借助便捷牽引吊帶及轉(zhuǎn)向定位的斜拉索快速掛設(shè)施工技術(shù)

于 磊

(中建三局第一建設(shè)工程有限責(zé)任公司 武漢 430040)

隨州氵厥水一橋主橋?yàn)楹m獨(dú)塔雙索面斜拉橋，見圖1。橋塔是由2個(gè)主塔和1個(gè)副塔組成的花瓣形橋塔，兩側(cè)主塔橋面以上高39.85m，立面投影與豎直方向呈32°夾角傾斜設(shè)置，中間副塔高34 m，豎直設(shè)置。斜拉索采用雙索面扇形布置，全橋共16對(duì)主梁斜拉索，16對(duì)主副塔間斜拉索。

圖1 氵厥水一橋立面布置圖(單位：m)

1 斜拉索掛設(shè)工藝原理

氵厥水一橋斜拉索采用“先安裝主塔與副塔間斜拉索，然后塔上錨固端牽引安裝，再梁上牽引、錨固到位，梁端張拉”的總體施工方法，從下往上依次對(duì)稱安裝。

斜拉索在安裝時(shí)，使用“借助便捷牽引吊帶及轉(zhuǎn)向定位的斜拉索快速掛設(shè)”施工技術(shù)，先將斜拉索吊放到放索架中。轉(zhuǎn)動(dòng)放索架將索體放出8 m后，在斜拉索錨頭后端沿索縱向安裝1根便捷牽引吊帶，吊帶長(zhǎng)6 m，間隔約1 m用細(xì)鋼絲繩與索體固定，固定點(diǎn)之間的部分形成多個(gè)吊點(diǎn)。汽車吊下放吊鉤，通過吊繩與起吊牽引吊帶連接。導(dǎo)向卷?yè)P(yáng)機(jī)釋放鋼絲繩，經(jīng)梁面及索導(dǎo)管處轉(zhuǎn)向滑輪，通過牽引頭和錨頭連接。汽車吊提升斜拉索，同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)放索架，導(dǎo)向卷?yè)P(yáng)機(jī)跟著牽引錨頭逐漸提升。當(dāng)斜拉索錨頭到達(dá)索導(dǎo)管安裝位置后，利用卷?yè)P(yáng)機(jī)及多個(gè)轉(zhuǎn)向定位滑輪的協(xié)同作業(yè)，將錨頭牽引入索導(dǎo)管并旋上螺母。便捷牽引吊帶的設(shè)置，不僅可滿足多個(gè)吊裝需要，也可將牽引吊帶在兩端錨頭之間迅速切換；多個(gè)轉(zhuǎn)向滑輪的設(shè)置，使卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引能根據(jù)需要輔助錨頭的快速精準(zhǔn)定位，進(jìn)入錨箱。本技術(shù)根據(jù)斜拉索特點(diǎn)及實(shí)際需要，設(shè)置牽引吊帶及轉(zhuǎn)向滑輪，使整個(gè)斜拉索安裝工作方便快捷，提高了施工效率同時(shí)也能保證精確入錨，保證了斜拉索的快速掛設(shè)。

2 工藝流程及操作要點(diǎn)

2.1 工藝流程

本項(xiàng)目斜拉索掛設(shè)施工工藝流程見圖2。

圖2 斜拉索掛設(shè)施工工藝流程圖

2.2 操作要點(diǎn)

2.2.1安裝前準(zhǔn)備要點(diǎn)

1) 對(duì)所有斜拉索的吊裝步驟進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，繪制斜拉索吊裝步驟圖。

2) 對(duì)所有斜拉索吊裝過程中使用的吊機(jī)、吊具、卷?yè)P(yáng)機(jī)、鋼絲繩等進(jìn)行驗(yàn)算。

3) 確定各斜拉索的安裝順序，制定斜拉索安裝驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。

4) 布設(shè)放索架、卷?yè)P(yáng)機(jī)、轉(zhuǎn)向滑輪、展索小車等工裝設(shè)備，并進(jìn)行安裝前的檢查驗(yàn)收。

5) 梁端錨箱處安裝1個(gè)懸挑掛籃作為施工平臺(tái)，并檢驗(yàn)懸挑掛籃穩(wěn)定性是否足夠。

2.2.2安裝過程要點(diǎn)

1) 斜拉索安裝主要采用汽車吊吊裝+卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引進(jìn)行，便捷牽引吊帶的設(shè)置是實(shí)現(xiàn)快速安裝的要點(diǎn)之一。牽引吊帶安裝在斜拉索錨頭后端，沿索縱向設(shè)置。吊帶與斜拉索間需間隔1 m左右用細(xì)鋼絲繩固定牢靠，以便形成多個(gè)吊點(diǎn)。在斜拉索吊裝及入錨的過程中，牽引吊帶的多個(gè)吊點(diǎn)均可以與汽車吊的大小吊鉤、入錨點(diǎn)倒鏈葫蘆或者卷?yè)P(yáng)機(jī)鋼絲繩相連，實(shí)現(xiàn)多用途。利用便捷牽引吊帶吊裝斜拉索工藝見圖3。

