钢管混凝土拱桥的缆索吊装施工方法

钢管混凝土拱桥的缆索吊装施工方法

摘要：缆索吊装施工法是大跨度拱桥实现自架设施工的主要方法之一,大跨径钢管混凝土系杆拱桥中,钢管拱肋节段多、重量大,本文试论述了在传统的缆索吊装施工方法上进行了创新的主要施工方式。

关键词：缆索吊装施工方式

缆索吊装施工是在六十年代应用于双曲拱桥施工的基础上发展起来的。缆索吊装法在应用于钢管混凝土拱桥的施工后,极大促进了该类桥型的发展,同时,也使自身有了更多的创新,形成了适合钢管混凝土拱桥施工特点的施工技术。

1、千斤顶斜拉扣挂法

传统的卷扬机钢丝绳斜拉扣挂悬臂系统设备较多,拉力大,调整困难,施工难度大。因此在大跨度拱桥施工中开发了千斤顶斜拉扣挂悬拼架设法,以千斤顶张拉系统实现钢管骨架标高调整时的扣索张拉和抬放。

(1)千斤顶斜拉扣挂法施工的顺序。1)拼装塔架、设置主缆和地锚等,并在预制拼装现场进行主拱肋节段的预制拼装。2)将预制拼装构件转送至缆索吊装系统下方,由起重机行车系统起吊牵引至指定位置;为了使先吊装的基肋在合龙前保持在一定位置,每吊装一片拱肋,即由扣索临时固定。3)吊装应从一孔桥的两端向中间对称进行,在最后一节即合龙段吊装就位后,应对各段拱肋进行轴线调整,使各接头位置调整到设计标高以后,才能放松吊索并将各接头接整合龙。4)将所有的扣索撤除,并浇注钢管内混凝土。

(2)施工注意事项。缆索吊装设备由主索、工作索、塔架和锚固装置等四个基本部分组成。其中主要机具包括主索、起重索、结索、扣索、塔架(包含索鞍)、地锚、滑轮、电动卷扬机、手摇绞车和千斤顶等。主要机具的功能如下:1)主索为施工体系主要的构件,亦称为承重索或运输天线。它跨越桥墩,支撑在两端塔架的索鞍上,两端锚固于地锚。调运构件的行车支撑于主索上。主索的截面积可以根据吊装构件的重量、垂度、计算跨径等因素由计算确定。2)起重索用来控制吊物的垂直运输,一端与卷扬机滚筒相连,另一端固定在对岸的地锚上。这样,当行车在主索上沿桥跨方向往复运动时,可保持行车与吊钩间的起生索长度不随行车的移动而改变。3)牵引索用来牵引行车在主索上沿桥跨方向移动。故需要在行车两端各设置一根牵引索。这两根牵引索的另一端可分别连接在卷扬机上,一般合栓在一台卷扬机上,以方便操作。4)结索用于悬挂分索器,使主索、起重索、牵引索不致相互干扰。它主要承担分索器的重量及自重,其中包含临时作用在它上面的工作索。5)扣索当拱助结构分段吊装时,需要扣索悬挂端肋、中段肋、并利用扣索调整端助和中间段肋接头处标高。扣索的一端系在拱助接头处的扣环上,另一端通过扣索排架或过河天扣缆索固定在地锚上,为了便于调整扣索的长度,可设置手摇绞车,滑轮组、卷扬机、千斤顶及张紧索。6)缆风索工程中也称作浪风索。缆风索主要用来保证塔架的纵横两个方向的稳定及主拱肋安装就位后的横向稳定。7)塔架及索鞍结构塔架是用来提高主索的临空高度即形成、调整各种受力钢索的结构物。

2、主缆悬挂法

缆索吊装设备由主索、工作索、塔架和锚固装置等四个基本部分组成。其中主要机具包括主索、起重索、结索、扣索、塔架(包含索鞍)、地锚、滑轮、电动卷扬机、手摇绞车和千斤顶等。主要机具的功能如下:

2.1 主索

为施工体系主要的构件,亦称为承重索或运输天线。它跨越桥墩,支撑在两端塔架的索鞍上,两端锚固于地锚。调运构件的行车支撑于主索上。主索的截面积可以根据吊装构件的重量、垂度、计算跨径等因素由计算确定。横桥向主索组数,可根据桥面宽度、塔架高度设备供应情况等合理选择。

2.2p2.5 扣索

当拱助结构分段吊装时,需要扣索悬挂端肋、中段肋、并利用扣索调整端助和中间段肋接头处标高。扣索的一端系在拱助接头处的扣环上,另一端通过扣索排架或过河天扣缆索固定在地锚上,为了便于调整扣索的长度,可设置手摇绞车,滑轮组、卷扬机、千斤顶及张紧索。扣索材料可用钢丝绳或钢绞线。

2.6 缆风索

工程中也称作浪风索。缆风索主要用来保证塔架的纵横两个方向的稳定及主拱肋安装就位后的横向稳定。

2.7 塔架及索鞍结构

塔架是用来提高主索的临空高度即形成、调整各种受力钢索的结构物。塔架的形式根据施工工况的不同,形式的选择也多种多样。鉴于大跨度钢管混凝土系杆拱桥缆索吊装法施工建设所需的塔架结构比较庞大,且耗用材料较多,而在拱桥施工完成后必须予以拆除,故在施工过程中多采用常备性周转材料。索鞍设置在塔架的顶端,起放置主索、起重索以及扣索等构件的作用。

2.8 地锚

也称作地垅或锚旋,形式多样,是大跨度拱桥施工中必不可少的结构,主要用于锚固主索、扣索、起重索及绞车等,把主索和扣索的索力最终传递给地基。地锚结构的可靠性对于缆索吊装的安全有决定性的影响。

2.9 手摇绞车千斤顶、电动卷扬机

这些设备主要用牵引、起吊等缆索系统的动力装置,电动卷扬机速度快,但目前电动控制设备相对滞后,卷扬机不易控制,一般只用于起重索和牵引索。对于安装要求高,需精细调整钢束的部位,多采用手摇绞车,以便于操作。

参考文献

[1]王耘.岂宁誉江大桥钢骨拱精架千斤顶斜挂扣悬拼架设工艺简介.桥梁和结构工程学会.1996年桥梁学术讨论会论文集.北京:人民交通出版社,1996:241-252.

[2]徐升桥.Y髻沙大桥设计研究.铁道标准设计,2001(6):2-7.