索道橋快速安裝施工工藝研究

尚明乾

（中鐵八局集團(tuán)橋梁工程有限責(zé)任公司， 四川 成都 610017）

1 項(xiàng)目概述

靈關(guān)河索道橋全長134.5m，主跨125m，設(shè)計(jì)橋面車行道寬度4.5m，雙側(cè)人行道各0.75m，行車速度小于15km/h，設(shè)計(jì)單車載荷40T，最大縱坡度為不大于12%。懸吊索由橋面索、人行道索、穩(wěn)定索組成。索道橋設(shè)置34束懸吊索，索面總寬13m。橋面采用防腐木橋面板，在車行道處鋪設(shè)花紋鋼板。

該橋橫跨靈關(guān)河，山高坡陡、水深流急，施工條件惡劣。東岸橋臺(tái)緊鄰既有省道210，交通安全風(fēng)險(xiǎn)較大；西岸橋臺(tái)無便道通達(dá)，材料、機(jī)具運(yùn)輸困難，該橋作為主體隧道工程的運(yùn)輸通道，要求在12月內(nèi)具備通車條件。本文對(duì)索道橋的快速安裝施工工藝進(jìn)行了研究和探索。

2 索道橋快速施工工藝

2.1 牽引系統(tǒng)及工作索錨錠

在索橋軸線上方架設(shè)工作索道，主要用于上部結(jié)構(gòu)安裝中的懸吊索牽引、物資構(gòu)件吊運(yùn)、鋼梁安裝及橋面系安裝等工作。錨錠尺寸為2m（長）×2m（寬）×1.8m（高），工作索采用一根Φ24-6×37+FC-1770mm鋼絲繩，鋼絲繩最小破斷拉力295KN，工作索采用一臺(tái)3t雙卷筒卷揚(yáng)機(jī)牽引。

2.2 自適應(yīng)結(jié)構(gòu)貓道施工

在橋臺(tái)左側(cè)風(fēng)纜樁基處設(shè)置一處貓道，供人員走行和鋪設(shè)混凝土泵管，用于澆筑西岸結(jié)構(gòu)混凝土。貓道全長148米，寬度為0.7米。貓道橋由主索和錨樁組成，施工貓道的錨樁采用索道橋風(fēng)攬索樁基。貓道主索采用3根φ32-6×37+FC-1770mm鋼絲繩，欄桿采用φ12鋼絲繩，橋面上滿鋪D6帶肋鋼筋網(wǎng)，滿鋪木板。貓道主索采用單根鋼繩和兩端轉(zhuǎn)向滑輪組合方式，即采用一根鋼絲繩繞過貓道橋臺(tái)兩端轉(zhuǎn)向滑輪，布置成三排受力索，鋼絲繩固定分別在橋兩端錨樁上。該方式鋼絲繩一次性安裝完成，鋼絲繩各段的矢量一致，受力均勻，橋面在任何受力狀態(tài)都保持在一個(gè)水平面上，不需要對(duì)鋼絲繩逐根調(diào)節(jié)，節(jié)約了施工時(shí)間，降低了施工成本。

2.3 橋臺(tái)與錨碇組合體系施工

為減小開挖量及橋臺(tái)工程量,兩岸均為橋臺(tái)與錨錠組合體系，該體系包含了樁基、橋臺(tái)、錨錠、以及錨錠后方的框架梁防護(hù)、主錨等，該體系有效地將主錨與橋臺(tái)、橋臺(tái)主纜索鞍等有機(jī)地結(jié)合構(gòu)成一個(gè)支撐錨固系統(tǒng)，并將索鞍預(yù)埋螺栓、等強(qiáng)鋼拉桿、主索滑輪地錨索等預(yù)埋與結(jié)構(gòu)體內(nèi)，為后期主索安裝奠定了基礎(chǔ)。

