上承式鋼拱橋纜索吊裝系統(tǒng)安全措施探討

王廣裕

（山西新世紀(jì)交通建設(shè)工程咨詢有限公司，山西 太原 030006）

1 工程概況

青海省循隆高速蘇龍珠黃河特大橋主跨為220 m上承式鋼管混凝土拱橋。該橋主拱肋、拱上立柱、拱上蓋梁、π型板梁的吊裝施工均使用纜索吊裝系統(tǒng)。纜索吊裝系統(tǒng)因其載荷多變、機(jī)構(gòu)復(fù)雜、結(jié)構(gòu)龐大而存在極大的危險(xiǎn)因素，極易發(fā)生起重傷害、物體打擊、高處墜落、機(jī)械傷害等。一旦出現(xiàn)安全事故，必然會(huì)造成巨大的人員生命安全及財(cái)產(chǎn)損失，因此，加強(qiáng)纜機(jī)的安全管理極為重要。

2 纜索吊裝施工方案具體布置

纜索吊裝施工方案的具體布置是以鋼管拱主拱肋的安裝為控制工程展開(kāi)的，纜索索塔采用乙型萬(wàn)能桿件拼裝（如圖1）[1]，主纜架支架高不小于45 m，固定索鞍，現(xiàn)澆C40混凝土錨碇，纜風(fēng)固定。纜索系統(tǒng)在安裝前制定了專項(xiàng)施工方案，對(duì)纜索吊裝設(shè)計(jì)進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算。并考慮了橋址位于山谷及庫(kù)區(qū)地帶的情況,計(jì)算過(guò)程中加入了基本風(fēng)壓和峽谷風(fēng)系數(shù)[2]。并根據(jù)纜索系統(tǒng)各組成部位制定了相應(yīng)的施工風(fēng)險(xiǎn)防控措施，具體內(nèi)容如下。

圖1 纜索系統(tǒng)主要組成部件

2.1 索塔

扣索塔架設(shè)置在主拱拱座上，主塔架分別在1、2墩之間和6、7墩之間，塔架由萬(wàn)能桿件拼裝而成，塔架調(diào)整主要是通過(guò)纜風(fēng)繩調(diào)節(jié)塔架垂直度，可用經(jīng)緯儀或全站儀觀察，塔頂中心與塔腳中心偏位不宜超過(guò)5 cm。調(diào)整時(shí)，塔架垂直度與纜風(fēng)繩索力應(yīng)同時(shí)進(jìn)行測(cè)試，在保證塔架垂直度符合要求的情況下纜風(fēng)繩索力符合設(shè)計(jì)要求。索力可通過(guò)千斤頂直接測(cè)得或其他測(cè)索力專用儀器測(cè)得。

調(diào)整過(guò)程中應(yīng)有專人統(tǒng)一指揮，因各操作點(diǎn)距離較遠(yuǎn)，下端拖拉點(diǎn)，上端調(diào)整點(diǎn)和觀測(cè)點(diǎn)均應(yīng)配備對(duì)講機(jī)或其他可靠的通信工具。纜風(fēng)繩調(diào)試時(shí)應(yīng)順橋向兩側(cè)對(duì)稱同時(shí)進(jìn)行，并有專人負(fù)責(zé)觀察塔頂位移以便及時(shí)調(diào)整兩側(cè)纜風(fēng)繩拉力。在調(diào)索過(guò)程任何時(shí)候，纜風(fēng)繩活頭應(yīng)設(shè)保險(xiǎn)固定在死頭上，以防導(dǎo)鏈或卷?yè)P(yáng)機(jī)出現(xiàn)意外事故造成溜繩，影響塔架穩(wěn)定，且應(yīng)在活頭固定后方可把保險(xiǎn)卡拆除。使用卷?yè)P(yáng)機(jī)、導(dǎo)鏈及安裝繩夾等應(yīng)嚴(yán)格按照裝吊作業(yè)技術(shù)有關(guān)規(guī)定進(jìn)行施工操作。卷?yè)P(yáng)機(jī)地垅要牢固可靠，卷?yè)P(yáng)機(jī)應(yīng)正對(duì)轉(zhuǎn)向滑輪，其夾角不宜大于2°，地垅采用混凝土地垅，預(yù)埋鐵板與卷?yè)P(yáng)機(jī)焊接。鋼絲繩夾數(shù)量、間距及夾緊程度應(yīng)符合要求，繩夾質(zhì)量要有保證，應(yīng)附繩夾出廠合格證。由臨時(shí)纜風(fēng)轉(zhuǎn)換到正式纜風(fēng)應(yīng)逐步拆除臨時(shí)纜風(fēng)，當(dāng)正式纜風(fēng)帶力經(jīng)檢查安全后，方可逐步解除臨時(shí)纜風(fēng)。調(diào)整正式纜風(fēng)索力時(shí)，臨時(shí)纜風(fēng)必須全部解除，防止塔架中間受水平力產(chǎn)生旁彎。

