68+200+68m城市景觀裝飾懸索橋施工技術(shù)

韓紹光

摘要：本文以遼陽(yáng)市中華大橋（懸索橋）為工程實(shí)例，詳盡地論述了該橋的施工工藝特點(diǎn)、工程適用范、工藝原理、施工工藝流程及操作要點(diǎn)等主要內(nèi)容。文中所述技術(shù)內(nèi)容針對(duì)性強(qiáng)并十分具體，有助于同行業(yè)借鑒與參考。

Abstract： This paper takes Liaoyang Zhonghua Bridge （suspension bridge） as an engineering example， and discusses the construction process characteristics， engineering application scope， process principle， construction process flow and operation points of the bridge. The technical content described in the article is highly targeted and very specific， which is of referential significance.

關(guān)鍵詞：城市；景觀；懸索橋；施工技術(shù)

Key words： city；landscape；suspension bridge；construction technology

中圖分類(lèi)號(hào)：U655.59 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2018）28-0141-03

0 引言

遼陽(yáng)市中華大橋?yàn)閼宜鳂?。主橋面全?8.5m，懸索部分跨徑布置為68+200+68m。主纜采用連續(xù)形式，主塔頂部設(shè)置主索鞍，主梁端部設(shè)置通過(guò)預(yù)埋管直接錨固主梁端部的混凝土實(shí)體上，本橋?yàn)殡p纜面，全橋共兩根主纜。主纜為15-55環(huán)氧鋼絞線成品索，加厚HDPE，索體外徑為190mm；主纜總長(zhǎng)732m，重56.33噸，主纜錨具為帶防松裝置的夾片錨。

吊索索體采用1860MPa級(jí)3根直徑15.2mm環(huán)氧噴涂無(wú)粘結(jié)鋼絞線纏包后熱擠HDPE，索體外徑80mm，破斷索力781kN，全橋86根GJ15-3吊索。

索夾采用整體鑄件，為上、下兩半式，通過(guò)高強(qiáng)螺栓的預(yù)拉力夾緊主纜。索夾分A、B兩類(lèi)，全橋共86套。

索鞍是主纜通過(guò)塔頂處的重要承重構(gòu)件，設(shè)計(jì)采用整體鑄件，單件索重約5.7t，全橋共四個(gè)索鞍。索鞍主要由鞍座、底板、鞍蓋及鞍罩組成，底板及其定位螺栓預(yù)埋在索塔混凝土內(nèi)，鞍座與底板之間加墊一層四氟板，鞍座與伸出塔頂砼面的預(yù)埋螺栓進(jìn)行就位固定。

1 工藝特點(diǎn)

①適用面廣：裝飾懸索施工造型美觀，可用于老、舊橋改造、城市文明建設(shè)施工、旅游景區(qū)景點(diǎn)美化建設(shè)。

②良好的耐久性及耐腐蝕性：主纜、吊索外表均采用環(huán)氧噴涂鋼絞線纏包后熱擠HDPE，不易被腐蝕、風(fēng)化，不需定期維護(hù)和保養(yǎng)。

③施工工期：施工工期短，可與橋梁附屬工程平行施工，不影響施工總體工期。

④主纜采用標(biāo)記點(diǎn)重合法安裝，操作簡(jiǎn)單易行，安裝精度高，線型可控。

2 適用范圍

適用于公路及城市裝飾型橋梁改造，經(jīng)濟(jì)型城市道路文明建設(shè)施工，旅游景區(qū)景點(diǎn)美化等裝飾工程。

3 工藝原理

懸索施工是利用起重機(jī)吊裝懸索主纜跨過(guò)橋塔索鞍貫穿全橋，主纜兩端固定在錨錠上，主纜和吊索上部通過(guò)索夾固定在一起與索夾結(jié)合部分呈階梯性變化，吊索下端伸入箱梁梁體預(yù)埋管由錨具錨固在箱梁梁底，最后經(jīng)箱梁梁底錨具張拉吊索底端控制主纜整體線型，達(dá)到美化城市、道路文明建設(shè)施工的目的。

4 施工工藝流程及操作要點(diǎn)

4.1 施工工藝流程

施工工藝流程見(jiàn)圖1。

4.2 操作要點(diǎn)

