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悬索桥钢桁梁利用边跨主缆起吊转体施工技术

2020-01-05庞庆

运输经理世界 2020年16期
关键词:平车动滑轮定滑轮

文/庞庆

1 工程概况

清江大桥采用单跨双绞钢桁架悬索桥方案,孔跨布置为2×25m(预应力混凝土T 梁)+420m(单跨双绞悬索桥)+3×25m(预应力混凝土T 梁),主缆采用预制平行钢丝索股方法架设成缆,中跨主缆理论跨径420m,主缆理论垂跨比定为1/9.6,两根主缆中心间距13.3m,南、北边跨主缆理论跨径为120m。钢桁梁由主桁架、上下平联、横向桁架组成。主桁架采用华伦式,桁架高3.6m,宽13.3m,标准节段长12m。

2 技术原理

悬索桥钢桁梁利用边跨主缆起吊转体施工技术以既有主缆作为承重载体为主线思路,依托索夹、吊索为设计理念,采用4 套80t 滑车组两两结合组成上下游起吊系统,两套起吊系统顶部定滑轮分别与主缆上临时抱箍连接,底部动滑轮采用钢丝绳相互连接为一点,利用1 根单独钢丝绳将连为一点的动滑轮与运至该装置下方的梁段连接在一起,同时启动上下游起吊系统,待梁段在提升装置牵引下吊离运梁平车后人工推动梁段转体90o后放在平车上运至起吊点。

3 主要工序操作要点

3.1 方案设计

依托既有主缆为承重载体为主线思路,以索夹、吊索悬挂钢桁梁为设计理念,在边跨侧主缆安装自制临时抱箍,滑轮组通过钢丝绳悬挂在临时抱箍吊耳上。通过卷扬机导线滑轮组,利用临时抱箍将定滑轮固定在主缆下方,采用钢丝绳将两动滑轮连接成一点,在动滑轮下悬挂1 根旋转绳与钢桁梁起吊捆绑绳连接,待钢桁梁吊离运梁平车后,人工推动钢桁梁实现在边跨引桥桥面上转体[1]。

整体布设:根据钢桁梁自重计算,共设两套起吊系统(单套起重量80t)。起吊系统的主绳采用Φ24 钢丝绳绕4 门滑车组导满8 线,设计吊装重量为80t。将上下游起吊系统定滑轮拴接在主缆临时抱箍吊耳内,为满足钢桁梁具备一点起吊旋转能力,将两套起吊系统动滑轮连接在一起,然后采用一根Φ50 钢丝绳作为旋转绳,将两套动滑轮与钢桁梁连接在一起。启动提升卷扬机,钢桁梁起吊过程中通过观察连接在一起的动滑轮左右摆动幅度来调整其提升速度。两组起吊系统各用一台10t卷扬机作牵引动力,10t 卷扬机为主缆架设时安装卷扬机[2]。

3.2 材料准备

3.2.1 临时抱箍加工制作

根据索夹为设计理念,采用钢板加工临时抱箍,临时抱箍分为上下两部分,上下两部分依靠两侧8 颗30 的8.8 级高强螺栓连接,临时抱箍底部设吊耳。临时抱箍为钢桁梁加工制作专业分包队伍场内加工,制作材料采用Q345B,加工包括数控切割、冷弯曲、焊接施工工艺;焊接主要包括部件和整装配焊接,工艺包括边缘清理、装配、焊接。

3.2.2 制作钢丝绳

利用穿插工艺准备两端带吊环钢丝绳:长度为6m的Φ24 镀锌钢丝绳2 根;长度为3m 的Φ28 镀锌钢丝绳1 根;长度为6m 的Φ50 镀锌钢丝绳1 根;Φ28 镀锌钢丝绳1 根;Φ36 镀锌钢丝绳4 根。

