北盤江特大橋纜索吊裝系統(tǒng)

歐　軍

摘要：纜索吊裝系統(tǒng)主要用來完成鋼桁梁及橋面板的空間運送和就位，是整個施工設施的關鍵部件之一，也是施工技術中難度較大的一個問題，因此，有必要對纜索吊裝系統(tǒng)進行系統(tǒng)的分析與計算。

關鍵詞：北盤江特大橋；纜索吊裝系統(tǒng)；分析

1工程概述

北盤江特大橋位于貴州省晴隆縣光照鎮(zhèn)以東約7km的北盤江深度侵蝕切割區(qū)，跨越北盤江大峽谷，是鎮(zhèn)勝高速公路的重點、控制性工程之一。北盤江特大橋主跨為636m的懸索橋，主纜的矢跨比為10：1，主橋的加勁梁采用鋼桁梁，它由主桁、橫梁、橋面板和上、下平面縱向聯(lián)系等組成。加勁梁通過吊索與主纜相連，吊索標準間距為7m，吊索錨于主桁上弦節(jié)點錨箱上。主梁桁高5米，寬28米。根據(jù)吊裝單元劃分為4種吊裝單元，最長節(jié)段為M1（即跨中段），長度為19.08m，其他的吊裝單元長度分別為14.00m和13.46m，最大吊裝節(jié)段重量為135噸（跨中節(jié)段）。根據(jù)北盤江大橋的施工組織，北盤江橋的上構鋼桁梁和橋面板的安裝采用纜索吊裝系統(tǒng)。故纜索吊裝系統(tǒng)的設計及安裝是本項目施工的重點，根據(jù)上述的參數(shù)設計本纜索吊裝系統(tǒng)。

2 纜索吊裝系統(tǒng)

纜索吊裝系統(tǒng)由主索、主索鞍、主索跑車、起重索、起重滑車組、牽引索、起重及牽引卷揚機、錨碇等組成。

纜索吊裝系統(tǒng)的主要材料、機具

2.1主承重索

主跨徑636m，后錨端跨徑220m，全橋設兩組獨立的主索系統(tǒng)，上下游各一組，每組主索系統(tǒng)由12Φ52mm的6×37合成纖維芯鋼絲繩，公稱抗拉強度為1870Mpa，工作垂度L/15，經(jīng)過計算，主索的安全系數(shù)（K=3.1＞3）、接觸應力的安全系數(shù)（K=2.01＞2）、彎曲應力的安全系數(shù)（K=4.43＞2）均滿足規(guī)范要求。由于每組跑車是由兩個獨立的跑車組成，因此每一組主承重索由兩個獨立的循環(huán)索構成，即每6線組成一個循環(huán)索。由于主承重索單側有12線（單線采用長1100米的φ52鋼絲繩），雖然采用循環(huán)主索，但為便于安裝和運輸，根據(jù)計算的長度將單側的12根主承重索分解成12根獨立的鋼絲繩。主承重索運至工地后，利用架設貓道的先導索進行跨江架設，首先將一根主承重索的端頭錨固在西岸錨墩的錨固裝置上，通過先導索牽引跨過主塔頂?shù)乃靼爸翓|岸錨塊處，繞過轉向平衡滑輪，再接長另外一根主承重索，將接長部分采用同樣的辦法牽引至西岸，繞過轉向平衡滑輪，同樣接長主承重索牽引至東岸，如此循環(huán)，接長6根主承重索后錨固在西岸的錨墩上，這6根主承重索就形成一個循環(huán)索。兩個6線的循環(huán)索組成了單側的12線主承重索。至此，主承重索架設完成。

2.2起重索

每組主索上布置1個吊點，總共設置2個吊點，采用Φ24mm鋼絲繩作起重索，每個吊點的起重鋼絲繩走8線，公稱抗拉強度1670Mpa，采用8t起重卷揚機，經(jīng)過計算，起重索的安全系數(shù)（K=5.007＞5）、接觸應力的安全系數(shù)（K=3.16＞2）均滿足規(guī)范要求。當主承重索架設完成后，在塔底完成跑車與動滑輪之間的穿索連接，用塔吊將天車提起掛在主承重索上，將起重索通過塔頂索鞍的轉向滑輪，牽引至起重卷揚機繞繩，另外一端通過先導索牽引至對岸的卷揚機上繞繩，這樣起重索架設完成。