圖3 利用便捷牽引吊帶掛設(shè)斜拉索工藝示意圖

2) 牽引斜拉索的卷?yè)P(yáng)機(jī)設(shè)置在梁面上，共布置2臺(tái)，分別在橫橋向的兩側(cè)。塔端斜拉索入錨時(shí)，卷?yè)P(yáng)機(jī)鋼絲繩經(jīng)塔底滑輪轉(zhuǎn)向，通過塔底預(yù)留的門洞進(jìn)入塔內(nèi)，在待安裝的錨箱后方，再次經(jīng)滑輪轉(zhuǎn)向后從索導(dǎo)管口引出，與斜拉索錨頭相連；梁端斜拉索入錨時(shí)，卷?yè)P(yáng)機(jī)鋼絲繩經(jīng)梁上滑輪轉(zhuǎn)向，在梁底錨箱后方再次經(jīng)滑輪轉(zhuǎn)向，從索導(dǎo)管口伸出，與斜拉索錨頭相連。卷?yè)P(yáng)機(jī)主要起牽引作用，在索導(dǎo)管處仍需起吊設(shè)備或倒鏈葫蘆輔助調(diào)整斜拉索的方位，通過卷?yè)P(yáng)機(jī)與起吊設(shè)備的配合，調(diào)整斜拉索錨頭與索導(dǎo)管軸線一致后，將錨頭帶入索導(dǎo)管口內(nèi)，旋上螺母，完成斜拉索的掛設(shè)。轉(zhuǎn)向滑輪位置的精確設(shè)置，能更好更快地幫助斜拉索定位及入錨。斜拉索錨頭塔端入錨施工示意見圖4。

圖4 斜拉索錨頭塔端入錨施工示意圖

3) 在斜拉索安裝牽引過程中，各種構(gòu)件連接處較多，如鋼絲繩轉(zhuǎn)向滑輪與主梁及錨箱處臨時(shí)連接點(diǎn)、錨頭與牽引頭的連接等，無論任何連接處發(fā)生問題，都會(huì)影響整個(gè)卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引系統(tǒng)，以至發(fā)生事故。所以在前期設(shè)計(jì)中應(yīng)特別注意處理好各構(gòu)件的連接構(gòu)造形式及安全保證系數(shù)，在施工中密切觀察各連接處的可靠性。

4) 對(duì)于不能實(shí)現(xiàn)一次起吊即同時(shí)安裝兩端錨頭的較長(zhǎng)斜拉索，一端錨頭安裝完成后，需要將放索架里的索在梁面完全展開，然后在另一端錨頭后端安裝牽引吊帶，進(jìn)行另一端錨頭的安裝。梁面展索時(shí)，利用汽車吊提升索體的方式，直至將斜拉索另一端錨頭脫離放索盤。展索的過程中，索體與梁面之間間隔4～5 m放置1臺(tái)展索小車，防止索體與梁面接觸造成損傷[1]。小車之間鋪墊橡膠皮以防護(hù)索體損傷。展索小車結(jié)構(gòu)見圖5。

圖5 展索小車結(jié)構(gòu)示意圖(單位：mm)

5) 安裝斜拉索塔端或梁端錨頭時(shí)，可在索導(dǎo)管口附近焊接臨時(shí)吊點(diǎn)，掛倒鏈葫蘆，用于臨時(shí)固定錨頭，或者輔助調(diào)整錨頭方位角度，省時(shí)省力。

6) 梁端斜拉索安裝時(shí)，為方便操作，需在梁底設(shè)置1個(gè)懸挑掛籃，作為工人施工的操作平臺(tái)，便于梁底錨頭入錨、錨具安裝等，掛籃需固定牢固,穩(wěn)定性良好[2]。掛籃具體結(jié)構(gòu)形式見圖6。

圖6 梁底懸挑掛籃結(jié)構(gòu)示意圖(單位：mm)

3 技術(shù)特點(diǎn)

借助便捷牽引吊帶及轉(zhuǎn)向定位的斜拉索快速掛設(shè)施工技術(shù)主要具有以下兩大特點(diǎn)。

3.1 借助便捷牽引吊帶的斜拉索吊裝技術(shù)