4.2.1 橋塔、箱梁混凝土施工

①施工前應(yīng)對(duì)圖紙中橋塔、箱梁的位置進(jìn)行復(fù)核，確保施工放樣準(zhǔn)確無(wú)誤。施工時(shí)應(yīng)對(duì)橋塔的垂直度和箱梁的縱橋向方向進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，一旦發(fā)現(xiàn)偏差應(yīng)及時(shí)矯正。橋塔測(cè)量精度：順橋向、橫橋向測(cè)量精度10mm，垂直精度H/3000且≯30mm。

②橋塔模板采用鋼模板分段施工，各部分節(jié)段采用一次性澆筑完成，待模板拆除后對(duì)施工縫處采取打磨處理，防止施工縫對(duì)橋塔外觀造成影響。

③混凝土顏色應(yīng)與全橋保持一致，橋塔施工混凝土、模板所用脫模劑盡可能采用同一廠家同一品種產(chǎn)品。確保混凝土外觀質(zhì)量一致。

④橋塔混凝土施工接縫處表面必須鑿毛、清洗，以保證新舊混凝土結(jié)合良好，混凝土養(yǎng)護(hù)要求保溫、保濕、防曬，盡量減少收縮、溫差的影響。

⑤混凝土配合比應(yīng)通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定，確保強(qiáng)度，一次澆筑完成后必須達(dá)到混凝土強(qiáng)度90%以上方可拆模，避免混凝土開(kāi)裂和棱邊碰損對(duì)橋塔外觀質(zhì)量的影響。

4.2.2 預(yù)埋件埋設(shè)

①預(yù)埋件進(jìn)場(chǎng)后應(yīng)對(duì)原材料進(jìn)行檢查、復(fù)試，復(fù)試合格后方可使用以確保施工質(zhì)量。

②預(yù)埋件埋設(shè)前應(yīng)對(duì)預(yù)埋件所在位置的軸線進(jìn)行放樣，校準(zhǔn)位置后埋設(shè)預(yù)埋件，并在混凝土澆筑前進(jìn)行位置復(fù)核。

③預(yù)埋索管必須垂直不得傾斜，縱橋向與橋塔中心偏差不得超過(guò)10mm，索管底部與錨墊板之間用肋板焊接，焊縫表面應(yīng)平整，不得有較大的凹陷、焊瘤，焊接處不得有裂紋、氣孔、夾渣等情況。主索索鞍見(jiàn)圖2。

④為保證預(yù)埋板底面混凝土平整、密實(shí)、無(wú)孔洞，索鞍預(yù)埋底板應(yīng)設(shè)有排氣孔，避免由于排氣不暢造成混凝土質(zhì)量問(wèn)題。

⑤索鞍鞍體較重如圖，索鞍操作平臺(tái)預(yù)埋件必須與橋塔主筋綁扎連接且不得焊接，避免由于主筋被退火，導(dǎo)致其強(qiáng)度、延性降低。

4.2.3 主索鞍吊裝

①將上底板置于下底板上，使粘有四氟滑板的一面朝上，對(duì)齊并側(cè)面焊接、打磨平整后開(kāi)始安裝主索鞍。

②綜合考慮吊裝懸。臂長(zhǎng)度及構(gòu)件重量，選用起重機(jī)直接吊裝的施工工藝。主索鞍底板單件裝重量約1.4t，選用30T起重機(jī)直接吊裝。主索鞍重約5.7t選用50T起重機(jī)直接吊裝。中華橋共4個(gè)主塔，從橋面結(jié)構(gòu)至索鞍距離為30m，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況起吊的水平距離為9m，安裝可以直接由50t起重機(jī)進(jìn)行安裝，直接鎖緊側(cè)壓板及端頭擋板，對(duì)主索鞍進(jìn)行固定以防止架設(shè)主纜及體系轉(zhuǎn)換的過(guò)程中主索鞍產(chǎn)生移動(dòng)。主索鞍吊裝見(jiàn)圖3。

4.2.4 橋面展索、整形

①在橋面上放索，將成盤(pán)主纜放在橋東側(cè)，用起重機(jī)配合卷?yè)P(yáng)機(jī)在橋面上放索，主牽引卷?yè)P(yáng)機(jī)固定在西側(cè)主錨碇附近，汽吊布置在盤(pán)索處。

