徐 靖

（四川路橋華東建設(shè)有限責(zé)任公司，四川 成都 610299）

0 引言

牽引系統(tǒng)是懸索橋施工的重要結(jié)構(gòu)，常規(guī)平行主纜懸索橋普遍采用循壞式或者往復(fù)式牽引系統(tǒng)進(jìn)行布置，空間主纜懸索橋的主纜施工工藝是先進(jìn)行平行架設(shè)，緊纜完成后再頂推至空間主纜狀態(tài)，所以針對空間主纜和巖錨錨碇的橋型應(yīng)考慮不同的牽引系統(tǒng)布置方式進(jìn)行施工，并同時考慮經(jīng)濟(jì)性和工效的要求。本文挪威哈羅格蘭德大橋主纜牽引系統(tǒng)布置和施工進(jìn)行總結(jié)，展示其經(jīng)濟(jì)性和工效，為類似工程提供參考。

1 工程概況

1.1 橋梁概況

挪威哈羅格蘭德大橋位于挪威諾德蘭郡納爾維克市，為世界上已建成通車的跨徑最大的空間主纜懸索橋，同時也為北極圈內(nèi)跨徑最大的懸索橋。該橋主橋為雙塔單跨鋼箱梁懸索橋，主跨長度為1145m，K 岸側(cè)（Karistranda）、O 岸側(cè)（Oyjord）邊跨長度分別為250.94m和225.26m，錨跨各長15.73m和15.01m。橋塔為鋼筋混凝土塔柱，K岸和O岸塔高分別為175.7m和170.1m，采用A字形變截面。橋塔基礎(chǔ)采用雙圓形沉箱基礎(chǔ)，K岸和O岸分別建于水深29m和19m處。K岸尺寸為直徑9.5m，高27.6m；O岸尺寸為直徑9.5m，高14.7m，嵌巖深度分別為5.8m和8.2m。K岸和O岸錨碇采用預(yù)應(yīng)力巖錨基礎(chǔ)。大橋單根主纜由40根通長索股組成，K岸和O岸各設(shè)置4根和2 根背索，單根索股采用127 絲Φ5.96mm、抗拉強(qiáng)度1770MPa的鍍鋅高強(qiáng)鋼絲。

全橋共設(shè)置110根吊索，吊索縱向間距20m，吊桿傾斜布置，豎向傾角介于2.95°～7.73°。鋼箱梁采用單箱室扁平流線型，正交異性鋼橋面板，總長1145m（見圖1所示），垂跨比1∕10，共劃分為30個節(jié)段。節(jié)段重量為120～250t，總重約7300t。箱梁寬度為18.6m，高度3.0m，橫橋向坡度為3%。包括外側(cè)一條3.5m寬自行車道，鋼箱梁橋面最高點高度44.2m。橋面布置為雙向2車道，車道寬度4.8m。

圖1 哈羅格蘭德大橋布置效果圖（單位：m）

1.2 建橋條件

大橋地處北極圈內(nèi)，冬季長達(dá)7個月以上，極寒且伴隨強(qiáng)降雪，這對結(jié)構(gòu)耐久性提出挑戰(zhàn)；加之北極圈內(nèi)特有的極夜氣候，夜長晝短，施工難度大。

大橋采用空間主纜、A型主塔結(jié)構(gòu)形式。大橋橋?qū)拑H為18.6m,較小的寬跨比給主梁設(shè)計以及施工過程抗風(fēng)帶來挑戰(zhàn)?？臻g主纜在超千米主跨懸索橋首次使用，纜索系統(tǒng)及臨時結(jié)構(gòu)施工等方面，無法借鑒以往平行主纜懸索橋的建設(shè)經(jīng)驗；主纜架設(shè)與鋼箱梁施工受低溫及風(fēng)雪環(huán)境影響，施工效率低下；雪載與冰載對臨時結(jié)構(gòu)有影響；低溫對混凝土澆筑、鋼結(jié)構(gòu)焊接、油漆涂裝、橋面瀝青鋪裝施工與質(zhì)量控制等都有較大影響[1-3]。

2 主纜牽引系統(tǒng)的布置和施工

2.1 主纜牽引系統(tǒng)的布置

該橋主纜由于為空間主纜，主纜安裝工藝為先平行架設(shè)完成后進(jìn)行主纜頂推施工從而形成空間主纜線性。該橋單根主纜由40根通長索股組成，K岸和O岸各設(shè)置4根和2根背索，見圖2所示。

圖2 挪威主纜牽引系統(tǒng)總體布置圖

懸索橋主纜采用PPWS法施工時,主纜的架設(shè)方法一般有往復(fù)對拉和循環(huán)式兩種。該橋采用左右幅整體大循環(huán)牽引系統(tǒng)進(jìn)行主纜架設(shè)。相比往復(fù)式牽引系統(tǒng)，該橋所使用的牽引系統(tǒng)可節(jié)約卷揚(yáng)機(jī)數(shù)量，相比傳統(tǒng)大循環(huán)的牽引系統(tǒng)，該橋所使用的牽引系統(tǒng)可減小牽引卷揚(yáng)機(jī)的噸位，且牽引過程中主纜反拉力更易控制。

