，確保系統(tǒng)的運(yùn)行安全。

關(guān)鍵詞：南寧大橋 纜索吊裝系統(tǒng) 荷載試運(yùn)行

中圖分類號：U445 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）12（b）-0036-01

1 纜索吊裝系統(tǒng)設(shè)計(jì)概況

南寧大橋主橋鋼箱拱、鋼箱梁采用“節(jié)段工廠制造、先拱后梁、無支架纜索吊裝”的施工方案。4×110t固定式纜索起重機(jī)，是為該橋鋼箱拱、鋼箱梁施工而設(shè)計(jì)制造的臨時纜索式起重機(jī)，主要用于大橋拱梁架設(shè)安裝。該纜索起重機(jī)按三跨布設(shè)，跨度為240m+452m+280m，纜索吊機(jī)分成四組索道，每組主索道由6根φ56的密封鋼絲繩組成，東西拱肋各兩組索道，東側(cè)組間距為6m，西側(cè)組間距6.2m。主要由塔架、主纜索體系（承載索、起重索、牽引索、主纜索跑車及下掛結(jié)構(gòu)、塔頂索鞍、橫移系統(tǒng)等）、錨固體系（主索地錨、扣錨索地錨、纜風(fēng)地錨），牽引、起重卷揚(yáng)機(jī)運(yùn)行的電器集中控制系統(tǒng)，施工監(jiān)視系統(tǒng)等部分組成，該次試運(yùn)行要對以上各個體系做出全面的檢測、對其安全性及工作性能做出全面的評價，為后續(xù)正式吊裝工作做好準(zhǔn)備。

2 試運(yùn)行方案介紹

纜索吊裝系統(tǒng)單組索道的最大凈起吊能力為110t，試驗(yàn)采用單組、雙組組合兩階段分級逐步加載，其中組合抬吊選擇的工況為吊裝過程中西拱吊裝荷載最大W1節(jié)段及東拱吊裝最大重量的E2節(jié)段。單組索道分空載、靜載、動載進(jìn)行試運(yùn)行，其中靜載按設(shè)計(jì)吊重的60%→100%→125%加載；動載按設(shè)計(jì)吊重的110%加載。兩組索道組合試運(yùn)行配重模擬實(shí)際最大吊重工況按設(shè)計(jì)吊重的60%→100%加載。采用鋼筋與桁架平臺組合的形式加載，從下游到上游索道編號為A、B、C、D。每個工況的試運(yùn)行程序如下。

（1）小車空載測設(shè)初始值；（2）距塔架115m處起吊重物；（3）離地面50～100cm，停機(jī)觀測、檢查；（4）重物起升離地50m高，檢查；（5）小車運(yùn)行至跨中，停機(jī)觀測、檢查；（6）小車運(yùn)行至對岸距塔架115m處，停機(jī)觀測、檢查；（7）卸載，觀測、檢查。

3 檢測項(xiàng)目及方法

3.1 主索垂度

觀測主索垂度主要復(fù)核吊裝凈空高度以及通過垂度計(jì)算索力，計(jì)算主索的安全系數(shù)。（1）主索的空載安裝垂度：四組主索吊具全部運(yùn)行至跨中，進(jìn)行每組索道垂度測量，參照標(biāo)高為塔架頂標(biāo)高。（2）主索的吊重垂度：按試吊順序加載重量，其吊具運(yùn)行至跨中，進(jìn)行垂度測量，參照標(biāo)高為塔架頂標(biāo)高。

觀測方法：在岸坡上適當(dāng)?shù)胤剑ㄖ魉鞅M量接近法線方向）確定一控制點(diǎn)，測出控制點(diǎn)標(biāo)高和距跨中距離，在控制點(diǎn)上置經(jīng)緯儀，觀測主索跑車位置，讀出豎直角，即可計(jì)算得垂度值。

3.2 塔架關(guān)鍵部位桿件應(yīng)力

在鋼管立柱頂、鋼管立柱底、H型鋼立柱頂、H型鋼立柱底、萬能桿件橫梁中部及與H型鋼立柱連接的關(guān)鍵部位均設(shè)置了應(yīng)變傳感器，通過對塔架關(guān)鍵部位應(yīng)變的測試，來掌握結(jié)構(gòu)的實(shí)際應(yīng)力狀況，并和理論計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對比分析，對結(jié)構(gòu)的安全性做出平判。

