李萍 张发亮

云南交投集团公路建设有限公司 云南交投集团投资有限公司

摘 要：山区跨江钢筋混凝土箱型拱桥缆索用于吊装拱桥劲性骨架，缆索系统的设计、安装对完成劲性骨架施工发挥着重要作用，本文论述了缆索系统安装、试吊、拆除的过程，供山区类似桥梁施工借鉴应用。

关键词：箱型拱桥;缆索系统;安装;试吊;拆除;

1 工程概况

本桥为山区跨江上承式钢筋混凝土箱型拱桥，分为主桥和引桥，主桥采用计算跨径155m的上承式钢筋混凝土箱型拱桥，引桥采用30m跨径的简支T型梁桥。左线桥包括A桥:36m+162.8m+4×30.75m+3×{4×30}m，桥长686.8m;B桥:6×20mT梁，桥长127m;左幅共长813.8m。右线桥:30m+162.8m+4×{5×30}m+4×30m，桥长917.8m。桥平面位于直线和缓和曲线上，纵坡1.35%，纵断面位于直线上。

2 缆索吊系统总体设计

全桥劲性骨架分11个节段吊装，最重的节段46t，每个节段由单组主索上的2台跑车抬吊。

全桥设置缆索吊机两套，左右幅各一套。每套缆索吊机设一组主索，每组主索上设两台跑车，两台跑车同步牵引，两套缆索吊独立运行，每组两个吊点可独立升降，每组主索额定净吊重为50t。塔架为独塔结构，塔底铰接，索塔和扣塔合一。左幅缆索吊索跨布置为:50m(北岸边跨)+193m(主跨)+85m(南岸边跨);右幅缆索吊索跨布置为40m(北岸边跨)+193m(主跨)+87m(南岸边跨)。

3 索塔

每套缆索吊机共设两个塔架。塔架搭设在墩柱盖梁上，塔架不区分主、扣塔，同时起主塔与扣塔作用，塔底为铰接结构，吊装时塔架不受弯矩。塔架的高度均为28m，塔架采用大型贝雷桁架(销孔距4m×2.14m)组拼，每节塔架由8片贝雷桁架按方柱形式组拼。

4 缆索

(1)缆索系统由主索、牵引索、起重索、缆风绳等部分组成。每套缆索吊机设一组主索，每组由6根ф47.5mm纤维芯钢丝绳组成，主索锚固于主锚碇，支承于索鞍弧板，索鞍弧板与塔架固结为整体。牵引索选用ф28mm纤维芯钢丝绳，采用循环牵引方式穿绕。每组主索的两台跑车设置一台双向牵引卷扬机，使两台跑车同步行走。起重索选用ф21.5mm纤维芯钢丝绳;每组主索设置两台起重卷扬机。缆风绳设临时前缆风，后缆风，侧缆风和通缆风，用于抵抗两岸塔顶的纵、横向水平力。

(2)每组主索设置两台跑车(用连接索连为整体)，间距12m，同步牵引，但均可独立起重操作。起吊系统由跑车、起重滑轮组、配重块、吊点等组成。

(3)每套缆索吊机设有2个主锚碇(供主索和扣索锚固之用)，均为重力式锚碇;4个塔架侧缆风锚碇;北岸G1段单独设置一个扣索锚碇。

(4)扣索采用钢丝绳。每道扣索均由两条钢丝绳组成，扣点设在劲性骨架前端，调整端设在锚碇，中间通过布置于塔侧的转向滑轮转向;劲性骨架侧缆风索固定端设在劲性骨架前端，调整端设在侧锚碇。

(5)缆索吊机的主要设计参数如下

(1)主跨:193m;(2)最大垂度:17m;(3)两吊点距离:12m;(4)两吊点(跑车、吊具及其间钢丝绳)重量:10.5t;(5)额定净吊重:50t。

5 锚碇系统设计

5.1 主锚碇

本桥缆机锚碇均采用重力式锚碇。主索和扣索共用锚碇，称为主锚碇。每套缆机共有2个主锚碇，其中，北岸主锚碇尺寸为12m长、8m宽、3m深，采用C30混凝土浇筑，锚碇方量V(北)=12m×8m×3m=288m3;南岸主锚碇尺寸为12m长、8m宽、3m深，锚碇方量V(南)=12m×8m×3m=288m3。

5.2 塔架及劲性骨架侧缆风锚碇

塔架侧缆风锚碇用于抗风稳定及安全储备，并用于抵消吊装拱上T梁边梁时塔顶所受横桥向推力，锚碇尺寸为3m×3m×2m(根据锚碇所在位置地质条件进行调整)，每个塔架上下游各设置一个塔架侧缆风锚碇。

6 缆索吊机安装

6.1 塔架安装

塔架拼装时塔架底部设置临时支撑钢管，使塔架与基础之间为临时固接结构，待塔架拼完毕再转为铰接。

拉缆风索确保塔架施工安全，塔架拼装完成后进行全面检查，其各项误差符合下列要求:

塔顶标高:<30mm;塔顶顺桥向偏移:<30mm;塔顶横桥向偏移:<20mm。

塔架拼装过程中每隔3m安装一道腰缆风索，以确保塔架拼装过程中的稳定性。同时由测量人员对已拼塔架的立柱垂直度、柱顶位移、塔身侧向弯曲、柱与柱之间的距离等进行检测。符合要求后继续拼装，确保塔架拼装过程中空间位置的准确。经测量检查并作调整后对先期拼装的部分各节点的连接螺栓进行一次拼装过程的全面检查、补拧;以消除塔架因拼装而产生的过大变形，并将结构的非弹性变形降低到最低限度。