牽引和反拉卷揚(yáng)機(jī)設(shè)置在K岸錨碇側(cè)前方（見圖3所示），牽引鋼繩出卷揚(yáng)機(jī)通過萬向輪轉(zhuǎn)向至左右側(cè)錨室，通過設(shè)置在錨碇門架上的轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)向至前錨面，通過前錨面轉(zhuǎn)向架后再次進(jìn)入導(dǎo)輪組后進(jìn)入邊跨貓道系統(tǒng)（見圖4所示）。

圖3 牽引系統(tǒng)K岸錨碇布置圖

圖4 牽引系統(tǒng)在邊跨貓道上布置

牽引系統(tǒng)在中邊跨貓道上布置與常規(guī)懸索橋布置類似，在貓道上每9m設(shè)置一個貓道托輥，在每個貓道門架上設(shè)置小導(dǎo)輪。

牽引系統(tǒng)在主塔附近布置與其他懸索橋類似，主塔附近貓道托輥根據(jù)線性變化相應(yīng)加高，牽引繩拖過設(shè)置在塔頂門架上的導(dǎo)輪組經(jīng)過塔頂門架進(jìn)入中跨貓道，見圖5所示。

圖5 牽引系統(tǒng)在塔頂布置圖

牽引系統(tǒng)在中跨貓道上類似，由于中跨貓道在主纜架設(shè)期間為左右幅整體連接狀態(tài)，在貓道門架上根據(jù)相應(yīng)位置設(shè)置小導(dǎo)輪，見圖6所示。

圖6 牽引系統(tǒng)在中跨貓道上布置

在O岸錨室上方通過設(shè)置簡易托輥的方式作為主纜通過錨室上方的一個簡易通道，在入錨時則通過后方反拉卷揚(yáng)機(jī)抬升主纜及錨頭離開簡易通道后再下放至錨室進(jìn)入主纜入錨施工，見圖7所示。

圖7 牽引系統(tǒng)在O岸錨碇布置

根據(jù)O岸的地形條件，牽引系統(tǒng)轉(zhuǎn)向設(shè)置在錨室后方，通過設(shè)置在O岸錨碇門架上的反向轉(zhuǎn)向架，牽引繩到達(dá)錨室后方，再通過設(shè)置在引橋橋臺兩側(cè)的轉(zhuǎn)向架轉(zhuǎn)向至另一側(cè)，從而形成整個左右幅整體大循環(huán)主纜牽引系統(tǒng)，見圖8所示。

圖8 主纜牽引系統(tǒng)

2.2 主纜牽引的施工

貓道完成后，在O岸錨碇通過履帶吊將主纜索股吊運至放索架上，通過錨頭與小卷揚(yáng)機(jī)連接，啟動O岸錨碇后方小卷揚(yáng)機(jī)通過簡易通道將主纜錨頭牽引至O岸錨碇門架附近，再將錨頭與拽拉器連接開始進(jìn)行主纜牽引，牽引速度一般控制在10～20m∕min，如果在塔頂?shù)任恢脛t應(yīng)將牽引速度適當(dāng)降低，一般控制在5m∕min左右。在牽引過程中應(yīng)注意著色絲的位置，并通過魚類夾等輔助工具防止主纜扭轉(zhuǎn)。在實際施工中牽引時間約和主纜入鞍時間相等，對于人力資源配置的利用率也得到相應(yīng)提高，避免在牽引過程中待工等情況的發(fā)生。

3 結(jié)束語

綜上所述，主纜牽引施工為懸索橋上部結(jié)構(gòu)施工中重要工序，其設(shè)計的合理性直接影響牽引效率和施工工期。挪威哈羅格蘭德大橋特殊的空間主纜和A型塔設(shè)計對于懸索橋上部結(jié)構(gòu)施工提出新的挑戰(zhàn)，針對空間主纜的施工方法及該橋?qū)嶋H主纜施工數(shù)量和施工周期需求，提出左右幅大循環(huán)牽引系統(tǒng)的施工方法，通過2臺卷揚(yáng)機(jī)、K岸和O岸轉(zhuǎn)向架、簡易通道、塔頂錨碇導(dǎo)輪組等形成牽引系統(tǒng)。在完成一個牽引施工的時間內(nèi)，利用牽引期間人工需求較少的狀態(tài)完成另一根索股的入鞍施工，提升了施工效率，節(jié)省了施工設(shè)備的投入，為空間纜懸索橋主纜牽引施工提供了新型解決方案。