張善剛

安徽省路港工程有限責(zé)任公司

1 引言

纜索吊最初被稱為無支架吊裝，是我國(guó)20世紀(jì)70年代在大江大河上安裝拱橋節(jié)段獨(dú)創(chuàng)的一種架設(shè)方法。由于在江河中不需搭設(shè)支架，后來得以廣泛應(yīng)用。90年代末及21世紀(jì)初，隨著大跨徑橋梁在我國(guó)大量興起，纜索吊廣泛應(yīng)用到橋梁施工的吊裝中。纜索吊起吊重物后可以沿大跨徑橋梁全跨范圍內(nèi)進(jìn)行移動(dòng)，起吊點(diǎn)位置不受限制，其架設(shè)速度極快、成本低，成了山區(qū)復(fù)雜地形超高大跨徑拱橋梁板安裝施工工藝。

2 工法特點(diǎn)

（1）前期設(shè)計(jì)中采用中墩無支架纜索吊裝施工方法施工時(shí)，塔架以橋梁全寬布置，起重小車可以在全跨徑范圍內(nèi)無障礙快速移動(dòng)，既可以垂直起吊又可以縱向移動(dòng)。吊裝梁板時(shí)在前期對(duì)施工過程進(jìn)行準(zhǔn)確合理的數(shù)值模擬分析，在ANSYS軟件和MIDAS軟件中建立相應(yīng)的模型，對(duì)π梁吊裝施工過程進(jìn)行仿真分析，得出安裝時(shí)拱肋橫截面應(yīng)力以及拱肋的變形，從而為梁板吊裝提供相關(guān)參數(shù)。確保了橋梁主體線型滿足設(shè)計(jì)要求，提高了吊裝的效率。

（2）本工法采用固定塔架纜索吊系統(tǒng)作為安裝鋼管拱橋梁板的起重設(shè)備，從鋼管拱橋中跨梁板對(duì)稱向兩邊施工，大大減少了監(jiān)控量測(cè)的工作量。

（3）本工法克服了采用傳統(tǒng)起重設(shè)備安裝費(fèi)工費(fèi)時(shí)等難題。纜載吊機(jī)不能帶載在主纜上行走，只能定點(diǎn)進(jìn)行垂直起吊，因此不適合山區(qū)粱段從兩塔側(cè)起吊后再縱向移動(dòng)的需要；橋面架橋機(jī)需采用兩臺(tái)從兩端位置對(duì)稱向跨中的順序進(jìn)行架設(shè)，使得線形不易控制，對(duì)主體線形影響較大，且因架橋機(jī)吊重限制，施工難度極大且效率極低，施工成本較高，同樣不能滿足工程建設(shè)需要。

（4）采用本工法安裝，有效克服了山區(qū)施工現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地狹窄，材料及構(gòu)配件運(yùn)輸?shù)跹b難度大等難題。纜索吊起吊重物后可以沿大跨徑橋梁全跨范圍內(nèi)進(jìn)行移動(dòng)，起吊點(diǎn)位置不受限制，其架設(shè)速度極快、成本低。

（5）采用纜索吊系統(tǒng)安裝梁板，設(shè)備投入少，操作方便，工作效率高、經(jīng)濟(jì)效益、安全效益、社會(huì)效益顯著。

（6）為了節(jié)約成本，提高粗徑鋼絲繩的重復(fù)使用率，減少一次性投入，采用開閉銷接式熱鑄錨進(jìn)行接長(zhǎng)，使得舊鋼絲繩的重復(fù)使用更加可行。

3 適用范圍

（1）本工法適用于山區(qū)復(fù)雜地形大跨度拱橋梁板吊裝施工，尤其是跨越“V”型深山峽谷的拱形橋梁，兩岸坡度在70°～90°之間，谷底至橋面標(biāo)高處的高差達(dá)幾百米。

（2）本工法還適用于跨越江河湖泊等橋梁建筑物的安裝和施工。

4 工藝原理

纜索吊結(jié)構(gòu)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(dòng)力系統(tǒng)（牽引卷?yè)P(yáng)機(jī)、起重卷?yè)P(yáng)機(jī)）等五部分組成。起吊重物通過承重索把巨大拉力傳遞地錨結(jié)構(gòu)，地錨結(jié)構(gòu)作為最主要的承載結(jié)構(gòu)，為纜索吊系統(tǒng)成敗的關(guān)鍵。預(yù)應(yīng)力錨索＋錨墻結(jié)構(gòu)地錨充分利用錨索與其周圍巖體的共同作用，錨固承重索。本工法梁板主要由纜索吊系統(tǒng)完成起吊、運(yùn)輸、架梁。纜索吊安裝梁板施工程序：MIDAS軟件建模分析——纜索吊設(shè)計(jì)與施工——纜索吊機(jī)驗(yàn)收與試吊——測(cè)量放樣定位——安裝永久支座——用平板掛車運(yùn)梁板至安裝位置——纜索吊系統(tǒng)吊裝π梁就位——監(jiān)控量測(cè)及驗(yàn)收——橫向鋼筋焊接。

