基于山区拱桥缆索吊装施工技术探究

2016-04-10李金权

四川水泥 2016年2期

关键词：缆索索塔塔架

李金权

(四川路桥桥梁工程有限责任公司，610072)

基于山区拱桥缆索吊装施工技术探究

李金权

(四川路桥桥梁工程有限责任公司，610072)

在我国，山区拱桥建设项目十分普遍。然而，由于山区的特殊情况，桥梁施工中的吊装工作变得更加困难。因此，本文将从缆索吊装系统中的选型方面、塔架结构设计方面、扣绳系统分析方面、缆索吊装方案的具体施工组织方面，深入探究基于山区拱桥的缆索吊装施工技术，以期能够为广大的桥梁施工人员提供一定的理论参考和借鉴。

山区；拱桥；缆索吊装；施工技术

缆索吊装施工技术是常见的桥梁施工手段之一，其跨越能力非常强。主要应用于高度差值较大的垂直方向上的吊装作业，还能够运输材料，尤其是在深谷中以及通航受限制的河面上，利用缆索吊装技术具有非常突出的优势。从这一角度来说，对基于山区拱桥缆索吊装施工技术展开分析和研究，具有非常重要的作用。

一、缆索吊装系统中各索的型号选择

第一，承重索。通常情况下，采取各个跨度连续布置的方式，将中转点放置在塔架的索鞍处，索的两端放置在锚碇上进行固定。一跨吊重需要安装三跨的承重索，二跨吊重则需要安装四跨的承重索。由于其具有承重的作用，在选型时，工作人员要选择抗拉强度较高、横向抵抗能力较好的表面平滑的承重索。承重索的直径、规格、数量要根据桥梁跨度、起吊物体重量、设计垂直度，对能够承载的最大拉力进行综合计算和选定。第二，起重索。主要套绕在起重滑车组上，使重物能够进行垂直方向的起吊。由于其走数非常多，工作人员在选择时，尽量选择质量柔软经磨，不容易出现扭结现象和自转现象的钢丝绳。第三，牵引索。主要应用在跑车组上，做水平方向上的前后移动。无论是往返回复式的穿绕方法，还是循环牵引式的穿绕方法，工作人员在进行牵引索的选择时，应尽量选择有柔软特性，且截面是圆形的表面光滑的钢丝绳。

二、塔架结构设计

第一，塔架结构的构成。主扣塔架是山区塔架结构设计中的主要形式。首先，将索塔绞衔接在扣塔上。其次，对于不平衡的水平力，采用塔架的缆风索进行平衡。最后，选用合乎规格的主弦杆、横杆、正侧立面斜杆、平面斜杆进行杆件拼接，搭建塔架的杆体。

第二，索塔的结构。索塔结构常见的有门市塔架，通常情况下，这种塔架结构的高度在16米以上，横向的宽度在2米以上。同时，工作人员还要在索塔的塔顶位置进行交错分配梁的布置和移动式索鞍的布置。在索塔塔架的底部利用铰支座连接扣塔。

第三，扣塔结构。门式塔架也是重要的扣塔结构形式。一般而言，这种塔架结构的高度40米以上，横向宽度在5米以上。该结构的拼装均由万能杆件完成。扣塔结构在塔顶位置通过塔顶铰连接索塔，底部位置则是与地面相连，并对其进行固定。

三、扣绳系统分析

(一）扣绳系统设计原则

扣绳系统主要由扣塔工具、吊索工具、锚具工具、钢锚箱工具、风缆索组成。主要设计原则是扣绳的绳力在各阶段的工作环境下，保证其主结构的内力承载力和线行设计都符合设计要求，并要求其安全系数值比设计方案中的安全数值高出

