纜索吊裝塔扣一體化施工技術(shù)應(yīng)用

盧小鳳，李長春

（安徽省路港工程有限責(zé)任公司，安徽 合肥 230022）

1 引言

傳統(tǒng)的拱橋結(jié)構(gòu)主要采用支架法施工，隨著拱橋結(jié)構(gòu)跨徑增大，拱肋采用纜索吊裝施工技術(shù)開始推廣，但通常將主索塔架和扣索塔架分開布置，使纜索系統(tǒng)與扣索系統(tǒng)獨立工作。我單位將構(gòu)造功能基本相同的主塔架和扣鎖塔架結(jié)構(gòu)合二為一，做整體性結(jié)構(gòu)一體化設(shè)計，形成拱橋纜索吊裝塔扣一體化施工工藝。

2 工程環(huán)境及工程概況

唐家山堰塞湖特大橋主橋1孔凈跨徑160 m上承式鋼管拱混凝土橋，引橋為20m預(yù)應(yīng)力混凝土簡支T型梁橋。主拱弦管采用Φ750×14鋼管（拱腳部位采用Φ750×16鋼管），腹桿采用Φ351×12鋼管。在弦管內(nèi)灌注C50微膨脹混凝土。拱上建筑為14×12.25m鋼筋混凝土π型梁橋。

3 技術(shù)特點

3.1 集成系統(tǒng)性

將兩組相同結(jié)構(gòu)塔架（主索塔架和扣索塔架）進行一體化系統(tǒng)化布置后，減少了扣塔的布置，更容易適應(yīng)山區(qū)等受地理條件限制地方拱橋的施工。

3.2 資源節(jié)約型

減少了纜索系統(tǒng)設(shè)備的投入及纜索布置的工程量，節(jié)約了工程造價，縮短了施工周期。

3.3 便捷管控性

整個施工只要對一體化后的塔架進行監(jiān)控，更便于構(gòu)件吊至指定位置后通過扣索體系、纜風(fēng)體系及測量配合完成標高精確調(diào)整定位。

4 工藝原理

纜索吊是由索塔體系、纜索體系、錨錠體系、扣索體系及纜風(fēng)體系五大體系組合而成的吊裝系統(tǒng)。整個吊裝系統(tǒng)通過卷揚機、纜索、滑輪組、跑車互相配合完成構(gòu)件平移及起重吊裝工作。構(gòu)件吊至指定位置然后通過扣索體系及測量配合完成標高精確調(diào)整定位；通過纜風(fēng)體系及測量配合完成軸線精確調(diào)整定位。

5 施工工藝流程及操作要點

5.1 工藝流程

索塔基礎(chǔ)、索塔錨錠→塔架安裝→纜風(fēng)系統(tǒng)安裝、纜索系統(tǒng)安裝、扣索系統(tǒng)安裝→纜索系統(tǒng)試吊→主橋拱肋安裝

5.2 操作要點

5.2.1 索塔基礎(chǔ)及錨錠

采用C30鋼筋混凝土矩形擴大基礎(chǔ)（長×寬×高=9.1m×4.9m×1.2m），地基承載力不小于120Kpa，對于嵌巖基礎(chǔ)開挖時嚴禁采用爆破方式，防止對基礎(chǔ)產(chǎn)生擾動。澆筑混凝土之前對塔柱法蘭盤預(yù)埋件進行精確定位加固。根據(jù)兩岸的地理情況，南岸擬采用樁錨作為主索的錨錠，北岸采用預(yù)應(yīng)力錨索。

5.2.2 塔架

索塔采用Φ700×8和Φ270×5的鋼管拼裝，塔頂采用I56B的工字鋼焊接成框架梁，用于分配塔頂索鞍的載荷，安裝時采用全站儀對塔柱的垂直度進行監(jiān)控測量。塔頂采用I56B工字鋼沿橋軸線縱橫兩個方向搭設(shè)成塔頂受力平臺。底層工字鋼采用2I56B工字鋼組合成鋼梁，上層工字鋼沿橋軸線方向橫向布置，采用2I56B工字鋼為一組，共布置三組，中心間距80cm。兩個方向工字鋼間采用2I25b工字鋼斜撐加強。

5.2.3 纜風(fēng)系統(tǒng)、纜索系統(tǒng)、扣索系統(tǒng)

5.2.3.1 纜風(fēng)系統(tǒng)

①索塔前后抗風(fēng)：每個索塔前后布設(shè)各兩組4Φ28的鋼絲繩；②索塔側(cè)向抗風(fēng)：用于平衡風(fēng)荷載，應(yīng)于索塔兩側(cè)對稱布置，水平角度低于45°；③拱肋八字抗風(fēng)：每段拱肋均需要設(shè)置側(cè)風(fēng)纜，側(cè)風(fēng)纜成八字形布置，風(fēng)纜與橋軸線角度宜大于35°。每段拱肋端頭上下弦各設(shè)置一組風(fēng)纜，用于拱肋線形調(diào)整和平衡風(fēng)荷載。

5.2.3.2 纜索系統(tǒng)

