懸索橋鋼桁梁利用邊跨主纜起吊轉體施工技術

文/龐慶

1 工程概況

清江大橋采用單跨雙絞鋼桁架懸索橋方案，孔跨布置為2×25m(預應力混凝土T 梁)+420m(單跨雙絞懸索橋)+3×25m(預應力混凝土T 梁)，主纜采用預制平行鋼絲索股方法架設成纜，中跨主纜理論跨徑420m，主纜理論垂跨比定為1/9.6，兩根主纜中心間距13.3m,南、北邊跨主纜理論跨徑為120m。鋼桁梁由主桁架、上下平聯、橫向桁架組成。主桁架采用華倫式，桁架高3.6m，寬13.3m,標準節段長12m。

2 技術原理

懸索橋鋼桁梁利用邊跨主纜起吊轉體施工技術以既有主纜作為承重載體為主線思路，依托索夾、吊索為設計理念，采用4 套80t 滑車組兩兩結合組成上下游起吊系統，兩套起吊系統頂部定滑輪分別與主纜上臨時抱箍連接，底部動滑輪采用鋼絲繩相互連接為一點，利用1 根單獨鋼絲繩將連為一點的動滑輪與運至該裝置下方的梁段連接在一起，同時啟動上下游起吊系統，待梁段在提升裝置牽引下吊離運梁平車后人工推動梁段轉體90o后放在平車上運至起吊點。

3 主要工序操作要點

3.1 方案設計

依托既有主纜為承重載體為主線思路，以索夾、吊索懸掛鋼桁梁為設計理念，在邊跨側主纜安裝自制臨時抱箍，滑輪組通過鋼絲繩懸掛在臨時抱箍吊耳上。通過卷揚機導線滑輪組，利用臨時抱箍將定滑輪固定在主纜下方，采用鋼絲繩將兩動滑輪連接成一點，在動滑輪下懸掛1 根旋轉繩與鋼桁梁起吊捆綁繩連接，待鋼桁梁吊離運梁平車后，人工推動鋼桁梁實現在邊跨引橋橋面上轉體[1]。

整體布設：根據鋼桁梁自重計算，共設兩套起吊系統（單套起重量80t）。起吊系統的主繩采用Φ24 鋼絲繩繞4 門滑車組導滿8 線，設計吊裝重量為80t。將上下游起吊系統定滑輪拴接在主纜臨時抱箍吊耳內，為滿足鋼桁梁具備一點起吊旋轉能力，將兩套起吊系統動滑輪連接在一起，然后采用一根Φ50 鋼絲繩作為旋轉繩，將兩套動滑輪與鋼桁梁連接在一起。啟動提升卷揚機，鋼桁梁起吊過程中通過觀察連接在一起的動滑輪左右擺動幅度來調整其提升速度。兩組起吊系統各用一臺10t卷揚機作牽引動力,10t 卷揚機為主纜架設時安裝卷揚機[2]。

3.2 材料準備

3.2.1 臨時抱箍加工制作

根據索夾為設計理念，采用鋼板加工臨時抱箍，臨時抱箍分為上下兩部分，上下兩部分依靠兩側8 顆30 的8.8 級高強螺栓連接，臨時抱箍底部設吊耳。臨時抱箍為鋼桁梁加工制作專業分包隊伍場內加工，制作材料采用Q345B，加工包括數控切割、冷彎曲、焊接施工工藝；焊接主要包括部件和整裝配焊接，工藝包括邊緣清理、裝配、焊接。

3.2.2 制作鋼絲繩

利用穿插工藝準備兩端帶吊環鋼絲繩：長度為6m的Φ24 鍍鋅鋼絲繩2 根；長度為3m 的Φ28 鍍鋅鋼絲繩1 根；長度為6m 的Φ50 鍍鋅鋼絲繩1 根；Φ28 鍍鋅鋼絲繩1 根；Φ36 鍍鋅鋼絲繩4 根。