⑴主錨索施工：本橋主錨索由5根φ15.2mm一組的填充型環(huán)氧涂層鋼絞線預(yù)應(yīng)力(拉力型)錨索(FECSM15-5)低松弛鋼絞線(1860MPa)、孔底導(dǎo)向帽、架線環(huán)、緊箍環(huán)、15-5型錨具組成。單根錨索超張拉力為550 kN，在穩(wěn)定巖體中錨固長度為6m。自由段長度為12～21m。

主錨索采用潛孔鉆機(jī)鉆孔。按照設(shè)計(jì)要求下料鋼絞線，錨索加工完畢后，妥善存放，不得發(fā)生扭曲。吊車配合人工緩慢將錨索放入孔內(nèi)。錨索注漿采用孔底注漿施工，砂漿由孔底注入，空氣由排氣孔排出，采用砂漿位置指示器控制注漿位置。

⑵橋臺(tái)與錨碇組合體系下設(shè)5根Φ1.2m樁基，錨錠樁身直徑80cm。橋臺(tái)樁基采用跳樁開挖。灌注C30水下混凝土。

⑶錨板拉桿定位骨架及錨板拉桿安裝。鋼拉桿采用460強(qiáng)度級(jí)別IO型等強(qiáng)合金鋼鋼拉桿，桿體直徑D為55mm，拉桿與索具配套使用。橋梁東岸采用不可調(diào)節(jié)鋼拉桿，西岸采用可調(diào)節(jié)鋼拉桿，調(diào)節(jié)最大長度±200cm。鋼拉桿采用加勁骨架定位。加勁骨架主骨架構(gòu)件（豎向及橫向）采用L100x10角鋼，其余抗剪構(gòu)件采用L75x8角鋼，定位構(gòu)件采用L50x5角鋼，u型鎖定鋼筋采用φ8mm鋼筋。

⑷鋼筋安裝及預(yù)埋件安裝。橋臺(tái)與錨索組合體系鋼筋加工按照設(shè)計(jì)尺寸進(jìn)行加工。在鋼筋的安裝過程中，先將已經(jīng)錨固到巖石中的錨索自由端穿入100mmPVC管內(nèi),并按照設(shè)計(jì)位置及設(shè)計(jì)角度在橋臺(tái)和錨碇體系鋼筋骨架中預(yù)埋。在橋頭胸墻安裝15-5型錨具，錨具周圍安裝防裂螺旋鋼筋。

⑸橋臺(tái)及錨碇模板安裝。模板采用定型鋼模，橋臺(tái)模板安裝先安裝橋臺(tái)胸墻模板。模板安裝采用兩排鋼管腳手架進(jìn)行模板加固支撐。

⑹橋臺(tái)及錨碇混凝土澆筑。東西岸混凝土輸送采用混凝土輸送泵進(jìn)行輸送。西岸砼運(yùn)輸，在索道橋東岸安設(shè)混凝土60地泵，在施工貓道鋪設(shè)泵管，進(jìn)行西岸砼橋臺(tái)澆筑。混凝土采用分層澆筑，分層厚度30cm，澆筑順序按照先澆筑底板，再澆筑橋臺(tái)和錨碇，以及操作室之間的隔墻。

⑺索鞍安裝。索鞍分為行車道索鞍、人行道索鞍、穩(wěn)定索索鞍。索鞍由加強(qiáng)鋼板、滑輪組、25號(hào)槽鋼、M20螺栓、地腳螺栓組成。滑輪組裝配好后，先將鋼板和25號(hào)槽鋼與滑輪組焊，加強(qiáng)板平均分布，安裝時(shí)將支焊接好的索鞍與橋臺(tái)頂面地腳螺栓用螺帽安裝牢固，同時(shí)涂上配套標(biāo)準(zhǔn)涂裝。

⑻主錨張拉壓漿。錨座混凝土強(qiáng)度達(dá)到混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度的90%以上且齡期不少于7d才能張拉鋼束，單根錨索超張拉力為550kN，錨固長度根據(jù)地層巖性情況確定。采用上下對(duì)稱，左右對(duì)稱進(jìn)行張拉的原則進(jìn)行張拉。注漿壓力為0.6～0.8MPa。錨索張拉鎖定后，從鋼墊板上的灌漿孔補(bǔ)充灌漿后，再封錨頭；封錨采用C40砼，凈保護(hù)層厚度不小于35mm。

