烏梅河特大橋纜索吊機安裝施工技術

董偉

（中交建筑集團有限公司，北京 100000）

0 引言

纜索吊機由多個部件組成，包括主索、牽引索、起重索和起重小車等，支承構件采用鋼絲繩。進行懸索橋施工時，先采用承載索起吊載重小車，再來回運行，并固定加勁梁部件，以滿足運輸加勁梁的要求。纜索吊機具有垂直起吊的功能，可應用于跨越江河、深谷等障礙物運輸。將纜索吊機應用在橋梁施工中，不僅可以提升施工速度，而且能夠節省施工成本。因此，分析橋梁纜索吊機安裝施工技術有重要意義。

1 工程概況

該項目起于貴陽市區東、雙龍新區北側南明區永樂鄉馮家莊，止于余凱高速與施秉支線相接處，結合該項目路線轉換需求，將余凱高速主線與施秉支線單喇叭樞紐互通改線為十字樞紐后順接施秉支線，采用雙向六車道，路線長120.620km，終點樁號K120+100，設計速度100km/h，路基橫斷面寬度為33.5m。

路線全長36.3km，全線設置橋梁共12320m/24 座（折合雙幅橋，包括互通立交內主線橋及上跨被交路的分離式立交橋），共設天橋1 座，涵洞96 道；全線共設隧道1866m/3 座。其中，烏梅河特大橋橋梁中心樁號左幅為K90+105，右幅為K90+085，設計橋孔和跨徑左幅為10×40+320.1+5×40（孔×m），右幅為10×40+320.1+4×40（孔×m），大橋全長左幅為936m，右幅為896m。主橋采用計算跨徑300m 的上承式鋼管混凝土變截面桁架拱，拱軸線采用懸鏈線，拱軸線系數m=1.55，矢高h=60m，矢跨比f=1/5。拱座尺寸為32.2×19.7×16.102m，基底呈臺階狀。

2 施工方案

主橋的拱肋、橫撐、立柱、蓋梁、主橋橋面梁均采用纜索吊機安裝施工。根據該橋特點，考慮經濟、安全及安裝精度，擬采用兩套有塔式橫移式纜索吊機，并采取“斜拉扣掛”“主扣分離”的施工工藝。

主橋鋼結構拱圈共52 個節段，共重5910t。單個節段共三榀，最重為第1 節段，為195t，最輕為第13B節段，重為41t。鋼結構拱圈先由廠家加工，后運送至復拼場地，經檢驗合格運至拱肋纜索吊機跑車、吊具下方的吊裝平臺，利用兩套纜索吊機將其抬吊運至安裝位置，對位后通過螺栓和預埋鋼板焊接臨時固定，焊接完成后，張拉扣錨索，邊張拉邊松鉤，逐漸將拱的重量全部轉化為由扣、錨索承擔。對稱吊裝完所有懸臂節段后，在符合設計合龍溫度時瞬時合龍。

3 纜索吊機安裝施工

3.1 主索錨碇施工

錨碇基礎施工：各錨碇開挖、鋼筋綁扎及混凝土澆筑施工，預埋錨索需精確定位角度，保證預埋錨索與主纜索角度保持一致。對于預應力錨桿，應根據不同的結構長度進行單根抗拔力試驗，保證結構整體安全[1]。

3.2 塔架施工

3.2.1 塔架布置

塔架包括主塔、塔架基礎及預埋、塔架穩定系統。塔架為2 個主塔。兩岸前纜風索分別從主塔頂向下經河谷錨于對岸拱座，每岸兩主扣塔間設置通纜風索；后纜風索分別從主塔頂向下錨于錨碇上；纜風索由鋼絲繩或鋼絞線組成[2-3]。塔架布置如圖1 所示。