3.2.3 滑車組繞線

滑車組為索鞍吊裝過程中使用，在橋面上人工拉動卷揚機鋼絲繩將4 門滑車導滿線，進繩方向由定滑輪進入。

3.3 臨時抱箍安裝

利用塔吊將臨時抱箍安裝在邊跨側主纜上，為防止抱箍與主纜接觸有磨損，在主纜外側纏繞一層膠皮。臨時抱箍安裝位置選擇抵靠在邊跨側索夾上側，防止其受力下滑。

安裝前，首先將1cm 膠皮環繞在安裝臨時抱箍位置主纜表面，采用膠帶臨時固定。利用塔吊將上半部臨時抱箍安裝在膠皮上臨時穩固，再采用塔吊將臨時抱箍下半部吊至安裝位置，采用葫蘆配合安裝，慢慢使臨時抱箍上下部分螺栓眼合龍，分別將8 顆8.8 級高強螺栓擰緊。螺栓施擰過程采用電動扳手，按規范要求進行初凝、終凝。臨時抱箍安裝時，為防止臨時抱箍下滑，盡可能靠近邊跨側索夾頂部[3]。

3.4 轉體起吊系統安裝

3.4.1 利用55t 卸扣安裝在臨時抱箍吊耳內，讓其自由下垂；將兩端帶吊環長度為6mΦ24 的鍍鋅鋼絲繩纏繞3 圈后一端固定在臨時抱箍吊耳下的55t 卸扣內，一端自由下垂穿過貓道面網。

3.4.2 將橋面上布滿8 線的一套4 門80t 滑輪組利用塔吊提升，采用55t 卸扣使其與臨時抱箍連接的鋼絲繩連接，確保定滑輪位于主纜下方且處于貓道面網下方，動滑輪處于橋面上，組成上游起吊系統，采用同樣方法組成下游起吊系統。

3.4.3 利用1 根長度為3m 的Φ28 鍍鋅鋼絲繩纏繞4 圈將上下游起吊系統的80t 動滑輪吊鉤拴在一起。

3.4.4 利用55t 卸扣將1 根兩端帶吊環長度為6m的Φ50 鍍鋅鋼絲繩與兩個拴在一起的80t 動滑輪掛鉤下鋼絲繩連接在一起組成轉體系統。

3.4.5 將4 根兩端帶吊環長度為6mΦ36 鍍鋅鋼絲繩一端利用55t 卸扣與長度為6m 的Φ50 鍍鋅鋼絲繩吊環連接在一起后同時啟動上下游卷揚機提升動滑輪，待轉體Φ50 鋼絲繩端部高于鋼桁梁高度后停止卷揚機提升。

4.5 梁段拼裝

在清江大橋錨后側路基布設鋼桁梁拼裝場，利用80t 龍門吊完成標準節段鋼桁梁拼裝，為保證鋼桁梁能夠橫橋向通過主纜間距，標準節段之間抗風穩定板、斜腹桿等部分桿件暫不拼裝。鋼桁梁拼裝過程中采用“2+1”拼裝模式控制其成橋線形，拼裝過程通過“三檢”制嚴格控制胎架頂面標高。

4.6 鋼桁梁運輸

4.6.1 貓道承重繩體系轉換

貓道內凈距寬度為10.3m，鋼桁梁橫向寬度為11.98m，為保證鋼桁梁運輸過程中順利通過貓道凈距。需將貓道內側3 根承重繩在鋼桁梁運輸高度內轉換到外側。轉換工藝流程如下：在散索鞍處靠近滿足鋼桁梁運輸高度的索夾正下方貓道面網上各設置一根橫梁，從貓道承重繩下方向上用U 型螺栓將承重繩與橫梁固定；將兩根75 角鋼制作的拉桿下端分別與橫梁的兩端通過螺栓連接，兩根拉桿的上端分別與貓道正上方索夾的兩側通過螺栓連接；拆除欲改移變位的貓道內側3 根承重繩上面的貓道面網層，再將其面網整體向外側平移固定，再逐根松掉內側的3 根承重繩；將貓道內側的3 根承重繩從橫梁處向外側平移，分別與外側的3 根承重繩連接牢固。