2.2 主索

吊裝主拱肋、拱上立柱、拱上蓋梁、π型板梁的纜索系統(tǒng)需架設(shè)主索，主索的設(shè)計(jì)需根據(jù)所吊裝的構(gòu)件長(zhǎng)度、重量，通過(guò)計(jì)算確定鋼索的類別、直徑、長(zhǎng)度和繩數(shù)（幾輪幾繩）。主索要具有抵抗橫向壓力的良好性能，以承受跑車車輪在荷載作用下傳來(lái)的壓力。并且主索還需要具有平滑的表面，以減輕跑車車輪的運(yùn)行阻力和磨損。為滿足上述要求，主索最好采用密封式鋼絲繩，其鋼絲繩強(qiáng)度不小于設(shè)計(jì)強(qiáng)度。安裝主索采用上下游對(duì)稱安裝，并按設(shè)計(jì)要求調(diào)整錨索索力，保證塔架垂直度符合要求。

主索跨河、過(guò)索過(guò)程中應(yīng)有專人統(tǒng)一指揮外，各個(gè)工點(diǎn)均應(yīng)有專人負(fù)責(zé)指揮（上下游后錨，塔頂及施工有關(guān)作業(yè)點(diǎn)），通信工具應(yīng)齊全，信號(hào)準(zhǔn)確。主索牽引過(guò)程中，兩岸卷?yè)P(yáng)機(jī)應(yīng)基本同步收繩和吐繩，并有專人負(fù)責(zé)觀察其垂度情況，垂度不能太小，以免東西岸卷?yè)P(yáng)機(jī)形成對(duì)拉拉斷鋼絲繩，有問(wèn)題要及時(shí)調(diào)整兩岸卷?yè)P(yáng)機(jī)速度。主索與導(dǎo)索連接在繩夾上后，須由現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員或有經(jīng)驗(yàn)的裝吊人員及工點(diǎn)負(fù)責(zé)人檢查合格后方可進(jìn)行下一步工序。在過(guò)索牽引時(shí)，索下方不宜停留施工人員和其他閑雜人員，要設(shè)專門人員負(fù)責(zé)招呼。卷?yè)P(yáng)機(jī)等機(jī)械設(shè)備及供電設(shè)備須派專人值班，有問(wèn)題及時(shí)處理。

2.3 跑車

跑車俗稱搬運(yùn)小車，安裝在主索上，跑車車輪在主索上行走，跑車上裝有起重滑輪組，從而達(dá)到提升構(gòu)件并起到水平運(yùn)輸?shù)淖饔谩？紤]到蘇龍珠大橋吊運(yùn)的拱上鋼立柱較長(zhǎng)且需要吊裝π型板梁，因此需采用兩部跑車同時(shí)起吊。起吊過(guò)程嚴(yán)格按高空作業(yè)安全技術(shù)規(guī)程施工。對(duì)跑車需經(jīng)常檢查、保養(yǎng)，并在每次起吊設(shè)備前對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格檢查，消除事故隱患。

2.4 牽引索

牽引索是為拉引搬運(yùn)小車沿主索在水平方向上往返運(yùn)輸構(gòu)件而設(shè)。宜采用柔軟、圓形截面和平滑表面的鋼絲繩，以利其繞過(guò)滑輪和纏繞在卷?yè)P(yáng)機(jī)的卷筒上。

2.5 起重索

起重索是用來(lái)起吊重物作垂直升降運(yùn)動(dòng)的鋼絲索。選用時(shí)要求起重索柔軟、圓形截面和平滑表面，同時(shí)在工作過(guò)程中不產(chǎn)生回捻扭結(jié)和自轉(zhuǎn)。易采用反向捻雙重繞麻芯鋼絲繩較好。