圖1

圖2 纜索安裝示意圖

5 工藝流程與施工要點(diǎn)

5.1 工藝流程（見圖3）

圖3

5.2 施工方案

基于現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)條件，采用主橋的纜索吊裝系統(tǒng)進(jìn)行π梁吊裝，考慮構(gòu)件最大重量1.2倍安全系數(shù)，采用上下游纜索系統(tǒng)抬吊安裝。π梁通過跑車運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)，按順序進(jìn)行安裝。

圖4 纜索安裝布置圖

5.3 安裝順序（共14孔）

（1）順橋向先跨中后邊跨進(jìn)行吊裝。

（2）橫橋向先中板后邊板。

為盡量較少π梁安裝對(duì)主拱圈線形的影響，堅(jiān)持對(duì)稱平衡原則，具體吊裝順序如下。

第一步：首先吊裝拱上第7孔中板，第8孔中板，然后依次吊裝第6孔和第9孔中板。

第二步：然后吊裝第5孔和第10孔中板。

第三步：按照第二步吊裝順序依次完成后續(xù)幾孔中板的安裝。

第四步：按照第1步～第3步的吊裝順序橫橋向左右對(duì)稱依次完成每孔邊板的安裝。

圖5 橋孔編號(hào)

5.4 纜索系統(tǒng)施工要點(diǎn)

大跨度纜索吊吊裝梁板是一項(xiàng)高難度、高風(fēng)險(xiǎn)的施工，纜索吊的施工質(zhì)量牽涉到梁板的吊裝施工安全。要嚴(yán)格控制每一道工序的施工質(zhì)量，包括：

（1）地錨混凝土澆筑質(zhì)量，地錨巖錨張拉質(zhì)量，地錨拉帶的加工質(zhì)量，地錨轉(zhuǎn)向輪加工質(zhì)量。（2）塔架預(yù)埋件埋設(shè)質(zhì)量，塔架拼裝質(zhì)量，塔架焊接質(zhì)量，索鞍質(zhì)量，索鞍鞍座安裝質(zhì)量，索鞍安裝質(zhì)量，索鞍加固質(zhì)量。（3）承重繩質(zhì)量，承重繩連接質(zhì)量，承重繩調(diào)整質(zhì)量。（4）起重小車質(zhì)量，起重小車安裝質(zhì)量，上、下掛架施工質(zhì)量。（5）牽引和起重系統(tǒng)卷?yè)P(yáng)機(jī)安裝質(zhì)量，卷?yè)P(yáng)機(jī)鋼繩質(zhì)量。（6）梁板吊具加工質(zhì)量，梁板吊具安裝質(zhì)量。（7）承重繩的熱鑄錨頭現(xiàn)場(chǎng)澆筑質(zhì)量。錨頭澆筑完畢后全部按國(guó)標(biāo)進(jìn)行頂壓試驗(yàn)，頂壓荷載為1.25倍設(shè)計(jì)荷載，頂壓后索體最大外移量必須符合國(guó)標(biāo)中要求小于5mm的指標(biāo)。（8）吊裝鋼管拱橋及π梁前期對(duì)全橋安裝施工過程進(jìn)行準(zhǔn)確合理的數(shù)值模擬分析，在ANSYS軟件和MIDAS軟件中建立相應(yīng)的安裝過程模型，對(duì)鋼管拱橋及π梁吊裝施工過程進(jìn)行仿真分析，鋼絲索采用索單元模擬。得出安裝時(shí)拱肋橫截面應(yīng)力以及拱肋的變形和主橋線型，從而為鋼管拱橋π梁吊裝及監(jiān)控量測(cè)提供相關(guān)參數(shù),以指導(dǎo)其鋼管拱橋π梁安裝和監(jiān)控量測(cè)。

主吊裝系統(tǒng)主跨徑313.7m，北岸后錨端跨徑為45.5m,與水平線夾角9.85°。南岸后錨端跨徑:45m、與水平線夾角19.5°，纜載吊機(jī)最大使用荷載50T，全橋設(shè)置兩套主索吊裝系統(tǒng)。

6 結(jié)語

（1）本方法采用固定塔架纜索吊系統(tǒng)作為安裝梁板的起重設(shè)備，設(shè)備投入少，操作方便，克服了采用傳統(tǒng)起重設(shè)備安裝費(fèi)工費(fèi)時(shí)等難題。減少了現(xiàn)場(chǎng)的吊裝作業(yè)量和高空作業(yè)，減少了高空作業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)，加快了施工進(jìn)度，工作效率高、經(jīng)濟(jì)效益、安全效益、社會(huì)效益顯著。

（2）采用本方法安裝，有效克服了山區(qū)施工現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地狹窄，材料及構(gòu)配件運(yùn)輸?shù)跹b難度大等難題。采用的纜索吊系統(tǒng)不僅僅用于梁板的安裝，還能用于鋼管拱橋其他分部、分項(xiàng)工程的施工，極大地節(jié)約了項(xiàng)目施工成本。