淺談平昌巴河2 號橋無支架纜索吊裝施工技術

■陳 剛 ■四川巴廣渝高速公路開發有限責任公司，四川 成都 610041

1 工程概況

橋型布置。設計橋梁總長223.04m。橋梁位于直線上，縱坡為±1.6%的雙向縱坡，橋跨布置為2 ×13m(空心板)+160m(鋼筋混凝土箱形拱)+1 ×13m(空心板)，全橋共設4 道伸縮縫。主拱基礎為實體拱座，橋墩為柱式墩配樁基礎，橋臺為重力式U 型橋臺。

主拱圈凈跨徑為160m，凈矢高為25.6m，矢跨比為1/6.25，拱軸線系數m=1.988，拱圈高度為2.5m，拱圈頂全寬15.1m，整幅拱圈由10片拱箱構成，且拱箱是由7 段吊裝組成的，吊重最大值是76.79t。

澆筑縱橫接縫和現澆層混凝土工作實在吊裝完畢，接頭焊接全部完成后才進行的工作。

本工程主要是用無支架纜索吊裝施工工藝完成吊裝。

2 纜索吊裝系統的實施方案

2.1 索塔布置

依據平昌巴河2 號大橋的實地情況和工程特點，確認吊裝索跨為49m+250m+64m。平昌岸塔架設于0#橋臺附近。鄭家河岸索塔設于4#橋臺附近。兩岸索塔均采用“M”型萬能桿件組裝，分為塔柱、橫向聯系、塔頂及塔頂分配梁四部份組成。

2.2 地錨布置

本吊裝系統的地錨系統分為四類，一是兩岸索塔后的主地錨，主要錨固主索及工作索的承重索，主牽引索，主起吊索，扣索以及索塔的背向風纜索，二是兩索塔兩側的風纜索地錨，三是拱肋風纜索地錨，四是索塔的前風纜索地錨。

2.3 纜索系統的布置

纜索系統是由主索系統、工作索系統、纜風索系統等部分組成的。

2.4 卷揚機群布置

卷揚機之所以集中布置主要是考慮到便于集中控制、管理、視線良好等，主卷揚機和輔助卷揚機、打雜卷揚機分開布置，前者分設在兩岸主錨碇前，后者分兩岸布置。

3 吊裝拱箱

吊裝系統安裝完成后不能急于正式吊裝，還需要做好以下幾方面:(1)需要對跨徑、起拱線標高進行復核，拱腳對位大樣需要放樣并畫線。(2)需要做好拱腳預埋件的檢查工作。(3)需要做好拱箱的幾何尺寸和預制施工質量的檢查工作。(4)為了檢驗吊重能力和系統的工作狀態，需要對吊裝系統進行仔細檢查并進行試吊。

3.1 試吊方案

本項目拱箱的設計最大吊重為77t，在作本吊裝系統設計時，以最大吊重85t 來計算控制。為了操作方便，直接利用拱肋作為試吊重量，并在試吊拱肋上放置兩件鋼筋以達到77t 的1.2 倍，即以93t 作為最終試吊重量，行走完索跨全程后直接安裝。

4 拱肋安裝方法

每肋分七段吊裝，整座橋拱肋共70 個節段需要吊裝。

預制好的拱箱用預制場龍門吊車，將待起吊安裝的拱箱橫移至平昌岸索塔前面的主吊點正方位置，經仔細檢驗符合設計要求后，可以開始吊裝工作。

吊裝時用千斤繩和吊架捆綁相結合進行吊裝，吊點定在端頭第二塊橫隔板處，并在此設置槽口，并埋置粗鋼筋，對捆綁千斤繩起限位作用，避免千斤繩滑移。

扣點位置設在第二塊橫隔板前面35cm 處，利用拉板、轉向滑輪和設置牛腿來傳遞扣索力，滿足拱箱局部受力的需要。拱箱吊點采用2 ×φ47.5mm(或4 ×φ32mm)捆綁千斤繩。扣索采用φ47.7mm 鋼繩走2 線。

4.1 拱肋合攏施工工藝

(1)先對兩個拱腳段吊裝，施工預抬高值不小于8 公分;

(2)再對兩個第二段拱腳進行安裝，施工預抬高值不小于16 公分;

(3)再對兩個第三段拱腳進行安裝，施工預抬高值不小于25 公分;

(4)拱頂段至跨中放在最后吊運，并注意下放至約高于設計標高，拱腳段扣索、第二段扣索、第三段扣索和拱頂段滑車組進行下放時要對稱循環下放，接頭處需要抵緊，并且不能讓拱頂段簡支擱置沖擊第三段。

