借助便捷牽引吊帶及轉向定位的斜拉索快速掛設施工技術

于 磊

(中建三局第一建設工程有限責任公司 武漢 430040)

隨州氵厥水一橋主橋為蝴蝶蘭獨塔雙索面斜拉橋，見圖1。橋塔是由2個主塔和1個副塔組成的花瓣形橋塔，兩側主塔橋面以上高39.85m，立面投影與豎直方向呈32°夾角傾斜設置，中間副塔高34 m，豎直設置。斜拉索采用雙索面扇形布置，全橋共16對主梁斜拉索，16對主副塔間斜拉索。

圖1 氵厥水一橋立面布置圖(單位：m)

1 斜拉索掛設工藝原理

氵厥水一橋斜拉索采用“先安裝主塔與副塔間斜拉索，然后塔上錨固端牽引安裝，再梁上牽引、錨固到位，梁端張拉”的總體施工方法，從下往上依次對稱安裝。

斜拉索在安裝時，使用“借助便捷牽引吊帶及轉向定位的斜拉索快速掛設”施工技術，先將斜拉索吊放到放索架中。轉動放索架將索體放出8 m后，在斜拉索錨頭后端沿索縱向安裝1根便捷牽引吊帶，吊帶長6 m，間隔約1 m用細鋼絲繩與索體固定，固定點之間的部分形成多個吊點。汽車吊下放吊鉤，通過吊繩與起吊牽引吊帶連接。導向卷揚機釋放鋼絲繩，經梁面及索導管處轉向滑輪，通過牽引頭和錨頭連接。汽車吊提升斜拉索，同時轉動放索架，導向卷揚機跟著牽引錨頭逐漸提升。當斜拉索錨頭到達索導管安裝位置后，利用卷揚機及多個轉向定位滑輪的協同作業，將錨頭牽引入索導管并旋上螺母。便捷牽引吊帶的設置，不僅可滿足多個吊裝需要，也可將牽引吊帶在兩端錨頭之間迅速切換；多個轉向滑輪的設置，使卷揚機牽引能根據需要輔助錨頭的快速精準定位，進入錨箱。本技術根據斜拉索特點及實際需要，設置牽引吊帶及轉向滑輪，使整個斜拉索安裝工作方便快捷，提高了施工效率同時也能保證精確入錨，保證了斜拉索的快速掛設。

2 工藝流程及操作要點

2.1 工藝流程

本項目斜拉索掛設施工工藝流程見圖2。

圖2 斜拉索掛設施工工藝流程圖

2.2 操作要點

2.2.1安裝前準備要點

1) 對所有斜拉索的吊裝步驟進行深化設計，繪制斜拉索吊裝步驟圖。

2) 對所有斜拉索吊裝過程中使用的吊機、吊具、卷揚機、鋼絲繩等進行驗算。

3) 確定各斜拉索的安裝順序，制定斜拉索安裝驗收標準。

4) 布設放索架、卷揚機、轉向滑輪、展索小車等工裝設備，并進行安裝前的檢查驗收。

5) 梁端錨箱處安裝1個懸挑掛籃作為施工平臺，并檢驗懸挑掛籃穩定性是否足夠。

2.2.2安裝過程要點

1) 斜拉索安裝主要采用汽車吊吊裝+卷揚機牽引進行，便捷牽引吊帶的設置是實現快速安裝的要點之一。牽引吊帶安裝在斜拉索錨頭后端，沿索縱向設置。吊帶與斜拉索間需間隔1 m左右用細鋼絲繩固定牢靠，以便形成多個吊點。在斜拉索吊裝及入錨的過程中，牽引吊帶的多個吊點均可以與汽車吊的大小吊鉤、入錨點倒鏈葫蘆或者卷揚機鋼絲繩相連，實現多用途。利用便捷牽引吊帶吊裝斜拉索工藝見圖3。

圖3 利用便捷牽引吊帶掛設斜拉索工藝示意圖

2) 牽引斜拉索的卷揚機設置在梁面上，共布置2臺，分別在橫橋向的兩側。塔端斜拉索入錨時，卷揚機鋼絲繩經塔底滑輪轉向，通過塔底預留的門洞進入塔內，在待安裝的錨箱后方，再次經滑輪轉向后從索導管口引出，與斜拉索錨頭相連；梁端斜拉索入錨時，卷揚機鋼絲繩經梁上滑輪轉向，在梁底錨箱后方再次經滑輪轉向，從索導管口伸出，與斜拉索錨頭相連。卷揚機主要起牽引作用，在索導管處仍需起吊設備或倒鏈葫蘆輔助調整斜拉索的方位，通過卷揚機與起吊設備的配合，調整斜拉索錨頭與索導管軸線一致后，將錨頭帶入索導管口內，旋上螺母，完成斜拉索的掛設。轉向滑輪位置的精確設置，能更好更快地幫助斜拉索定位及入錨。斜拉索錨頭塔端入錨施工示意見圖4。

圖4 斜拉索錨頭塔端入錨施工示意圖

3) 在斜拉索安裝牽引過程中，各種構件連接處較多，如鋼絲繩轉向滑輪與主梁及錨箱處臨時連接點、錨頭與牽引頭的連接等，無論任何連接處發生問題，都會影響整個卷揚機牽引系統，以至發生事故。所以在前期設計中應特別注意處理好各構件的連接構造形式及安全保證系數，在施工中密切觀察各連接處的可靠性。