2.4 索道橋主索快速架設(shè)施工方法

索道橋主索為34根6*26WS+IWR-1770型鋼芯鋼絲繩，公稱直徑40mm，其中橋面索22根，人行道6根，穩(wěn)定索6根。主索采用廠制加工，出廠時(shí)壓制好錨固端和調(diào)節(jié)端，運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)安裝。主索安裝設(shè)備：采用兩臺(tái)3t主索牽引卷揚(yáng)機(jī)，三個(gè)定滑輪共同組成主索牽引系統(tǒng)；1臺(tái)8t卷揚(yáng)機(jī)，2個(gè)4線滑輪組共同組成主索張拉系統(tǒng)。由于受場(chǎng)地限制，3臺(tái)卷揚(yáng)機(jī)均布置在索道橋東岸，通過西岸的轉(zhuǎn)向滑輪，實(shí)現(xiàn)對(duì)西岸側(cè)張拉牽引。

⑴主索牽引過河。主索下料用砂輪切割，水冷降溫，在主索兩端安裝叉耳式裝置，鎖定主纜端部。主索端頭鎖定和拉伸后，根據(jù)主索長度在主索跨中位置貼好反光膜片，以備安裝完畢后矢度檢測(cè)。將主索錨固端固定于東岸相應(yīng)的叉耳式不可調(diào)節(jié)合金拉桿銷孔內(nèi)，并與錨碇預(yù)埋拉桿傳銷連接牢固。兩臺(tái)牽引卷揚(yáng)機(jī)同時(shí)開啟，一臺(tái)卷揚(yáng)機(jī)勻速放出主索，卷揚(yáng)機(jī)保持受力狀態(tài)，另一臺(tái)卷揚(yáng)機(jī)勻速將主索勻速牽引至西岸，當(dāng)主索活動(dòng)端通過西岸索鞍的時(shí)停止?fàn)恳⑽靼墩{(diào)節(jié)端臨時(shí)固定于西岸相應(yīng)合金拉桿銷孔內(nèi)。

⑵主索張拉安裝。安裝西岸張拉滑輪組。滑輪組系統(tǒng)由兩個(gè)4線滑輪組成，定滑輪固定在西岸橋臺(tái)錨箱預(yù)埋的鋼絲繩上，動(dòng)滑輪與主索調(diào)節(jié)端相連。將8t張拉卷揚(yáng)機(jī)Φ20鋼絲繩通過工作索牽引至西岸，并通過西岸的轉(zhuǎn)向滑輪后與滑輪組跑頭線連接。將主索調(diào)節(jié)端的調(diào)節(jié)鎖具絲扣調(diào)至最長（保留至少5cm絲扣在調(diào)節(jié)端以內(nèi)）。勻速慢速啟動(dòng)8t張拉卷揚(yáng)機(jī)將主索調(diào)節(jié)端慢慢拉進(jìn)西岸合金拉桿銷孔內(nèi)，并安裝好銷桿及銷桿螺絲。

⑶主索矢度調(diào)整。將全站儀架設(shè)到控制點(diǎn)，后視三個(gè)以上控制點(diǎn)，照準(zhǔn)跨中反光紙測(cè)量跨中坐標(biāo)，計(jì)算主索跨中矢度，將計(jì)算矢度與設(shè)計(jì)矢度對(duì)比，通過8t張拉卷揚(yáng)機(jī)“松、緊”鋼絲繩，人工調(diào)節(jié)叉耳式調(diào)節(jié)鎖具，反復(fù)多次調(diào)整矢度，直至主索矢度滿足設(shè)計(jì)要求。主索錨固端和調(diào)節(jié)端安裝就位后，通過西岸的叉耳式調(diào)節(jié)鎖具調(diào)節(jié)裝置（調(diào)整長度范圍±20cm）進(jìn)行微調(diào)。按照相同的施工方法，安裝并調(diào)節(jié)完成所有主索，其主索矢度與設(shè)計(jì)值誤差控制在±2cm內(nèi)。主索力用頻譜分析儀測(cè)出，作為索力校核的工具。在索力和矢度均滿足設(shè)計(jì)要求的條件線，張拉合格。