圖1 塔架縱面示意圖

3.2.2 塔架架設

塔架架設如圖2 所示。

圖2 塔架架設示意圖

（1）塔身拼裝

塔身為橫橋向門式塔，即順橋向為單排柱，橫橋向為兩個塔柱，兩個塔柱間每隔一定高度設置一根格構橫撐，主塔設置兩根橫撐。單個塔柱由六根鋼管柱組成。塔身拼裝采用塔吊進行拼裝施工，每個塔架各設置一個塔吊。塔吊布置在9#、12#墩一側，根據吊裝重量及起吊距離，選擇QT125 型塔吊。

第一，先用塔吊拼裝鋼管柱第一層，拉臨時纜風索并用手拉葫蘆調整鋼管柱平面位置，連接立面及平面連桿，連桿螺栓擰緊后拆除臨時纜風索。

第二，用塔吊安裝塔柱第一層，塔吊附著下鋼管柱，連接上層連桿，拉內八字臨時纜風索，并用手拉葫蘆調整鋼管柱平面位置，保證六根鋼管柱相對位置與設計尺寸一致，連接下層連桿，并擰緊本層螺栓后拆除臨時纜風索，提升塔吊層。

第三，按1～2 步驟逐層安裝鋼管柱至橫撐處，橫橋向拉內八字纜風索至另一側塔柱腳或橫撐處，順橋向拉纜風索至墩柱基礎處，利用手拉葫蘆調整塔柱平面位置；用扒桿吊起立面單榀橫撐桁架片至安裝位置，先連接一頭螺栓，用手拉葫蘆和千斤頂調整兩塔柱相對位置，再安裝另一頭螺栓；安裝另一榀橫撐桁架，連接橫撐平面連桿；調整縱橫向纜風索，確定平面位置后，擰緊所有橫撐螺栓。

主塔達到20m 和45m 高度、未安裝兩塔柱橫向連接時，在主塔柱四周設置兩層抗風索，以保證主塔柱安裝過程中的穩定性，塔柱最后安裝完成后，安裝前后落地纜風后拆除抗風索。

（2）塔架縱向纜風索安裝

拼裝主塔時設置臨時纜風索，拼裝至主塔頂后，同時安裝前纜風索、通纜風索、后纜風索，并同步收緊纜風索，使主塔垂直，其偏位應≤30mm，使主塔偏位符合設計計算要求。纜索系統安裝完成后，需調整主塔的前纜風索、通纜風索、后纜風索，確保主塔偏位符合設計要求。

（3）塔架避雷裝置

橋塔架較高，故需要根據結構物避雷要求設置避雷針（接地電阻不大于4Ω）。防雷裝置包括接地裝置、接閃器和引下線等。接閃器材料為長5m 圓鋼，設置在塔立柱上。引下線采用PVC 防護管，并與接地承臺鋼筋網和樁基鋼筋網等接地裝置相連接。

（4）索鞍安裝

索鞍布置于吊塔頂橫梁上方的滑道梁上，主要由主索導向、分配梁、起重索和牽引索轉向輪等構件組成，構件就位采用塔吊吊裝方式。

3.3 纜索系統施工

3.3.1 纜索吊機主索安裝

纜索吊機主索采用φ62mm 鋼絲繩（6×37S+IWR），主索錨固在兩岸鋼管樁上，主索位于貴陽岸錨碇位置，主要采用收緊裝置。

（1）合理布置牽引卷揚機

選用20t 卷揚機，將之布置于引橋3#墩位置，錨碇位置設置轉向輪，以形成一個完善的循環體系。

（2）架設導索及牽引索

架設導索時，選用鋼絲繩從橋上將先導索從一岸拉至另一岸，經轉向再將其回拉至另一岸，并與卷揚機牽引索相連，再啟動牽引卷揚機，一邊放一邊牽，將牽引索牽至一岸，再將之回拉至另一岸。

（3）牽引循環索安裝

牽引循環索選用鋼絲繩，將之盤進卷揚機，并與鋼絲繩相連，再啟動牽引卷揚機，一邊放一邊牽，將牽引索牽至一岸，再將之回拉至另一岸，然后將鋼絲繩退出卷揚機，再將之盤進兩臺卷揚機，以形成一個牽引循環索。