4.6.2 鋼桁梁從拼裝場運至轉體點下方

鋼桁梁從拼裝場運至起吊點采用軌道運輸，拼裝場至起吊點按6m 間距布設軌道，軌道基礎采用混凝土澆筑。自制運梁平車安裝在軌道上方，利用龍門吊將待運輸鋼桁梁放在平車上，啟動電機，平車沿軌道將鋼桁梁運送至轉體點正下方。龍門吊將鋼桁梁放在運梁平車時應注意鋼桁梁所處位置，確保鋼桁梁能順利通過主纜間距。

4.7 鋼桁梁轉體

待鋼桁梁運至引橋轉體點正下方時，將4 根長度為6m 的Φ36 鋼絲繩底部與鋼桁梁下主玄桿捆綁，鋼絲繩與鋼桁梁玄桿棱角接觸部位均鋪設過度鋼管圓弧。檢查各項工序具備起吊條件后，同時啟動上下游提升卷揚機，在牽引繩帶動組合動滑輪提升過程中觀察其左右偏移情況來調整上下游卷揚機提升速度；待鋼桁梁底部離開運梁平車大約10cm 后停止卷揚機。人工推鋼桁梁使其慢慢轉體90o后扶穩。同時啟動上下游卷揚機慢慢下放，下放過程中人工扶穩，通過上下游卷揚機下放速度調節鋼桁梁左右位置，確保鋼桁梁運輸過程中能穿過主塔，待鋼桁梁與平車接觸后穩定后解除4 根Φ36 起吊繩。

4.8 鋼桁梁運至起吊點

鋼桁梁在平車放穩后，解除起吊捆綁繩，利用塔吊將鋼桁梁未安裝的抗風穩定板、斜腹桿等部分桿件全部安裝到位，為防止桿件懸挑時間過長影響其形變，此部分桿件安裝時采用螺栓配合沖釘臨時鉸接。待各項工作準備結束后，啟動運梁平車，將鋼桁梁運至起吊平臺等待起吊。

4.9 鋼桁梁邊跨主纜起吊轉體系統拆除

待全部鋼桁梁轉體結束后，利用塔吊將此系統拆除。拆除施工技術如下：

利用卷揚機讓轉體起吊系統的動滑輪受向下的力落在橋面上。定滑輪上安裝2 根5t 吊帶，一根吊帶從貓道面網孔放在貓道上，另一根吊帶從貓道外側臨時固定在扶手繩上。首先利用塔吊將定滑輪起吊，確保連接卸扣不再受力，拆除卸扣，使定滑輪與臨時抱箍分離，然后將從貓道面網孔穿過的吊帶利用卸扣固定在主纜上，塔吊下放，讓定滑輪及鋼絲繩全部受力在主纜上。塔吊轉動，吊鉤與貓道外側扶手繩吊帶連接，吊鉤提升，當拴在主纜上的吊帶不受力時將其解除，塔吊下放，將其一側起吊系統放在橋面上，將貓道孔洞利用網片封堵。采用同樣方法將另一側起吊系統拆除后放在橋面，將貓道孔洞利用網片進行封堵。利用扳手將臨時抱箍螺栓擰逐步擰松，使臨時抱箍上下部分離，采用尼龍繩將臨時抱箍下半部采用“騎馬”形式放在主纜上，將螺栓全部松掉，利用塔吊將上半部吊離后，再將下半部吊離。起吊系統在橋面解體后，將鋼絲繩收回卷揚機，滑輪組組裝好后放置倉庫備下次使用。

5 結語

本文在鋼桁梁轉體施工時以既有主纜作為承重載體為主線思路，依托索夾、吊索為設計理念，通過卷揚機導線滑輪組，利用臨時抱箍將定滑輪固定在主纜下方，利用鋼絲繩將兩動滑輪連接成一點，在動滑輪下掛1 根旋轉繩與鋼桁梁起吊捆綁繩連接，待鋼桁梁吊離運梁平車后，在人工推動作用下實現鋼桁梁在邊跨側橋面上轉體。此創新技術在清江大橋鋼桁梁轉體時發揮了提質增效作用；整套轉體裝置利用主纜架設時材料設備，節約了施工成本；鋼桁梁整個轉體過程全部在地面完成，保證了施工安全，并對以后懸索橋鋼桁梁轉體施工具有重大意義。