3.2.3 滑车组绕线

滑车组为索鞍吊装过程中使用,在桥面上人工拉动卷扬机钢丝绳将4 门滑车导满线,进绳方向由定滑轮进入。

3.3 临时抱箍安装

利用塔吊将临时抱箍安装在边跨侧主缆上,为防止抱箍与主缆接触有磨损,在主缆外侧缠绕一层胶皮。临时抱箍安装位置选择抵靠在边跨侧索夹上侧,防止其受力下滑。

安装前,首先将1cm 胶皮环绕在安装临时抱箍位置主缆表面,采用胶带临时固定。利用塔吊将上半部临时抱箍安装在胶皮上临时稳固,再采用塔吊将临时抱箍下半部吊至安装位置,采用葫芦配合安装,慢慢使临时抱箍上下部分螺栓眼合龙,分别将8 颗8.8 级高强螺栓拧紧。螺栓施拧过程采用电动扳手,按规范要求进行初凝、终凝。临时抱箍安装时,为防止临时抱箍下滑,尽可能靠近边跨侧索夹顶部[3]。

3.4 转体起吊系统安装

3.4.1 利用55t 卸扣安装在临时抱箍吊耳内,让其自由下垂;将两端带吊环长度为6mΦ24 的镀锌钢丝绳缠绕3 圈后一端固定在临时抱箍吊耳下的55t 卸扣内,一端自由下垂穿过猫道面网。

3.4.2 将桥面上布满8 线的一套4 门80t 滑轮组利用塔吊提升,采用55t 卸扣使其与临时抱箍连接的钢丝绳连接,确保定滑轮位于主缆下方且处于猫道面网下方,动滑轮处于桥面上,组成上游起吊系统,采用同样方法组成下游起吊系统。

3.4.3 利用1 根长度为3m 的Φ28 镀锌钢丝绳缠绕4 圈将上下游起吊系统的80t 动滑轮吊钩拴在一起。

3.4.4 利用55t 卸扣将1 根两端带吊环长度为6m的Φ50 镀锌钢丝绳与两个拴在一起的80t 动滑轮挂钩下钢丝绳连接在一起组成转体系统。

3.4.5 将4 根两端带吊环长度为6mΦ36 镀锌钢丝绳一端利用55t 卸扣与长度为6m 的Φ50 镀锌钢丝绳吊环连接在一起后同时启动上下游卷扬机提升动滑轮,待转体Φ50 钢丝绳端部高于钢桁梁高度后停止卷扬机提升。

4.5 梁段拼装

在清江大桥锚后侧路基布设钢桁梁拼装场,利用80t 龙门吊完成标准节段钢桁梁拼装,为保证钢桁梁能够横桥向通过主缆间距,标准节段之间抗风稳定板、斜腹杆等部分杆件暂不拼装。钢桁梁拼装过程中采用“2+1”拼装模式控制其成桥线形,拼装过程通过“三检”制严格控制胎架顶面标高。

4.6 钢桁梁运输

4.6.1 猫道承重绳体系转换

猫道内净距宽度为10.3m,钢桁梁横向宽度为11.98m,为保证钢桁梁运输过程中顺利通过猫道净距。需将猫道内侧3 根承重绳在钢桁梁运输高度内转换到外侧。转换工艺流程如下:在散索鞍处靠近满足钢桁梁运输高度的索夹正下方猫道面网上各设置一根横梁,从猫道承重绳下方向上用U 型螺栓将承重绳与横梁固定;将两根75 角钢制作的拉杆下端分别与横梁的两端通过螺栓连接,两根拉杆的上端分别与猫道正上方索夹的两侧通过螺栓连接;拆除欲改移变位的猫道内侧3 根承重绳上面的猫道面网层,再将其面网整体向外侧平移固定,再逐根松掉内侧的3 根承重绳;将猫道内侧的3 根承重绳从横梁处向外侧平移,分别与外侧的3 根承重绳连接牢固。