塔架拼装完成后，进行全面检查，各项偏差控制如表1所示。

表1 塔架检查表 下载原图

6.2 缆索吊机缆索系统安装

6.2.1 缆索总体安装顺序

⑴塔柱拼装过程中，安装临时缆风绳。设置在塔架高度28m位置，待塔架拼装完成后，在塔顶安装永久缆风，并调整缆风绳受力和塔顶位移。

⑵索的安装顺序为导索→主索→起重小车→起重索→牵引索。缆索穿挂过江时，严防缆索坠入水中和受到其他的污染。

6.2.2 导索安装

导索采用往复式牵引系统，导索的两端分别卷入两端卷扬机上，一端用于收绳进行牵引，另一端用于放绳，两台驱动装置联动，使导索作往复运动。

(1)用1根ф19.5mm钢丝绳作导索，单根长度800m。成捆钢丝绳卷绕于卷扬机卷筒，放置于南岸主锚碇附近，将钢丝绳一端抽出，翻过南岸塔顶临时索鞍滑轮上，转向向下拉至塔底。

(2)利用竹筏或临时浮桥架设过江麻绳，再用麻绳引导ф11mm小钢丝绳过江。然后将已牵至南岸塔底的ф19.5mm钢丝绳牵引过江。提升绳头到塔顶，绕过塔顶临时索鞍，转向向下拉至塔底，然后抵达北岸锚碇。

6.2.3 主索、起重索和牵引索安装

将配重块放置于主跨内，穿绕起重索和牵引索，但不收紧。将跑车临时固定于配重块上。主索卷盘放置于南岸，通过工作索等辅助设备，使主索锚固端翻过南岸索鞍，然后过河，穿过两个已临时固定于吊点配重块上的跑车，再翻过北岸索鞍，最后到达北岸锚碇锚固点。

待主索全部穿完，通过南岸的调索滑轮组，将主索逐次分级收紧，通过主索的收紧将两台跑车缓缓抬高。收紧主索时，通过协调控制每根主索的张力以及起重索的松紧使跑车保持平稳上升而不发生翻转。待跑车升空后、主索垂度接近设计垂度时，将跑车运行到跨中，调整牵引索的张力和主索的垂度。

单根主索应位于同一垂直面内，8根主索应相互平行，垂度误差小于50mm，后锚固点位置应一致，其位置误差小于50mm;两岸的后锚索位于同一平面内，锚扣点位置误差不大于50mm。

7 缆索吊机试吊

试验荷载等级:按设计规定，当至少应包括50%设计荷载、100%设计荷载及110%设计荷载的连动动载，以及125%设计荷载的跨中静载。

(1)承重索跨中垂度:采用全站仪测量主索垂度;各种试验荷载工况下，观测主索跨中垂度。

(2)塔架顶偏位观测:采用全站仪测量。在缆塔顶制作控制点，测量其坐标位置。各种试验荷载工况下，观测缆塔顶面的平面位置和偏位情况。

(3)扣塔和交界墩墩顶位移观测:采用全站仪测量。在扣塔和交界墩墩顶制作控制点，测量其坐标位置。各种试验荷载工况下，观测控制点的平面位置变化。(包括垂直度、坐标、标高和偏位变化情况等)。

(4)锚碇位移观测:采用全站仪测量。在两岸锚碇上制作控制点，测量其坐标位置。各种试验荷载工况下，观测控制点的平面位置变化。

(5)主索索力测试:必要时采用拉力计对试吊过程中主索索力进行测试。

(6)塔架、锚索、锚碇和机电部位、索鞍滑轮组、上下塔架之间的连接座及其他连接的重要部位，专人值守。

(7)在试吊前，加强塔柱、索结构的变形观测，特别是温度变化后，塔柱的偏位、索的垂直变化等。

8 塔索拆除

8.1 缆索系统拆除

首先，将吊具放置于桥面，然后通过主索调整端滑轮组将主索逐根、分级放松，使两台跑车逐步下降至桥面。在放松主索的过程中，通过牵引索调整端，适时放松牵引索。待跑车下降到位后，逐根拆除起重索。拆除起重索时，若遇到钢丝绳端头需从塔顶放下时，不能任其自行滑落，以免损坏钢丝绳及其他构件，而应在塔顶设置转向滑车，通过工作绳将其缓缓放下。待起重索拆除完毕后，可进行牵引索的拆除。最后，逐根拆除主索。

在主索翻越索鞍时，需用后保护索拖住主索尾端，防止因塔架两侧主索自重不均衡导致主索加速滑行后高速坠地。

8.2 塔架拆除

在拆除塔架前，先挂设腰缆，并按安装塔架要求进行塔架临时固结，然后拆除塔架缆风系统，最后进行塔架贝雷桁架的拆除。

9 结语

本桥主体工程已吊装完成，本工程的索塔、缆索系统满足主体工程施工需要，达到了预定的工程目标，可为今后的类似工程提供一定的参考经验。

参考文献

[1] JTG BOl-2014，公路工程技术标准．

[2] JTG/TF50-2011，公路桥涵施工技术规范．

[3] JTG D64-2015，公路钢结构桥梁设计规范出版社．

[4] JGJ 276-2012，建筑施工起重吊装安全技术规范．

[5] JTGF90-2015，公路工程施工安全技术规范．

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