②用汽吊分段將主纜從盤(pán)上解出，放下，5T卷?yè)P(yáng)機(jī)同步跟進(jìn)，水平牽引主纜端頭，直至主纜完全解盤(pán)。

③沿橋面將索展開(kāi)，索體與橋面間鋪設(shè)圓木圓管，放索過(guò)程中應(yīng)有專(zhuān)人跟蹤牽引系統(tǒng)和索股前進(jìn)，同時(shí)要保證索股筆直、不發(fā)生扭轉(zhuǎn)，以及外PE的保護(hù)。

4.2.5 主索吊裝入鞍、兩端錨固

①主纜先入西側(cè)索鞍：中跨側(cè)用汽吊輔助卷?yè)P(yáng)機(jī)將索頭提升至西塔索鞍出口處，手拉葫蘆轉(zhuǎn)換，主纜經(jīng)過(guò)索鞍頂，到達(dá)邊跨側(cè)出口，最后改用卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引主纜頭，將主纜牽引至西側(cè)錨碇。主纜牽引跨過(guò)東側(cè)索塔至東側(cè)錨碇的方法與此同。

②在橋面根據(jù)主纜的標(biāo)記點(diǎn)，剝除主纜外PE，索鞍弧度長(zhǎng)L2=L4=2189.9mm，主纜保護(hù)罩長(zhǎng)度為1.4m，剝除主纜外PE長(zhǎng)度約為2.5m，方便入鞍。

③使用起重機(jī)提升到主纜入鞍部位，確認(rèn)索股已達(dá)到索鞍高度要求后，將索股移至索鞍正上方并入鞍并使主纜標(biāo)記點(diǎn)與索鞍標(biāo)記點(diǎn)重合。

④將主纜兩端穿入錨錠預(yù)埋索管中，安裝錨具、夾片固定主纜以免外力作用使主纜相對(duì)滑動(dòng)。

4.2.6 主纜線形調(diào)整

索股調(diào)整的順序?yàn)橄戎锌绾筮吙?。首先將索股的特定?biāo)志點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)東面主索鞍上相應(yīng)的標(biāo)記點(diǎn)，并固定然后調(diào)整索股在西面主索鞍中的位置，直至中跨垂度符合設(shè)計(jì)要求，固定后再用小型千斤頂張拉的方式調(diào)整兩邊跨垂度。通常情況下，按照制索時(shí)提供的標(biāo)記點(diǎn)在安裝時(shí)能夠?qū)μ?hào)入座控制，則主纜現(xiàn)形也基本符合要求，必要時(shí)可微調(diào)以確定主纜精確度。

垂度調(diào)整主要是用全站儀測(cè)量跨中的標(biāo)高。索股調(diào)整前，根據(jù)各跨長(zhǎng)、索股垂度標(biāo)高以及溫度，計(jì)算出索股移動(dòng)量與各跨跨中垂度、溫度變化的對(duì)應(yīng)關(guān)系數(shù)據(jù)表，計(jì)算出索股需移動(dòng)調(diào)整長(zhǎng)度，通過(guò)塔頂或錨跨處的調(diào)整裝置將索股向中跨或收或放所需調(diào)整值。該操作分?jǐn)?shù)次進(jìn)行，直至主纜跨中標(biāo)高與理論標(biāo)高誤差在設(shè)計(jì)及規(guī)范要求范圍內(nèi)。并做好索股固定標(biāo)志，方便后續(xù)檢查該索股是否有滑移。

4.2.7 索夾及吊索安裝

①索夾安裝位置放樣。當(dāng)主纜線形定型后，安裝主索鞍壓緊裝置，對(duì)鞍槽內(nèi)空隙部分用鋅塊填滿，并用扳手?jǐn)Q緊螺栓。一般情況下，采用標(biāo)記點(diǎn)重合的方法安裝的主纜線型與設(shè)計(jì)偏差均在可控范圍內(nèi)，此種情況下可根據(jù)原索夾標(biāo)記點(diǎn)安裝索夾，偏差也比較小，因此索夾位置的外包PE層可在橋面放索時(shí)剝除，以方便施工。只有在特殊條件下，標(biāo)記點(diǎn)偏離較大時(shí)，才需現(xiàn)場(chǎng)放樣索夾位置，根據(jù)現(xiàn)形復(fù)測(cè)后標(biāo)記點(diǎn)對(duì)索鞍中心的偏移情況相應(yīng)調(diào)整索夾標(biāo)記點(diǎn)。