4.6.2 钢桁梁从拼装场运至转体点下方

钢桁梁从拼装场运至起吊点采用轨道运输,拼装场至起吊点按6m 间距布设轨道,轨道基础采用混凝土浇筑。自制运梁平车安装在轨道上方,利用龙门吊将待运输钢桁梁放在平车上,启动电机,平车沿轨道将钢桁梁运送至转体点正下方。龙门吊将钢桁梁放在运梁平车时应注意钢桁梁所处位置,确保钢桁梁能顺利通过主缆间距。

4.7 钢桁梁转体

待钢桁梁运至引桥转体点正下方时,将4 根长度为6m 的Φ36 钢丝绳底部与钢桁梁下主玄杆捆绑,钢丝绳与钢桁梁玄杆棱角接触部位均铺设过度钢管圆弧。检查各项工序具备起吊条件后,同时启动上下游提升卷扬机,在牵引绳带动组合动滑轮提升过程中观察其左右偏移情况来调整上下游卷扬机提升速度;待钢桁梁底部离开运梁平车大约10cm 后停止卷扬机。人工推钢桁梁使其慢慢转体90o后扶稳。同时启动上下游卷扬机慢慢下放,下放过程中人工扶稳,通过上下游卷扬机下放速度调节钢桁梁左右位置,确保钢桁梁运输过程中能穿过主塔,待钢桁梁与平车接触后稳定后解除4 根Φ36 起吊绳。

4.8 钢桁梁运至起吊点

钢桁梁在平车放稳后,解除起吊捆绑绳,利用塔吊将钢桁梁未安装的抗风稳定板、斜腹杆等部分杆件全部安装到位,为防止杆件悬挑时间过长影响其形变,此部分杆件安装时采用螺栓配合冲钉临时铰接。待各项工作准备结束后,启动运梁平车,将钢桁梁运至起吊平台等待起吊。

4.9 钢桁梁边跨主缆起吊转体系统拆除

待全部钢桁梁转体结束后,利用塔吊将此系统拆除。拆除施工技术如下:

利用卷扬机让转体起吊系统的动滑轮受向下的力落在桥面上。定滑轮上安装2 根5t 吊带,一根吊带从猫道面网孔放在猫道上,另一根吊带从猫道外侧临时固定在扶手绳上。首先利用塔吊将定滑轮起吊,确保连接卸扣不再受力,拆除卸扣,使定滑轮与临时抱箍分离,然后将从猫道面网孔穿过的吊带利用卸扣固定在主缆上,塔吊下放,让定滑轮及钢丝绳全部受力在主缆上。塔吊转动,吊钩与猫道外侧扶手绳吊带连接,吊钩提升,当拴在主缆上的吊带不受力时将其解除,塔吊下放,将其一侧起吊系统放在桥面上,将猫道孔洞利用网片封堵。采用同样方法将另一侧起吊系统拆除后放在桥面,将猫道孔洞利用网片进行封堵。利用扳手将临时抱箍螺栓拧逐步拧松,使临时抱箍上下部分离,采用尼龙绳将临时抱箍下半部采用“骑马”形式放在主缆上,将螺栓全部松掉,利用塔吊将上半部吊离后,再将下半部吊离。起吊系统在桥面解体后,将钢丝绳收回卷扬机,滑轮组组装好后放置仓库备下次使用。

5 结语

本文在钢桁梁转体施工时以既有主缆作为承重载体为主线思路,依托索夹、吊索为设计理念,通过卷扬机导线滑轮组,利用临时抱箍将定滑轮固定在主缆下方,利用钢丝绳将两动滑轮连接成一点,在动滑轮下挂1 根旋转绳与钢桁梁起吊捆绑绳连接,待钢桁梁吊离运梁平车后,在人工推动作用下实现钢桁梁在边跨侧桥面上转体。此创新技术在清江大桥钢桁梁转体时发挥了提质增效作用;整套转体装置利用主缆架设时材料设备,节约了施工成本;钢桁梁整个转体过程全部在地面完成,保证了施工安全,并对以后悬索桥钢桁梁转体施工具有重大意义。

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