2.5 鋼橫梁及橋面板快速安裝施工

橫梁為焊接成型的工字鋼，截面尺寸（500mm～200mm）×200mm，單根長度13米，全橋布置17根.鋼橫梁兩端各設(shè)置3個(gè)穩(wěn)定索滾輪。

⑴鋼橫梁穿索定位。在東橋臺(tái)（靠近S210國道）主索下部排放鋼橫梁；通過人工配合吊車提升逐根從下往上提升橫梁，將鋼橫梁穩(wěn)定索滾輪插銷拔出，將左右3根穩(wěn)定索套入滾輪槽內(nèi)，安裝插銷，鋼橫梁安裝完畢。人工配合將穩(wěn)定索放

入橫梁上穩(wěn)定索滑輪基座后，再通過銷軸安裝滑輪，將17根鋼橫梁用此法全部與穩(wěn)定索連接好。根據(jù)每根橫梁的設(shè)計(jì)位置（橫梁間距3.5m～9m，跨中稍密，沿凈跨中心對(duì)稱布置），將東岸首根橫梁用鋼絲繩與橋臺(tái)固定好，依次按照設(shè)計(jì)間距排列，并用限位鋼絲繩連接并固定好。

⑵牽引鋼橫梁。通過8t卷揚(yáng)機(jī)將東岸連接好的17根橫梁由東岸緩慢牽引至西岸。由于東岸首根橫梁已用鋼絲繩與橋臺(tái)固定好，這些串聯(lián)并限位好的橫梁在拉伸時(shí)即可保證全部位置基本準(zhǔn)確。橫梁位置基本準(zhǔn)確之后，在后續(xù)橋面板安裝過程中，再使用全站儀精確調(diào)整位置，并通過橫梁螺栓加以固定。

⑶張掛風(fēng)纜索。風(fēng)纜索采用Φ24-6×37+FC-1770鋼絲繩，通過臨時(shí)工作索將風(fēng)纜索拖放至西岸，并在東、西岸風(fēng)纜索錨錠用繩夾分別將風(fēng)纜索預(yù)固定。在橋面布置跳板為施工平臺(tái)，將風(fēng)纜拉索與鋼橫梁預(yù)留的掛鉤掛接，并與風(fēng)纜索纏接。完成兩側(cè)拉索與纜索、鋼橫梁掛接后，上下游同時(shí)張拉緊固。

⑷橋面板安裝

橋面安裝包括車行道板、人行道板、欄桿、安全標(biāo)志及緣材等。其制作加工、安裝就位嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙和相關(guān)規(guī)范要求執(zhí)行。

2.6 荷載試驗(yàn)

橋梁架設(shè)完成后進(jìn)行荷載試驗(yàn)，荷載試驗(yàn)通過40噸汽車直接加載，測(cè)量跨中工作狀態(tài)下主索垂度及主索張拉力是否滿足設(shè)計(jì)要求（垂度誤差范圍由設(shè)計(jì)單位根據(jù)使用的主索彈性模量確定）。當(dāng)40噸汽車作用在跨中位置時(shí)，實(shí)測(cè)跨中主索垂度2.950m,小于設(shè)計(jì)垂度3.511m，滿足設(shè)計(jì)要求。

3 結(jié)語

險(xiǎn)峻地勢(shì)條件下重載索道橋快速施工技術(shù)，解決惡劣地段，大型機(jī)械設(shè)備無法順利到達(dá)對(duì)岸進(jìn)行施工難題，節(jié)約了工期，降低了安全風(fēng)險(xiǎn)，節(jié)約了安裝成本。本項(xiàng)目實(shí)際施工工期8個(gè)月，較原定工期縮短4個(gè)月，減少了人員、設(shè)備、工裝的投入。索道橋快速安裝工藝對(duì)同類橋梁的施工有一定的借鑒意義。