上承式鋼拱橋纜索吊裝系統安全措施探討

王廣裕

（山西新世紀交通建設工程咨詢有限公司，山西 太原 030006）

1 工程概況

青海省循隆高速蘇龍珠黃河特大橋主跨為220 m上承式鋼管混凝土拱橋。該橋主拱肋、拱上立柱、拱上蓋梁、π型板梁的吊裝施工均使用纜索吊裝系統。纜索吊裝系統因其載荷多變、機構復雜、結構龐大而存在極大的危險因素，極易發生起重傷害、物體打擊、高處墜落、機械傷害等。一旦出現安全事故，必然會造成巨大的人員生命安全及財產損失，因此，加強纜機的安全管理極為重要。

2 纜索吊裝施工方案具體布置

纜索吊裝施工方案的具體布置是以鋼管拱主拱肋的安裝為控制工程展開的，纜索索塔采用乙型萬能桿件拼裝（如圖1）[1]，主纜架支架高不小于45 m，固定索鞍，現澆C40混凝土錨碇，纜風固定。纜索系統在安裝前制定了專項施工方案，對纜索吊裝設計進行詳細計算。并考慮了橋址位于山谷及庫區地帶的情況,計算過程中加入了基本風壓和峽谷風系數[2]。并根據纜索系統各組成部位制定了相應的施工風險防控措施，具體內容如下。

圖1 纜索系統主要組成部件

2.1 索塔

扣索塔架設置在主拱拱座上，主塔架分別在1、2墩之間和6、7墩之間，塔架由萬能桿件拼裝而成，塔架調整主要是通過纜風繩調節塔架垂直度，可用經緯儀或全站儀觀察，塔頂中心與塔腳中心偏位不宜超過5 cm。調整時，塔架垂直度與纜風繩索力應同時進行測試，在保證塔架垂直度符合要求的情況下纜風繩索力符合設計要求。索力可通過千斤頂直接測得或其他測索力專用儀器測得。

調整過程中應有專人統一指揮，因各操作點距離較遠，下端拖拉點，上端調整點和觀測點均應配備對講機或其他可靠的通信工具。纜風繩調試時應順橋向兩側對稱同時進行，并有專人負責觀察塔頂位移以便及時調整兩側纜風繩拉力。在調索過程任何時候，纜風繩活頭應設保險固定在死頭上，以防導鏈或卷揚機出現意外事故造成溜繩，影響塔架穩定，且應在活頭固定后方可把保險卡拆除。使用卷揚機、導鏈及安裝繩夾等應嚴格按照裝吊作業技術有關規定進行施工操作。卷揚機地垅要牢固可靠，卷揚機應正對轉向滑輪，其夾角不宜大于2°，地垅采用混凝土地垅，預埋鐵板與卷揚機焊接。鋼絲繩夾數量、間距及夾緊程度應符合要求，繩夾質量要有保證，應附繩夾出廠合格證。由臨時纜風轉換到正式纜風應逐步拆除臨時纜風，當正式纜風帶力經檢查安全后，方可逐步解除臨時纜風。調整正式纜風索力時，臨時纜風必須全部解除，防止塔架中間受水平力產生旁彎。

2.2 主索

吊裝主拱肋、拱上立柱、拱上蓋梁、π型板梁的纜索系統需架設主索，主索的設計需根據所吊裝的構件長度、重量，通過計算確定鋼索的類別、直徑、長度和繩數（幾輪幾繩）。主索要具有抵抗橫向壓力的良好性能，以承受跑車車輪在荷載作用下傳來的壓力。并且主索還需要具有平滑的表面，以減輕跑車車輪的運行阻力和磨損。為滿足上述要求，主索最好采用密封式鋼絲繩，其鋼絲繩強度不小于設計強度。安裝主索采用上下游對稱安裝，并按設計要求調整錨索索力，保證塔架垂直度符合要求。

主索跨河、過索過程中應有專人統一指揮外，各個工點均應有專人負責指揮（上下游后錨，塔頂及施工有關作業點），通信工具應齊全，信號準確。主索牽引過程中，兩岸卷揚機應基本同步收繩和吐繩，并有專人負責觀察其垂度情況，垂度不能太小，以免東西岸卷揚機形成對拉拉斷鋼絲繩，有問題要及時調整兩岸卷揚機速度。主索與導索連接在繩夾上后，須由現場技術人員或有經驗的裝吊人員及工點負責人檢查合格后方可進行下一步工序。在過索牽引時，索下方不宜停留施工人員和其他閑雜人員，要設專門人員負責招呼。卷揚機等機械設備及供電設備須派專人值班，有問題及時處理。

