南寧大橋4×110t纜索吊裝系統荷載試運行方案與實踐

林祥

摘 要：南寧大橋主橋為300m跨徑曲線梁非對稱外傾拱橋（非對稱肋拱橋），兩岸引橋為預應力混凝土連續箱梁，大橋全長1314.77m。該橋造型新穎獨特，橋型優美，結構復雜。主橋鋼箱拱、鋼箱梁結構總體施工方案采用“無支架纜索吊裝斜拉扣掛法”施工，施工難度極大，是南寧大橋重難點關鍵技術之一。該文介紹了南寧大橋4×110t纜索吊裝系統荷載試運行方案、運行的荷載工況、檢測項目以及檢測結果，對纜索吊裝系統的安全性做出評價，為鋼箱拱、鋼箱梁的正式吊裝施工提供可靠的技術保證，確保系統的運行安全。

關鍵詞：南寧大橋 纜索吊裝系統 荷載試運行

中圖分類號：U445 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）12（b）-0036-01

1 纜索吊裝系統設計概況

南寧大橋主橋鋼箱拱、鋼箱梁采用“節段工廠制造、先拱后梁、無支架纜索吊裝”的施工方案。4×110t固定式纜索起重機，是為該橋鋼箱拱、鋼箱梁施工而設計制造的臨時纜索式起重機，主要用于大橋拱梁架設安裝。該纜索起重機按三跨布設，跨度為240m+452m+280m，纜索吊機分成四組索道，每組主索道由6根φ56的密封鋼絲繩組成，東西拱肋各兩組索道，東側組間距為6m，西側組間距6.2m。主要由塔架、主纜索體系（承載索、起重索、牽引索、主纜索跑車及下掛結構、塔頂索鞍、橫移系統等）、錨固體系（主索地錨、扣錨索地錨、纜風地錨），牽引、起重卷揚機運行的電器集中控制系統，施工監視系統等部分組成，該次試運行要對以上各個體系做出全面的檢測、對其安全性及工作性能做出全面的評價，為后續正式吊裝工作做好準備。

2 試運行方案介紹

纜索吊裝系統單組索道的最大凈起吊能力為110t，試驗采用單組、雙組組合兩階段分級逐步加載，其中組合抬吊選擇的工況為吊裝過程中西拱吊裝荷載最大W1節段及東拱吊裝最大重量的E2節段。單組索道分空載、靜載、動載進行試運行，其中靜載按設計吊重的60%→100%→125%加載；動載按設計吊重的110%加載。兩組索道組合試運行配重模擬實際最大吊重工況按設計吊重的60%→100%加載。采用鋼筋與桁架平臺組合的形式加載，從下游到上游索道編號為A、B、C、D。每個工況的試運行程序如下。

（1）小車空載測設初始值；（2）距塔架115m處起吊重物；（3）離地面50～100cm，停機觀測、檢查；（4）重物起升離地50m高，檢查；（5）小車運行至跨中，停機觀測、檢查；（6）小車運行至對岸距塔架115m處，停機觀測、檢查；（7）卸載，觀測、檢查。

3 檢測項目及方法

3.1 主索垂度

觀測主索垂度主要復核吊裝凈空高度以及通過垂度計算索力，計算主索的安全系數。（1）主索的空載安裝垂度：四組主索吊具全部運行至跨中，進行每組索道垂度測量，參照標高為塔架頂標高。（2）主索的吊重垂度：按試吊順序加載重量，其吊具運行至跨中，進行垂度測量，參照標高為塔架頂標高。

觀測方法：在岸坡上適當地方（主索盡量接近法線方向）確定一控制點，測出控制點標高和距跨中距離，在控制點上置經緯儀，觀測主索跑車位置，讀出豎直角，即可計算得垂度值。

3.2 塔架關鍵部位桿件應力

在鋼管立柱頂、鋼管立柱底、H型鋼立柱頂、H型鋼立柱底、萬能桿件橫梁中部及與H型鋼立柱連接的關鍵部位均設置了應變傳感器，通過對塔架關鍵部位應變的測試，來掌握結構的實際應力狀況，并和理論計算結果進行對比分析，對結構的安全性做出平判。

