懸索橋施工貓道的架設與拆除

  摘要:貓道作為現(xiàn)代大跨徑懸索橋施工必備的臨時結構,是主纜架設、索夾和吊索安裝、鋼箱梁吊裝、主纜防護等工作的關鍵操作平臺,貫穿整個懸索橋上部構造安裝施工過程。以開拓大道跨伊河大橋為例,對懸索橋施工貓道的施工方法進行分析研究,同類橋梁施工借鑒。

  關鍵詞:懸索橋,貓道,施工,拆除

  1 概述

  開拓大道跨伊河大橋總長為495米,橋寬為45米,橋梁面積約為24583.5平方米。主橋采用平行雙索面自錨式懸索橋,跨度組合為70.5m+175m+70.5m=316m,雙塔三跨,塔柱全高52.5m,采用主塔+輔塔式設計(依次為3#~6#),兩側引橋均采用29m+29m+30m預應力混凝土連續(xù)梁橋,采用混凝土現(xiàn)場澆注和預制構件場外加工的施工方法。全橋共設兩根主纜,主纜采用直徑為5.4mm的鍍鋅高強鋼絲,每根主纜由19股預制平行鋼絲索組成,每索股含有127根5.4mm的鍍鋅高強鋼絲,每根主纜由2413根鋼絲組成。主纜預制索股采用熱鑄錨。

  貓道低于主纜中心線1.5m,貓道面寬4.0m,每座貓道由8根φ40mm鋼繩支承,每側扶手采用2×φ20mm的鋼絲繩;兩側的扶手采用高1.2m的大方眼鋼絲網(wǎng)。

  2 貓道索牽引系統(tǒng)

  2.1導索

  導索是設在兩主塔之間,主要作用為牽引其余貓道索過主跨,只承擔牽引力,不承擔重力,采用直徑φ28mm鋼絲繩,兩岸卷揚機都可正反轉,使導索往復運動。本橋上下游貓道各設一根導索。

  2.2貓道架設用軌道支承索

  導索牽引其他索跨越中跨時其重量全部由該支承索承擔,支承索由導索空中拽拉架設。

  2.3導索安裝

  將φ28mm導索經4#墩塔頂鋼繩頭的一端進入20t卷揚機,另一端在橋面上盤好并在5#墩下臨時固定。

  人工在橋面堆導索的牽引速度與卷揚機放索速度保持一致,并且牽引盡可能沿橋軸線行駛;岸上放索卷揚機必須有一定的向后的力放索,邊放索邊觀察平衡重,如平衡重向上運動太高,應加快放索,使平衡重降低;否則,應減慢放索。

  導索鋼繩頭到達5#墩主塔下,4#墩主塔卷揚機停止放索。同時,導索在4#墩塔頂臨時固定。將預留導索引上塔頂滑車,再經轉向滑車引入20t卷揚機,卷至一定的線型時,即可解除鐵駁上的梢繩。

  利用吊機拆除平衡重,再將多余的鋼絲繩引入滑輪,卷入4#墩主塔處的20t卷揚機。5#墩主塔下卷揚機將導索提至計算線型。

  2.4軌道支承索架設

  解除導索兩塔繩梢,調整導索在兩岸卷揚機里的長度,以便導索有足夠的行程將支承索帶到5#墩塔頂。將支承索盤置于3#墩跨放盤支架上,繩頭引至塔頂,經過滾輪后與導索接牢。起動卷揚機,導索向5#墩塔運行,拽拉貓道臨時承重索既軌道支承索至5#墩塔。

  3 貓道架設

  3.1貓道的構造及布置

  貓道是主纜架設、測量、調索、緊纜、安裝索夾及吊索、主纜纏絲防腐用的空中腳手。

  貓道的組成:貓道承重索、貓道面、欄桿和扶手索。

  貓道面的布置:貓道低于主纜中心線1.5m,貓道面寬4.0m,每座貓道由8根φ40mm鋼繩支承,貓道承重索錨固主塔頂或散索鞍前的可調節(jié)長度的錨箱內;貓道面網(wǎng)底層用大方眼焊接鋼絲網(wǎng),面層用小方眼鐵絲網(wǎng),以方木條將底層和面層兩層鋼絲網(wǎng)綁扎固定,用鋼帶條栓連接于橫槽鋼上;橫槽鋼則以螺栓固定于貓道承重索上。每側扶手采用2×φ20mm的鋼絲繩;兩側的扶手采用高1.2m的大方眼鋼絲網(wǎng)。為保持貓道的線型及抗風穩(wěn)定性,擬設置橫向、豎向抗風索,正式施工前需做貓道抗風穩(wěn)定性風洞模型試驗以確定貓道的抗風構造。貓道又分為主跨、南邊跨和北邊跨三段。