2.3 跑車

跑車俗稱搬運小車，安裝在主索上，跑車車輪在主索上行走，跑車上裝有起重滑輪組，從而達到提升構件并起到水平運輸的作用。考慮到蘇龍珠大橋吊運的拱上鋼立柱較長且需要吊裝π型板梁，因此需采用兩部跑車同時起吊。起吊過程嚴格按高空作業安全技術規程施工。對跑車需經常檢查、保養，并在每次起吊設備前對其進行嚴格檢查，消除事故隱患。

2.4 牽引索

牽引索是為拉引搬運小車沿主索在水平方向上往返運輸構件而設。宜采用柔軟、圓形截面和平滑表面的鋼絲繩，以利其繞過滑輪和纏繞在卷揚機的卷筒上。

2.5 起重索

起重索是用來起吊重物作垂直升降運動的鋼絲索。選用時要求起重索柔軟、圓形截面和平滑表面，同時在工作過程中不產生回捻扭結和自轉。易采用反向捻雙重繞麻芯鋼絲繩較好。

2.6 扣索

扣索主要負責主拱肋懸掛固定的主要設備。鋼拱肋安裝過程中高空作業多，應嚴格執行交叉作業安全規程，鋼拱肋安裝時應焊接操作平臺，掛設安全網，嚴格按高空作業安全技術規程施工。對索具經常檢查、保養，并在每次起吊設備前對其進行嚴格檢查，消除事故隱患。扣索所用卷揚機每次掛索時，卷筒上鋼絲繩至少保留5圈以上，卷筒上鋼絲繩應連接牢固，排列整齊，鋼絲繩不得有亂繩和彎曲，不得使用扭結變形的鋼絲繩。扣塔在沒安裝風纜前，經常對塔梁臨時固結處進行檢查。鋼拱肋安裝一個節間就要對風纜與索塔平聯進行檢查，調整控制扣塔垂直度。扣塔施工期間的上行通道和施工平臺要定期檢查。在風雨情況下，對扣索的振動情況進行檢查，如果振動過大要加強減振措施。

扣索是拱肋懸掛固定的主要設備。必須通過試拉來確保可靠性。具體方法：將兩岸的扣索用卸甲連在一起，將收緊索收緊進行對拉，來全面檢查扣索、扣索收緊索、扣索地錨和動力裝置是否達到要求。

2.7 地錨裝置

地錨裝置用于固定纜索吊車主索、扣索、風纜、絞車及轉向滑輪等不可缺少的設備，它關系著吊裝和人身的安全。左右岸主索地錨均在基巖里挖坑，錨坑及索槽需采用人工硬打（放小炮預留保護層人工撬挖），以保證基巖的整體性。開挖過程中控制錨坑底面及索槽底面的傾角與主索相同，保證錨坑深度及錨坑兩端嵌入基巖的長度，錨梁整體后仰（其傾角與主索傾角同），不允許橫斷面尺寸欠挖。主錨碇四周應排水暢通，以免銹蝕錨扣和滑車。鋼筋綁扎節點全部電焊，整個鋼筋骨架后仰，錨扣預埋應精確控制其傾角（與主索傾角一致），錨扣之間被隔斷的主筋，兩頭應打彎與錨扣焊接，同時用短鋼筋若干根焊在錨扣腹板，以保證混凝土對地握裹力。地錨設計荷載時考慮吊裝最大重量時所同時承受的主索拉力、塔架后纜風索拉力等設置在主地錨上的全部荷載總重并再考慮安全系數。

左右岸扣索地錨為蘇龍珠橋橋臺U擴大基礎，基底地基承載力不得小于400 kPa，施工中應優先施作該橋橋臺U擴大基礎。該地錨設計荷載時考慮扣索全部鋼拱肋時所承受的扣索拉力和扣索等設置在地錨上全部荷載的總和并考慮安全系數。

地錨要求全部試拉，可利用地錨相互試拉，使其完成一部份位移，受拉值為設計荷載的1.5～2.0倍。

所有纜索設備及起吊滑輪組、鋼絲繩安裝前必須經過嚴格的檢修和檢驗，纜索設備不能帶病作業，鋼絲繩必須進行破斷檢驗，吊具必須進行專門的設計、計算。并建立健全機械設備臺賬及運轉記錄、機械維修保養記錄，定期對設備進行檢查，以確保施工安全。

3 結語

纜索吊裝系統有跨度大、速度快、效率高、總體結構簡單、造價低廉、施工周期短等突出優點，但同時也存在極大的危險因素。本文就纜索吊裝系統主要安全風險制定了相應的控制措施，為工程項目實現保證安全、保護環境、保證建設工期、控制投資、提高效益的目的，實現建設項目總目標提供了技術保障。