3.3 塔頂位移

通過塔頂位移可以判斷塔架順橋向的剛度如何，纜風索設置數量是否足夠，以及塔架的整體工作性能，是評價塔架安全性能的一個最直接、最重要指標。在塔架順橋軸線方向設一個測站和一個后視點，在各點位設固定標尺，用全站儀觀測塔架的偏移。塔架設置了塔頂位移5個觀測點和H型鋼立柱4個位移觀測點。在各個加載工況加載前、運行工況中、卸載后均進行測設。

3.4 牽引、起重索索力

通過對牽引、起重索索力的測試，核實牽引、起重索索力及起重、牽引卷揚機選型正確性，對是否滿足工作要求做出判斷。索力通過拉力傳感器進行直接量測。同時在C、D組起重小車上橫梁機構中間安裝軸銷式傳感器，對起吊重量進行較核。

4 檢測結果

（1）纜索地壟位移纜索地壟在各工況運行下最大位移值為2mm，設計最大控制位移值為6mm，滿足設計承載要求，地壟錨體無裂紋、四周土體無異常。（2）塔架位移實測最大位移為11.8cm，理論最大位移值為11.6cm，最大值偏差僅2%，位移小于塔高的，滿足規范要求。（3）塔架應力試吊應力測試結果來看，同一工況下南、北塔架對稱點應力基本一致，大部分數據與理論計算數據基本吻合。試吊過程中應力無異常，最大荷載下的殘余應變也較小，總應力也遠小于容許應力，因此，可以判斷塔架施工質量良好，工作狀態正常。（4）承載索垂度在各工況運行下，承載索跨中垂度與理論計算值接近，誤差值為20～50cm，主要是受溫差影響，表明承載索空載安裝垂度設置基本正確。（5）起重索、牽引索索力從測試結果表明，在各工況運行下，起重索、牽引索索力與理論計算值接近，誤差值為6～14kN，比理論計算值略偏小，表明理論計算取值基本正確，選擇的起重卷揚機、牽引卷揚機型式正確。（6）纜索起重機設備運轉在各工況運行下，塔架頂索鞍承重索輪、牽引索轉向滑車輪、起重索滑車輪運轉正常；地壟處起重索、牽引索導向滑輪運轉正常，滑輪無損傷；起重小車上、下掛滑輪運轉正常；卷揚機組的功率和運轉速度正常。（7）塔頂結構、塔架桿件、緊固件的局部變形情況在各工況運行下，通過觀測，塔頂結構、塔架桿件、緊固件無異常變形。（8）繩索錨固情況在各工況運行下，通過觀測設置的標識，繩卡錨固到位，繩索無滑動，表明繩卡數量設置正確，錨固力滿足要求。（9）電氣設備在各工況運行下，通過檢查電流、電壓及導線溫升等表明纜索吊裝系統設備滿負荷運行時，供電系統和用電設備線路能滿足施工要求。（10）電氣集中控制系統在各工況運行下，電氣集中系統能正常運轉，性能穩定正常、操作簡潔、使用情況良好。

5 結語

南寧大橋LSD220固定式纜索起重機荷載試驗采用逐步加載的方式進行，每級荷載工況運行完畢，立即進行數據分析，在所有數據正常的情況下，再進行下一級的荷載試驗。在單組索道荷載試驗結束正常的情況下，進行了施工過程控制工況的雙組抬吊荷載試驗，雙組抬吊也采用了分級加載，保證了整個試運行過程的安全。經該次試運行，不僅檢測了整個吊裝系統的運行情況，而且為南寧大橋鋼箱拱和鋼箱梁的正式吊裝做了一次練兵，使所有人員更加熟練了吊裝操作程序。

參考文獻

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