由于本項(xiàng)目斜拉索長(zhǎng)度相對(duì)較短，重量較輕，故在吊裝時(shí)，直接在錨頭后端合適位置，沿索縱向設(shè)置1根長(zhǎng)牽引吊帶，代替常用的起吊索夾或哈弗夾[3]。吊帶每隔一段距離用細(xì)鋼絲繩與索體固定，固定點(diǎn)之間的部分即可形成多個(gè)吊點(diǎn)。起吊設(shè)備通過另1根吊繩連接牽引吊帶，吊起斜拉索錨頭至錨端后，牽引吊帶的多個(gè)吊點(diǎn)均可以用來與起吊設(shè)備的另一吊鉤、安裝位置臨時(shí)牽引錨固點(diǎn)或者卷?yè)P(yáng)機(jī)鋼絲繩相連。對(duì)于部分較短的塔間索，由于牽引吊帶有足夠的長(zhǎng)度可兼顧兩端錨頭的吊裝，故1臺(tái)吊機(jī)1次起吊既可利用1根牽引吊帶實(shí)現(xiàn)兩端錨頭的安裝；對(duì)于較長(zhǎng)的塔間索，先利用牽引吊帶安裝好一端的錨頭后，稍微松開固定吊帶的細(xì)鋼絲繩，將牽引吊帶滑移到另一端錨頭合適位置并重新固定，即可用于另一端錨頭的安裝。借助便捷牽引吊帶安裝斜拉索，省去了起吊索夾等工裝投入，牽引吊帶能在兩端錨頭之間迅速切換，簡(jiǎn)化了更換吊點(diǎn)的過程，還能滿足多個(gè)吊裝需要，保證吊裝及入錨的順利進(jìn)行，提高了施工效率，這便是與同類型斜拉橋拉索施工的最大不同之處。

3.2 斜拉索錨頭轉(zhuǎn)向牽引定位安裝技術(shù)

斜拉索錨頭起吊至索導(dǎo)管口處后，采用卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引配合起吊設(shè)備調(diào)整其角度與位置，精準(zhǔn)定位實(shí)現(xiàn)錨頭入錨。卷?yè)P(yáng)機(jī)設(shè)置在梁面上，塔端斜拉索入錨時(shí)，卷?yè)P(yáng)機(jī)鋼絲繩經(jīng)塔底滑輪轉(zhuǎn)向，通過塔底預(yù)留的門洞進(jìn)入塔內(nèi)，在待安裝的索導(dǎo)管口處，再次經(jīng)滑輪轉(zhuǎn)向后引出，與斜拉索錨頭相連，通過卷?yè)P(yáng)機(jī)與起吊設(shè)備配合，調(diào)整斜拉索錨頭與索導(dǎo)管軸線一致后，將錨頭帶入索道管口內(nèi)，旋上螺母，實(shí)現(xiàn)塔端斜拉索的安裝；梁端斜拉索入錨時(shí)，卷?yè)P(yáng)機(jī)鋼絲繩經(jīng)梁上滑輪轉(zhuǎn)向，在梁底索導(dǎo)管處再次經(jīng)滑輪轉(zhuǎn)向，從索導(dǎo)管口伸出，與斜拉索錨頭相連，通過卷?yè)P(yáng)機(jī)與起吊設(shè)備配合，調(diào)整斜拉索錨頭與索導(dǎo)管軸線一致后，將錨頭帶入索導(dǎo)管口內(nèi)，旋上螺母，完成梁端斜拉索的掛設(shè)[4]。

4 材料與設(shè)備投入

本項(xiàng)目斜拉索掛設(shè)投入的材料與機(jī)具設(shè)備見表1。

表1 主要施工機(jī)械設(shè)備投入

5 實(shí)施效益

5.1 經(jīng)濟(jì)效益

該項(xiàng)技術(shù)安全可靠，可確保工程質(zhì)量，同時(shí)省去了起吊索夾等工裝的投入，在工裝、機(jī)械設(shè)備及工期上相對(duì)傳統(tǒng)斜拉索安裝施工可節(jié)約工程造價(jià)約20萬元。

5.2 工期方面

相對(duì)傳統(tǒng)的利用起吊索夾掛設(shè)斜拉索，本工法采用的便捷牽引吊帶吊裝、多個(gè)轉(zhuǎn)向滑輪牽引轉(zhuǎn)向入錨技術(shù)，不僅減少了現(xiàn)場(chǎng)工裝安裝的工作量，同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)索頭的快速精準(zhǔn)入錨，單根斜拉索掛設(shè)的時(shí)間可節(jié)約0.5 d。

5.3 安全質(zhì)量方面

該項(xiàng)技術(shù)節(jié)約了一定的工裝投入，避免了鋼制起吊索夾對(duì)斜拉索的破壞風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)也可以避免工裝高空拆除作業(yè)，相應(yīng)減小了現(xiàn)場(chǎng)安全事故的發(fā)生概率。經(jīng)檢測(cè)，全橋斜拉索安裝質(zhì)量符合現(xiàn)行施工及驗(yàn)收規(guī)范要求，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)意圖。

6 結(jié)語

借助便捷牽引吊帶及轉(zhuǎn)向定位的斜拉索快速掛設(shè)施工技術(shù)，用較低的成本解決了小型斜拉橋斜拉索快速便捷安裝的問題。同時(shí)相對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)起吊索夾，減少了工裝投入，節(jié)約了資源，降低了措施費(fèi)用。該項(xiàng)技術(shù)豐富了中小型斜拉橋斜拉索快速掛設(shè)工藝，滿足行業(yè)和社會(huì)發(fā)展的需要，具有較好的推廣效益。