（4）主索過江

主索主要通過牽引索過江。出于施工場地限制考慮，主索由一岸往另一岸牽引過江。其施工步驟包括：將主索盤于卷盤上，再將之放置在一岸的放索架上；主索采用卷盤進行放繩，并將繩頭與牽引索相連，在繩頭連接前端，預留出相應的長度，以滿足主索索鞍與天車跨越要求；啟動過江牽引索循環系統卷揚機后，主索由一岸錨碇引至另一岸塔頂；采用人工輔助的方式，先將主索繩頭穿過天車，再將主索繩頭與牽引索相連，然后將主索與牽引索連接拆除，同時將繩頭固定在鋼梁上，回拉主索，確保主索滿足空索垂度要求；同時，將一岸主索放出，在調節滑車組上固定好；對收緊滑車組進行調節，當主索垂直度滿足設計要求時，才能完成主索架設。

3.3.2 牽引索安裝

吊機牽引索主要采用鋼絲繩，各根牽引索布置采用“走4”的方式，同時及時調整主索空索，再進行牽引索安裝。

在一岸布卷揚機及轉向滑輪，及時固定好卷揚機；采用人工方式，將一端繩頭牽引至塔底；采用扒桿提升牽引繩頭至塔頂，再進行打梢；采用人工輔助的方式，將牽引索向下牽引至主錨碇梁轉向，一端繩頭進入20t 卷揚機，牽引索另一端捆綁至主錨碇梁上。

在牽引索安裝過程中，應注意以下兩點：一是在穿索過程中，要按順序使用牽引索，防止索與索之間出現交叉；二是固定好死繩頭繩卡。

3.3.3 起重索安裝

吊機起重索選用2 根鋼絲繩，按照“走10”形式布置，完成牽引索安裝方可安裝起重索。

下吊點采用塔吊進行移動，先將下吊點移動至吊機起重索下方，與上吊點相距2.5m，并采用慢速提升的方式，與上吊點相距1.5m 時及時停止；采用千斤繩與下吊點相連；將塔吊吊鉤解除；在橋梁一岸布置轉向滑輪和卷揚機；采用人工牽引起重索的方式，將繩頭牽引至塔架底；利用卷揚機將繩頭提升至塔頂，并進行打梢；采用人工輔助的方式，將起重索鋼絲繩穿過轉向輪，對上、下吊點間滑輪組進行穿繞，穿繞10次以后將繩頭牽出，與吊機起重索吊點導向輪相連，從導向輪牽出后與循環索連接；起重索進入卷揚機時啟動卷揚機，將下吊點提升至30cm，再將上、下千斤繩解除。

3.3.4 天車連接

牽引索安裝結束后，進行天車連接[4]。先啟動主塔牽引卷揚機，使牽引索固緊；采用人工方式，將臨時鋼絲繩拉出，與天車相連；啟動臨時卷揚機，將繩索拉緊；采用兩組連接索連接天車；將天車裝置解除；啟動臨時卷揚機，使繩索放松至天車受力要求；將臨時鋼絲繩與前、后天車的連接解除；啟動牽引索卷揚機，松開卷揚機，兩臺天車一起向跨中移動。

連接索安裝過程中，應注意以下事項：一是在卷揚機與牽引索連接時，要放慢卷揚機的速度，以滿足天車受力要求；二是確保連接索的長度滿足設計要求。

3.3.5 主索調整

主索垂度終調應分兩次進行，一次調整使主索的安裝垂度滿足設計垂度要求，二次調整確保主索安裝垂度一致，將誤差控制在5cm 以內。先將天車牽引至纜索處，結合施工工藝進行垂度調整，使主索的垂度滿足安裝要求，主索調整結束后，使天車來回運行，再將跑車牽引至塔前，按照施工工藝進行主索垂度調整，確保橫斷面上的主索在一個水平面上[5]。

4 結語

綜上所述，在橋梁施工中應用纜索吊機前，應對橋梁結構進行論證，合理選擇參數，以確保項目施工的安全性。同時，要制訂合理的施工方案、試吊方案和監控方案，為后期纜索吊機的安裝和運行提供有力保障。