②安裝和緊固。索夾吊裝需起重機(jī)配合，利用25T起重機(jī)配合吊籠將工作人員提升到索夾位置，剝除索夾位置的外PE再將索夾吊至主纜的安裝位置上方，利用手拉葫蘆等機(jī)具配合安裝。調(diào)整索夾的豎直角度，調(diào)整后先用加力扳手將索夾第一次緊固。緊固前對(duì)扭矩扳手進(jìn)行標(biāo)定，根據(jù)標(biāo)定好的緊固力分級(jí)對(duì)索夾進(jìn)行緊固。因?yàn)榈跛髦亓枯^輕，緊固好索夾即可同時(shí)安裝吊索。

③安裝順序。以主塔為中心，主跨和邊跨同步，分別從低點(diǎn)開(kāi)始向塔頂方向進(jìn)行索夾安裝。邊跨從梁端往塔端方向安裝，中跨由跨中向兩塔頂方向安裝。

④索夾螺栓軸力控制。為保證同一個(gè)索夾的各顆螺栓受力均勻，可用扭矩扳手按設(shè)計(jì)緊固力的百分比進(jìn)行分級(jí)為螺栓加載，加載順序?yàn)閺闹虚g往兩邊進(jìn)行。當(dāng)一個(gè)索夾中所有螺栓均達(dá)到一個(gè)力值后再按級(jí)別加載，緊固螺栓用的扭矩扳手用前應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)螺栓標(biāo)定。索夾螺栓的緊固能力會(huì)隨恒載的增大而不斷降低，因此施工過(guò)程中應(yīng)分階段進(jìn)行螺栓緊固力的補(bǔ)足，索夾螺栓的軸力是通過(guò)螺栓沿軸方向的伸長(zhǎng)量來(lái)管理的，根據(jù)各施工階段以及設(shè)計(jì)的要求，索夾至少要進(jìn)行兩次緊固即：索夾安裝時(shí)的第一次緊固；吊索張拉完成后的第二次緊固。

4.2.8 體系轉(zhuǎn)換

吊索的索力調(diào)整是基于現(xiàn)形、索塔偏移和吊索力安全可控等綜合考慮的動(dòng)態(tài)過(guò)程，這個(gè)過(guò)程應(yīng)是一個(gè)逐漸加載的一個(gè)過(guò)程。由于在主纜空纜狀態(tài)和成橋狀態(tài)的變化過(guò)程屬于大變形范疇，各節(jié)點(diǎn)的間距變化量是個(gè)動(dòng)態(tài)的過(guò)程。為了方便吊索安裝張拉，必要時(shí)可對(duì)部分吊索設(shè)置臨時(shí)加長(zhǎng)桿。根據(jù)吊索張拉力，以及吊索的位移來(lái)確定使用加長(zhǎng)桿和千斤頂?shù)念?lèi)型和數(shù)量。體系轉(zhuǎn)換見(jiàn)圖4。

①按設(shè)計(jì)要求用千斤頂按從索塔向兩側(cè)的順序和中邊跨基本對(duì)稱(chēng)加載的原則對(duì)其施加拉力，使主纜從空纜狀態(tài)逐漸變成成橋狀態(tài)。

②在吊索錨點(diǎn)下方設(shè)操作平臺(tái)，對(duì)吊索進(jìn)行張拉。

4.2.9 索夾部位的防腐

兩片索夾之間的縫隙即橫縫采用聚硫密封劑防腐材料調(diào)成膩?zhàn)雍筇畛?，用刮刀抹平。索夾與內(nèi)層PE之間的縫隙即環(huán)縫亦采用聚硫密封劑防腐膩?zhàn)犹畛?，要求所有縫隙填充密實(shí)，不留氣孔。

5 結(jié)束語(yǔ)

中鐵九局七公司承建的遼陽(yáng)市中華大橋工程，是一座城市內(nèi)的景觀橋，不僅要有實(shí)用性，還要滿足橋梁與城市景觀及周邊環(huán)境相互協(xié)調(diào)的作用。該橋裝飾懸索線形美觀，懸索防腐施工法效果好，主纜、吊索外部均有PE包裹耐腐蝕及耐久性能強(qiáng)，無(wú)須定期維護(hù)，適用面廣，質(zhì)量易保證，裝飾型工程均可使用。

通過(guò)本橋工程實(shí)踐，該橋工程質(zhì)量和安全滿足設(shè)計(jì)要求，由于施工組織及施工方案細(xì)化與比選，最終按合同工期開(kāi)通大橋并取得了良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

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