2.0 个值。扣塔按照容许应力法原则进行设计，重点进行扣绳的强度计算和稳定性计算。

（二）扣绳系统结构形式

第一，测量出塔架的总高度。第二，连接塔架和主桁。用规格相符的钢铰轴和主桁的节点铰结在一起。第三，塔架的连接。用规格相符、数量合适的钢管构建。值得注意的是，对于上下游的两个主桁，要明确其距离范围，每隔一定距离就要进行横联设置，一般情况下，至少需要设置4道横联。第四，风缆索连接。在安装扣塔的过程中，需要对其进行风缆索设置，用来控制扣塔的垂直度。其主要做法是，在扣塔上安装上下两道由钢铰线组成的风缆索，上层的风缆索锚固在塔架上，下层的风缆索锚固在主桁上。第五，拉索连接。对于边跨内外部的拉索和主跨内外部的拉索，工作人员需要采用不同规格的钢绞线对每桁进行固定。对扣塔顶端的拉索，工作人员可以用钢锚箱将其固定在塔架的顶端，让拉索的中心线延长和立柱的中心线保持一致。关于扣塔底部的拉索，工作人员可以用钢锚箱将其固定在主桁的上弦杆节点上，把上端当做锚固端，下端当做张拉端。第六，锚固连接。利用常见的、普通的钢绞线通过片式群锚的方式，进行分组锚固的连接。

四、缆索吊装方案的具体施工组织

（一）吊装前的准备工作

第一，关于桥梁和缆索吊装设备的检查工作。首先，工作人员要对拱肋节段上的浇筑线形状进行检查，看是否与设计要求相符合。检查预埋件的安装位置是否准确。对于拱脚段的预埋件，要检查是否在拱座位置上。其次，拱桥台座的拱座施工结束后，还要再次检查整个拱桥的净跨度和整个拱座的施工高度。对于拱肋节段上的各个上边线和下边线，要逐一画出，并与设计方案进行比较，确保拱肋节段在连接上的准确性。工作人员还要检查拱座和拱肋之间的夹角，保证两者之间的夹角小于设计方案中的夹角值。最后，检查拱桥上拱线的净跨值，并利用钢板调整施工误差。缆索吊装设备检查。主要进行塔架检查、主索检查、扣索检查、地锚检查、缆风索检查、卷扬机检查、滑轮组检查、索鞍检查。

第二，关于缆索吊装的试验工作。试吊工作的好处在于能够确保施工的安全性。主要表现在两方面，一方面，空载吊装试验。在不载任何物体的情况下，让缆索多次进行来回运转作业。另一方面，承重吊装试验。利用钢筋等大型重物，让缆索吊装设备在有承重物的情况下进行作业。在缆索吊装的试验过程中，工作人员要实时观察和监测。

（二）缆索吊装过程中的施工控制工作

第一，监测主索的垂度。利用仪器对主索的最初垂度和各个阶段的运行垂度进行测量，以便工作人员对主索进行及时调整。第二，监测索塔和扣塔。利用仪器对各个运行阶段中塔架的位移距离进行测量，避免塔架出现位移距离不符合要求的情况。第三，监测拱肋中线。将仪器分层次地设置在拱圈的中线位置上，指导工作人员更好地安装拱肋节段，提高中线的精度。第四，检查钢丝绳。由于钢丝绳在实际使用过程中极易发生变形，影响对物体的承载力。因此，要想施工具有高度的安全性，工作人员应当定期检查钢丝绳的外观。

（三）拱肋的吊装工作

工作人员将拱肋节段通过设备运输到施工场地后，首先，利用起重索以及跑车组，将拱肋节段吊运到拱线的上方位置。其次，工作人员下降起重索，让拱肋节段的一面固定在拱脚的支座上，并通过螺栓连接拱座和边段。对于拱脚处的拱肋节段，要将其进行扣索悬挂，固定好周边的缆风索。再其次，利用起重索、扣索以及缆风索的共同作用，对拱肋节段的标高和中线进行控制和调整。最后，工作人员继续下降起重索，在扣索的紧度达到一定程度时，停止起重索的下降，让扣索进行后续的吊装工作。这一阶段的吊装工作主要是利用扣索的松紧程度，对拱肋节段的标高进行控制。当拱肋节段的标高比设计方案中的标高高时，工作人员就可通过缆风索对拱肋的对中进行作业完成吊装工作。