2.3牽引索

北盤江大橋牽引索采用3輪4線，Φ32mm的鋼絲繩，公稱抗拉強度1670Mpa，經(jīng)過計算，牽引索的安全系數(shù)（K=4.53＞3）、接觸應力的安全系數(shù)（K=2.62＞2）均滿足規(guī)范要求。在牽引系統(tǒng)方案確定后,結合施工現(xiàn)場場地、索盤運輸?shù)缆窢顩r等因素,將牽引卷揚機布置在兩岸的引橋尾部,對應每根主纜安裝4臺16 t卷揚機,用先導索將跑車牽引靠近主塔橫梁位置，然后牽引一臺卷揚機的繩頭通過索鞍位置的轉向滑輪，繩頭繞過一臺跑車（單側由兩臺獨立跑車組成）滑輪后，返回穿過索鞍位置導輪繼續(xù)牽引，繞過牽引卷揚機處的轉向滑輪再次返回到另外一臺跑車尾部，最后穿過這臺跑車尾部的轉向滑輪后回到另外一臺牽引卷揚機上繞繩，這時一岸單側的牽引系統(tǒng)完成，用同樣的方法完成另外一側牽引系統(tǒng)。再用先導索牽引跑車，同時此岸牽引卷揚機放繩，將跑車牽引至對岸，以同樣的辦法完成牽引索的安裝。起重索和牽引索的卷揚機直接錨固在橋臺位置預埋的錨環(huán)上，能夠滿足牽引和起重的需要。其布置詳見下圖。

2.4索鞍

每組索鞍由兩個分離式索鞍組成，每個索鞍由輥軸、滑輪、縱向鋼板、橫向隔板組成，索鞍的輥軸和滑輪采用鑄鋼構件，其他的采用鋼板焊接，索鞍安裝在塔頂?shù)男弯撝Ъ苌?。型鋼支架設置于大橋塔柱橫梁上，支架橫梁采用4根32a槽鋼加2根32a工字鋼，縱橋向三排斜桿，前后兩排斜桿各采用2根32a槽鋼，中間斜桿為2根32a工字鋼，橫橋向斜撐為20a槽鋼。

2.5起重吊架

起重吊架采用型鋼進行焊接桁框架形式，框架的吊點通過吊帶和橫擔直接吊在橫梁的節(jié)點上，設計凈吊重160t。由于跨中節(jié)段和其他節(jié)段的長度不一樣，中跨節(jié)段的吊點在縱向為14m，其他為7m，因此吊架按照14m米進行加工，中節(jié)段吊裝完成后，直接截掉多余部分，用于中節(jié)段以外節(jié)段的吊裝。

2.6跑車

由于單側的主承重索為12線，因此跑車為12門跑車，由兩個6門跑車組成，兩個跑車受同一牽引索牽引，所以兩個跑車的前進速度一致，由于每一個跑車對應的主承重索為單獨的循環(huán)系統(tǒng)，承重索的垂度會存在一定的差異，但通過定滑輪下分配粱調節(jié)后，兩個跑車受力均勻。

2.7錨墩

主承重索的錨墩為直接安放在主纜錨碇頂面的鋼筋混凝土結構，錨墩長5m、寬3.6m、前錨面高1.8m、后錨面高2.2m，在豎向用鋼筋和錨碇相連，在錨固位置沿長度方向用預埋鋼管形成孔道，將錨固連接裝置直接用預應力鋼絞線錨固在錨塊的前錨面，再灌漿封閉孔道，主承重索的鋼絲繩通過平衡輪與錨固裝置連接。

2.8支索器

每組主纜上分別布置支索器，間距30m，以支承起重索和牽引索，支索器之間采用Φ11mm的鋼絲繩連接。支索器和支索器連接鋼絲繩的安裝，在牽引系統(tǒng)的牽引下，跑車東西兩岸往返一個來回后，就可安裝完成，即跑車邊移動邊安裝。

參考文獻

[1]公路施工手冊《橋涵》（下冊） （人民交通出版社2000年10月）.

[2]《路橋施工計算手冊》（人民交通出版社2001年10月）.

[3]《起重吊裝技術手冊》（上冊）（人民交通出版社1981年12月）.

[4]中華人民共和國國家標準GB/T8918-1996《鋼絲繩》.