  3.2貓道承重索的架設

  3.2.1貓道承重索的制造

  貓道的承力部分為貓道承重索在順橋方向分成三段,一個跨中段和兩個邊跨段,每根貓道承重索采用φ40mm,不旋轉鋼芯鋼絲繩,兩端配錨頭。

  貓道承重索是鋼芯鋼絲繩,在加工制造時,應對鋼絲繩進行預拉,消除其鋼絲繩的非彈性變形,鋼絲繩的預拉荷載不小于各索破斷荷載的1/2,保持60min,并且進行兩次,做好記錄。預拉時要保證鋼芯不能滑動。張拉完成的鋼絲繩在自然狀態(tài)下盤好,便于放索時,不產生扭轉。

  貓道承重索按設計的長度切斷以后,其端部灌鑄錨頭。錨頭的制作要滿足其受力要求,索股與錨頭端面垂直。

  3.2.2架設貓道承重索

  已架好的導索和軌道支承索上,由4#墩塔頂安裝單滑輪聯(lián)接器,4#墩塔底放好卷著主跨貓道承重索的帶剎車的卷筒,并將貓道承重索端頭抽出,引上塔頂,在離端頭5m的部位用繩夾聯(lián)上一根3m的短鋼絲繩,其另一端用繩夾和導索聯(lián)接,并由軌道支承索系帶上貓道承重索。

  導索牽引貓道承重索向前行,使貓道承重索被牽引向5#墩塔。

  5t卷揚機配合將貓道承重索3#墩錨頭錨于錨箱之后,再將貓道承重索6#墩錨頭錨于6#墩錨箱。

  根據(jù)測量調整貓道承重索垂度。

  在塔頂移動軌道承重索至需安裝第2根貓道承重索位置頂面,導索也作同樣移動,準備到位后,上下游對稱,重復前述步驟,直到其余貓道承重索架完。全面調整所有貓道承重索線型。

  跨中貓道承重索與邊跨貓道承重索對稱架設,注意左右邊跨、中跨的作業(yè)平衡,盡量減少對主塔的變位影響,使主塔承受較小的水平力。

  主跨貓道承重索架設時,牽索系統(tǒng)和放索系統(tǒng)須牽放的速度一致,密切聯(lián)系,當中途發(fā)生故障時,牽引系統(tǒng)和放索系統(tǒng)等應全部停止,待故障處理完成后,再行放索。

  貓道承重索的架設過程中,要隨時觀測兩邊主塔塔頂?shù)淖兾患芭まD,并將其控制在設計容許范圍內。

  3.3貓道面板

  貓道面:貓道面由貓道面床和攔桿扶手組成。貓道面床由大小鋼絲網(wǎng),槽鋼橫梁,鋼條及方木組成,相互之間通過螺栓,螺釘?shù)冗B接,并固定在貓道承重索上,攔桿扶手由安裝在槽鋼橫梁上的立柱,和穿在立柱上的φ16mm鋼絲繩及固定在扶手鋼絲繩上的鋼網(wǎng)組成。

  貓道面板分段在工廠預制成卷狀,運往工地后吊往塔頂,邊松卷邊沿貓道承重索向下滑移,同時安裝導向栓桿。一卷完成后再接上第二卷繼續(xù)向下溜放。

  為了能使貓道面板在貓道承重索平緩的跨中能移動,需裝上導索。在自重不能克服磨擦力時,用導索施加動力。為了安全地向前滑行,必須向后帶住貓道面板。貓道面板滑到位后,將其鎖定在貓道承重索上。

  4 貓道拆除

  貓道拆除的工作內容包括:貓道改吊繩、側網(wǎng)、扶手索、貓道面網(wǎng)、貓道承重索、貓道工作平臺、抗風索。

  貓道拆除順序:抗風索→ 欄桿及欄桿網(wǎng)→ 貓道面網(wǎng)→ 貓道承重索→ 扶手索→ 貓道工作平臺。

  機械設備:塔頂卷揚機、滑車組、導鏈葫蘆等。

  5 結論

  貓道作為現(xiàn)代大跨徑懸索橋施工必備的臨時結構,本結構雖為大型臨時結構,但使用時間長,作業(yè)頻繁,是施工的大型臨時重要的受力結構,因此從貓道的設計方案、貓道的架設與拆除作業(yè)方面進行規(guī)范、控制,以及加強施工作業(yè)隊的安全防范意識等,是工程順利進行,達到安全、快速生產的目的。

  參考文獻:

  [1] 楊江朋,苗蘭弟.懸索橋施工貓道的設計與施工[J].鐵道技術監(jiān)督.2010,38(10):39~41

  [2] 黃麗霞,劉衛(wèi)來,馮炳生. 貓道架設與拆除安全技術探討[J]. 中國安全生產科學技術.2010,6(7):157~160