3.3 塔頂位移

通過塔頂位移可以判斷塔架順橋向的剛度如何，纜風(fēng)索設(shè)置數(shù)量是否足夠，以及塔架的整體工作性能，是評價塔架安全性能的一個最直接、最重要指標(biāo)。在塔架順橋軸線方向設(shè)一個測站和一個后視點(diǎn)，在各點(diǎn)位設(shè)固定標(biāo)尺，用全站儀觀測塔架的偏移。塔架設(shè)置了塔頂位移5個觀測點(diǎn)和H型鋼立柱4個位移觀測點(diǎn)。在各個加載工況加載前、運(yùn)行工況中、卸載后均進(jìn)行測設(shè)。

3.4 牽引、起重索索力

通過對牽引、起重索索力的測試，核實(shí)牽引、起重索索力及起重、牽引卷揚(yáng)機(jī)選型正確性，對是否滿足工作要求做出判斷。索力通過拉力傳感器進(jìn)行直接量測。同時在C、D組起重小車上橫梁機(jī)構(gòu)中間安裝軸銷式傳感器，對起吊重量進(jìn)行較核。

4 檢測結(jié)果

（1）纜索地壟位移纜索地壟在各工況運(yùn)行下最大位移值為2mm，設(shè)計(jì)最大控制位移值為6mm，滿足設(shè)計(jì)承載要求，地壟錨體無裂紋、四周土體無異常。（2）塔架位移實(shí)測最大位移為11.8cm，理論最大位移值為11.6cm，最大值偏差僅2%，位移小于塔高的，滿足規(guī)范要求。（3）塔架應(yīng)力試吊應(yīng)力測試結(jié)果來看，同一工況下南、北塔架對稱點(diǎn)應(yīng)力基本一致，大部分?jǐn)?shù)據(jù)與理論計(jì)算數(shù)據(jù)基本吻合。試吊過程中應(yīng)力無異常，最大荷載下的殘余應(yīng)變也較小，總應(yīng)力也遠(yuǎn)小于容許應(yīng)力，因此，可以判斷塔架施工質(zhì)量良好，工作狀態(tài)正常。（4）承載索垂度在各工況運(yùn)行下，承載索跨中垂度與理論計(jì)算值接近，誤差值為20～50cm，主要是受溫差影響，表明承載索空載安裝垂度設(shè)置基本正確。（5）起重索、牽引索索力從測試結(jié)果表明，在各工況運(yùn)行下，起重索、牽引索索力與理論計(jì)算值接近，誤差值為6～14kN，比理論計(jì)算值略偏小，表明理論計(jì)算取值基本正確，選擇的起重卷揚(yáng)機(jī)、牽引卷揚(yáng)機(jī)型式正確。（6）纜索起重機(jī)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)在各工況運(yùn)行下，塔架頂索鞍承重索輪、牽引索轉(zhuǎn)向滑車輪、起重索滑車輪運(yùn)轉(zhuǎn)正常；地壟處起重索、牽引索導(dǎo)向滑輪運(yùn)轉(zhuǎn)正常，滑輪無損傷；起重小車上、下掛滑輪運(yùn)轉(zhuǎn)正常；卷揚(yáng)機(jī)組的功率和運(yùn)轉(zhuǎn)速度正常。（7）塔頂結(jié)構(gòu)、塔架桿件、緊固件的局部變形情況在各工況運(yùn)行下，通過觀測，塔頂結(jié)構(gòu)、塔架桿件、緊固件無異常變形。（8）繩索錨固情況在各工況運(yùn)行下，通過觀測設(shè)置的標(biāo)識，繩卡錨固到位，繩索無滑動，表明繩卡數(shù)量設(shè)置正確，錨固力滿足要求。（9）電氣設(shè)備在各工況運(yùn)行下，通過檢查電流、電壓及導(dǎo)線溫升等表明纜索吊裝系統(tǒng)設(shè)備滿負(fù)荷運(yùn)行時，供電系統(tǒng)和用電設(shè)備線路能滿足施工要求。（10）電氣集中控制系統(tǒng)在各工況運(yùn)行下，電氣集中系統(tǒng)能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，性能穩(wěn)定正常、操作簡潔、使用情況良好。

5 結(jié)語

南寧大橋LSD220固定式纜索起重機(jī)荷載試驗(yàn)采用逐步加載的方式進(jìn)行，每級荷載工況運(yùn)行完畢，立即進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，在所有數(shù)據(jù)正常的情況下，再進(jìn)行下一級的荷載試驗(yàn)。在單組索道荷載試驗(yàn)結(jié)束正常的情況下，進(jìn)行了施工過程控制工況的雙組抬吊荷載試驗(yàn)，雙組抬吊也采用了分級加載，保證了整個試運(yùn)行過程的安全。經(jīng)該次試運(yùn)行，不僅檢測了整個吊裝系統(tǒng)的運(yùn)行情況，而且為南寧大橋鋼箱拱和鋼箱梁的正式吊裝做了一次練兵，使所有人員更加熟練了吊裝操作程序。

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