2.6 扣索

扣索主要負(fù)責(zé)主拱肋懸掛固定的主要設(shè)備。鋼拱肋安裝過(guò)程中高空作業(yè)多，應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行交叉作業(yè)安全規(guī)程，鋼拱肋安裝時(shí)應(yīng)焊接操作平臺(tái)，掛設(shè)安全網(wǎng)，嚴(yán)格按高空作業(yè)安全技術(shù)規(guī)程施工。對(duì)索具經(jīng)常檢查、保養(yǎng)，并在每次起吊設(shè)備前對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格檢查，消除事故隱患?？鬯魉镁?yè)P(yáng)機(jī)每次掛索時(shí)，卷筒上鋼絲繩至少保留5圈以上，卷筒上鋼絲繩應(yīng)連接牢固，排列整齊，鋼絲繩不得有亂繩和彎曲，不得使用扭結(jié)變形的鋼絲繩?？鬯跊](méi)安裝風(fēng)纜前，經(jīng)常對(duì)塔梁臨時(shí)固結(jié)處進(jìn)行檢查。鋼拱肋安裝一個(gè)節(jié)間就要對(duì)風(fēng)纜與索塔平聯(lián)進(jìn)行檢查，調(diào)整控制扣塔垂直度?？鬯┕て陂g的上行通道和施工平臺(tái)要定期檢查。在風(fēng)雨情況下，對(duì)扣索的振動(dòng)情況進(jìn)行檢查，如果振動(dòng)過(guò)大要加強(qiáng)減振措施。

扣索是拱肋懸掛固定的主要設(shè)備。必須通過(guò)試?yán)瓉?lái)確保可靠性。具體方法：將兩岸的扣索用卸甲連在一起，將收緊索收緊進(jìn)行對(duì)拉，來(lái)全面檢查扣索、扣索收緊索、扣索地錨和動(dòng)力裝置是否達(dá)到要求。

2.7 地錨裝置

地錨裝置用于固定纜索吊車主索、扣索、風(fēng)纜、絞車及轉(zhuǎn)向滑輪等不可缺少的設(shè)備，它關(guān)系著吊裝和人身的安全。左右岸主索地錨均在基巖里挖坑，錨坑及索槽需采用人工硬打（放小炮預(yù)留保護(hù)層人工撬挖），以保證基巖的整體性。開(kāi)挖過(guò)程中控制錨坑底面及索槽底面的傾角與主索相同，保證錨坑深度及錨坑兩端嵌入基巖的長(zhǎng)度，錨梁整體后仰（其傾角與主索傾角同），不允許橫斷面尺寸欠挖。主錨碇四周應(yīng)排水暢通，以免銹蝕錨扣和滑車。鋼筋綁扎節(jié)點(diǎn)全部電焊，整個(gè)鋼筋骨架后仰，錨扣預(yù)埋應(yīng)精確控制其傾角（與主索傾角一致），錨扣之間被隔斷的主筋，兩頭應(yīng)打彎與錨扣焊接，同時(shí)用短鋼筋若干根焊在錨扣腹板，以保證混凝土對(duì)地握裹力。地錨設(shè)計(jì)荷載時(shí)考慮吊裝最大重量時(shí)所同時(shí)承受的主索拉力、塔架后纜風(fēng)索拉力等設(shè)置在主地錨上的全部荷載總重并再考慮安全系數(shù)。

左右岸扣索地錨為蘇龍珠橋橋臺(tái)U擴(kuò)大基礎(chǔ)，基底地基承載力不得小于400 kPa，施工中應(yīng)優(yōu)先施作該橋橋臺(tái)U擴(kuò)大基礎(chǔ)。該地錨設(shè)計(jì)荷載時(shí)考慮扣索全部鋼拱肋時(shí)所承受的扣索拉力和扣索等設(shè)置在地錨上全部荷載的總和并考慮安全系數(shù)。

地錨要求全部試?yán)衫玫劐^相互試?yán)?，使其完成一部份位移，受拉值為設(shè)計(jì)荷載的1.5～2.0倍。

所有纜索設(shè)備及起吊滑輪組、鋼絲繩安裝前必須經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的檢修和檢驗(yàn)，纜索設(shè)備不能帶病作業(yè)，鋼絲繩必須進(jìn)行破斷檢驗(yàn)，吊具必須進(jìn)行專門的設(shè)計(jì)、計(jì)算。并建立健全機(jī)械設(shè)備臺(tái)賬及運(yùn)轉(zhuǎn)記錄、機(jī)械維修保養(yǎng)記錄，定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢查，以確保施工安全。

3 結(jié)語(yǔ)

纜索吊裝系統(tǒng)有跨度大、速度快、效率高、總體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉、施工周期短等突出優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)也存在極大的危險(xiǎn)因素。本文就纜索吊裝系統(tǒng)主要安全風(fēng)險(xiǎn)制定了相應(yīng)的控制措施，為工程項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)保證安全、保護(hù)環(huán)境、保證建設(shè)工期、控制投資、提高效益的目的，實(shí)現(xiàn)建設(shè)項(xiàng)目總目標(biāo)提供了技術(shù)保障。