主要由纜索系統(tǒng)（承重索、牽引索、起重索）、起重小車、錨碇、塔架（含索鞍、承馬）及風(fēng)纜、動力系統(tǒng)（牽引卷揚機、起重卷揚機）等五部分組成。

①主索系統(tǒng)主跨為306.8m，全橋共設(shè)計兩套主索系統(tǒng)（對應(yīng)上下游拱肋各一套），每套系統(tǒng)由4-φ52的纖維芯鋼絲繩組成。

②起吊系統(tǒng)每組主索上布置2組吊點，每組吊點采用φ24.0mm的鋼絲繩走10線，每組吊點用1臺80KN卷揚機作為動力機械。

③牽引系統(tǒng)每組主索上的兩組吊點分別在兩岸各用1臺80kN的卷揚機作為牽引動力機械，每組牽引索用φ28mm鋼絲繩走4線。

根據(jù)現(xiàn)場地理環(huán)境，在302省道側(cè)布置2臺（上下游各1臺）牽引卷揚機和2臺（上下游各1臺）起重卷揚機。

5.2.3.3 扣索系統(tǒng)

扣索一扣采用單線φ39mm鋼索選用1770級，破斷拉力891KN；二、三扣采用雙線φ39mm鋼索采用1770級，破斷拉力891KN，扣索前段與拱肋主弦管通過捆綁連接。

為確保扣索塔、穿索等工序的操作方便、控制準確，卷揚機選用狀況良好的快速卷揚機，各卷揚機均配置滑車組。

5.2.4 纜索系統(tǒng)試吊

根據(jù)有關(guān)技術(shù)規(guī)范規(guī)定和本橋的實際情況，以本橋節(jié)段最大設(shè)計吊重為41t，試吊重量：按50%G→100%G→120%G 確定，及分別為 20t→41t→49.2t。

5.2.4.1 加載程序及觀測

試吊按重量分三次進行完成。①50%試吊：50%G試吊重物可采用單片拱肋桁架和鋼筋束配重加載。行走完索跨全程回到起吊處放下。②100%試吊：100%G試吊重物利用最大吊重段拱肋作為試吊重量。行走完索跨全程回到起吊處放下。③120%試吊：120%G試吊重物同樣利用最大吊重段拱肋和鋼筋束配重達到49.2t。行走至索跨跨中（最不利位置），回到起吊處將重物放下。

5.2.4.2 試吊目的

為了檢查以下幾個方面的情況：

①檢查加載起吊后至跨中主索的垂度情況與設(shè)計是否相符。②觀測主塔受力變形情況、塔架基礎(chǔ)、地錨的變形數(shù)據(jù)和穩(wěn)定安全情況。③牽引索、起重索的動作情況，跑車、倒拐滑車、滑車輪組的運轉(zhuǎn)情況，卷揚機組的運行情況等。④測試指揮系統(tǒng)的調(diào)度配合能力。

5.2.5 主橋拱肋

5.2.5.1 下河拱肋安裝

①吊裝北岸下河第一段，掛1#扣索、側(cè)抗→②吊裝北岸下河第二段，掛2#扣索、側(cè)抗→③吊裝南岸下河第一段，掛1#扣索、側(cè)抗→④吊裝北岸下河第三段,掛3#扣索、側(cè)抗→⑤吊裝南岸下河第二段，掛2#扣索、側(cè)抗→⑥吊裝南岸下河第三段，掛3#扣索、側(cè)抗→⑦調(diào)1#、2#、3#索索力，調(diào)整拱肋高程、軸線→⑧吊裝合攏，通過扣索、側(cè)抗風(fēng)索對拱肋線形和軸線進行精調(diào)，調(diào)整合格后固定合攏段，進行各扣段間連接焊縫作業(yè)，完成拱肋正式合攏。

5.2.5.2 上河拱肋安裝

①吊裝北岸上河第一段，掛1#扣索、側(cè)抗→②吊裝北岸上河第二段，掛2#扣索、側(cè)抗→③吊裝南岸上河第一段，掛1#扣索、側(cè)抗→④吊裝北岸上河第三段,掛3#扣索、側(cè)抗→⑤吊裝南岸上河第二段，掛2#扣索、側(cè)抗→⑥吊裝南岸上河第三段，掛3#扣索、側(cè)抗→⑦調(diào)1#、2#、3#索索力，調(diào)整拱肋高程、軸線→⑧吊裝合攏，通過扣索、側(cè)抗風(fēng)索對拱肋線形和軸線進行精調(diào)，調(diào)整合格后固定合攏段，進行各扣段間連接焊縫作業(yè)，完成拱肋正式合攏→⑨對稱吊裝橫撐、焊接。

6 結(jié)語

拱橋纜索吊塔扣一體化施工技術(shù)改變了塔架、扣架分開施工的傳統(tǒng)工藝，大大減少了施工設(shè)備的投入，減少了扣塔的布置，解決了山區(qū)等受地形條件限制問題，縮短了施工工期，保證了主拱吊裝施工的可行性和安全性，有效保證了橫跨汶川地震形成最大的堰塞湖的橋——唐家山特大橋的順利完工，從而解決兩岸人民出行難的問題，社會效益明顯。