4) 對于不能實現一次起吊即同時安裝兩端錨頭的較長斜拉索，一端錨頭安裝完成后，需要將放索架里的索在梁面完全展開，然后在另一端錨頭后端安裝牽引吊帶，進行另一端錨頭的安裝。梁面展索時，利用汽車吊提升索體的方式，直至將斜拉索另一端錨頭脫離放索盤。展索的過程中，索體與梁面之間間隔4～5 m放置1臺展索小車，防止索體與梁面接觸造成損傷[1]。小車之間鋪墊橡膠皮以防護索體損傷。展索小車結構見圖5。

圖5 展索小車結構示意圖(單位：mm)

5) 安裝斜拉索塔端或梁端錨頭時，可在索導管口附近焊接臨時吊點，掛倒鏈葫蘆，用于臨時固定錨頭，或者輔助調整錨頭方位角度，省時省力。

6) 梁端斜拉索安裝時，為方便操作，需在梁底設置1個懸挑掛籃，作為工人施工的操作平臺，便于梁底錨頭入錨、錨具安裝等，掛籃需固定牢固,穩定性良好[2]。掛籃具體結構形式見圖6。

圖6 梁底懸挑掛籃結構示意圖(單位：mm)

3 技術特點

借助便捷牽引吊帶及轉向定位的斜拉索快速掛設施工技術主要具有以下兩大特點。

3.1 借助便捷牽引吊帶的斜拉索吊裝技術

由于本項目斜拉索長度相對較短，重量較輕，故在吊裝時，直接在錨頭后端合適位置，沿索縱向設置1根長牽引吊帶，代替常用的起吊索夾或哈弗夾[3]。吊帶每隔一段距離用細鋼絲繩與索體固定，固定點之間的部分即可形成多個吊點。起吊設備通過另1根吊繩連接牽引吊帶，吊起斜拉索錨頭至錨端后，牽引吊帶的多個吊點均可以用來與起吊設備的另一吊鉤、安裝位置臨時牽引錨固點或者卷揚機鋼絲繩相連。對于部分較短的塔間索，由于牽引吊帶有足夠的長度可兼顧兩端錨頭的吊裝，故1臺吊機1次起吊既可利用1根牽引吊帶實現兩端錨頭的安裝；對于較長的塔間索，先利用牽引吊帶安裝好一端的錨頭后，稍微松開固定吊帶的細鋼絲繩，將牽引吊帶滑移到另一端錨頭合適位置并重新固定，即可用于另一端錨頭的安裝。借助便捷牽引吊帶安裝斜拉索，省去了起吊索夾等工裝投入，牽引吊帶能在兩端錨頭之間迅速切換，簡化了更換吊點的過程，還能滿足多個吊裝需要，保證吊裝及入錨的順利進行，提高了施工效率，這便是與同類型斜拉橋拉索施工的最大不同之處。

3.2 斜拉索錨頭轉向牽引定位安裝技術

斜拉索錨頭起吊至索導管口處后，采用卷揚機牽引配合起吊設備調整其角度與位置，精準定位實現錨頭入錨。卷揚機設置在梁面上，塔端斜拉索入錨時，卷揚機鋼絲繩經塔底滑輪轉向，通過塔底預留的門洞進入塔內，在待安裝的索導管口處，再次經滑輪轉向后引出，與斜拉索錨頭相連，通過卷揚機與起吊設備配合，調整斜拉索錨頭與索導管軸線一致后，將錨頭帶入索道管口內，旋上螺母，實現塔端斜拉索的安裝；梁端斜拉索入錨時，卷揚機鋼絲繩經梁上滑輪轉向，在梁底索導管處再次經滑輪轉向，從索導管口伸出，與斜拉索錨頭相連，通過卷揚機與起吊設備配合，調整斜拉索錨頭與索導管軸線一致后，將錨頭帶入索導管口內，旋上螺母，完成梁端斜拉索的掛設[4]。

4 材料與設備投入

本項目斜拉索掛設投入的材料與機具設備見表1。

表1 主要施工機械設備投入

5 實施效益

5.1 經濟效益

該項技術安全可靠，可確保工程質量，同時省去了起吊索夾等工裝的投入，在工裝、機械設備及工期上相對傳統斜拉索安裝施工可節約工程造價約20萬元。

5.2 工期方面

相對傳統的利用起吊索夾掛設斜拉索，本工法采用的便捷牽引吊帶吊裝、多個轉向滑輪牽引轉向入錨技術，不僅減少了現場工裝安裝的工作量，同時也可以實現索頭的快速精準入錨，單根斜拉索掛設的時間可節約0.5 d。

5.3 安全質量方面

該項技術節約了一定的工裝投入，避免了鋼制起吊索夾對斜拉索的破壞風險，同時也可以避免工裝高空拆除作業，相應減小了現場安全事故的發生概率。經檢測，全橋斜拉索安裝質量符合現行施工及驗收規范要求，實現了設計意圖。

6 結語

借助便捷牽引吊帶及轉向定位的斜拉索快速掛設施工技術，用較低的成本解決了小型斜拉橋斜拉索快速便捷安裝的問題。同時相對于鋼結構起吊索夾，減少了工裝投入，節約了資源，降低了措施費用。該項技術豐富了中小型斜拉橋斜拉索快速掛設工藝，滿足行業和社會發展的需要，具有較好的推廣效益。