(5)合攏松索控制:在下放到第三段前接頭與拱頂段端頭標高大致一致時，拱頂段先把一端螺栓上好，再檢查拱頂及接頭標高，如果比設計標高低且超出了規范容許值的話，需要在另一頭處加墊鋼板，達到設計標高后上好螺栓，然后把加墊鋼板點焊于連接角鋼上方可。

扣索及起吊滑車組松索在施工時考慮到施工質量和安全問題，下放拱腳段扣索、第二段扣索、第三段扣索和拱頂段滑車組的時候需要循環對稱下放，由于循環次數增加了可以使扣索基本放松。松索用定長松索法進行施工，扣索一次松索量可為2 至3 公分，起吊滑車組跑頭可為25 至35 公分，且需要在張拉端鋼索及起吊跑頭上用筆標注出來;每松一次索應對各接頭及拱頂的標高進行觀測一次，并按照觀測的標高數據對松索量進行適度的調整，扣索用滑車組和卷揚機進行調整。

經過多次松索循環使得各扣索及起吊滑車組皆基本放松(其中索力保持10～20%左右較為合適)，拱肋標高達到設計要求后方可進行一次拱肋軸線的調整。

(6)拱肋軸線控制:吊裝拱肋的控制主要在拱肋軸線橫向偏位、標高的控制上，前者主要是通過調整拱肋側風纜長度來進行的，扣索合攏的過程中測量小組需要對整個過程進行跟蹤觀測，把已安裝拱肋的標高和軸線橫向偏位觀測數據傳出，由技術組制定出扣索和拱肋側風纜調整方案，這樣才能使吊裝節段準確、快速完成對接就位。拱肋完成合攏扣掛體系基本放松以及標高調整完成后才是拱肋接頭的焊接工作。

(7)焊接拱肋接頭:各接頭焊接主要是在拱肋上設置吊架，吊架可以用鋼筋焊接結構或腳手架管，吊架必須保證足夠的安全度且有安全防護措施才可以，把吊架上鋪設腳手板當做操作平臺。

(8)單肋合攏的穩定性措施。因為拱肋具有本身橫向寬度較小，單肋橫向穩定性差的特點，根據《公路橋涵設計手冊》(拱橋)下冊的有關章節計算，受自重和風力影響，拱肋橫向穩定較差(這是在不考慮風纜的穩定作用的前提下)。

纜風索對拱肋的作用相當于拱肋在橫向的多點彈性支承，這就大大減小了拱肋的自由長度，因此需要技術人員在設計風纜時，需要同時考慮它的強度和它的剛度(風纜截面積)兩個方面，來確保在最大設計風力影響下拱肋的橫向位移盡可能的小。由此我們不難看出，在拱肋安裝的各個環節在風纜參與共同受力的情況下，在最大風力及拱肋自重作用下，穩定安全系數滿足規范不小于4 的要求。

不僅如此，在進行風纜布置的過程中還應盡量注意到到上下河的對稱問題，只有按照《公路橋涵施工技術規范》所要求的風纜角度進行布置才能保證工程的施工質量。

4.2 拱箱總體吊裝順序

緊接拱座的端段(2 岸)—間段(2 岸)—次間段(2 岸)—中間合攏段。

5 拱肋安裝中的注意事項如下

(1)為了確保施工安全，拱肋安裝時需要在拱肋安裝的幾個主要受力階段，針對塔架、主索等進行觀測和登記好相關數據。

(2)各扣段安裝應設置一定的施工預抬高值，合攏前各段預抬高值設置標準為拱腳段8 公分，第二段16 公分，第三段27 公分。為了保證拱頂段的順利安裝，在進行按照時應注意扣索及起吊滑車的調整，應保證施工預抬高值始終不小于上述數值。在拱頂合攏段安裝完畢后，此施工預抬高值也就消失了。

(3)在進行拱頂段就位合攏施工時，下放拱腳段、第二段和第三段扣索時需要循環對稱下放才行，拱頂段滑車組應緩慢進行下降，接頭縫需要抵緊，不要出現拱頂段的簡支擱置。

(4)待軸線標高調整好后，確保松扣保持10-20%扣索力的情況下，才可進行接頭的焊接。

(5)千斤繩的配套使用很關鍵，鋼繩的索卡數量、索卡間距應按照規范及起重操作手冊的要求進行施工。

(6)理想的狀態是在較低溫狀態下進行拱肋合攏，最佳溫度保證在當地年平均氣溫值附近是最好的選擇。

(7)如遇特殊情況應特殊對待，比如遇到大風(風力六級以上)及雷雨等惡劣天氣，強行進行吊裝存在很大安全風險，所以自然條件不允許的情況下應停止吊裝作業，以免造成不可挽回的損失。

［1］都昌林，馬學峰，龔志剛.大跨徑無支架纜索吊吊裝系統設計與施工，公路交通科技，2004，21(9):74-77.