先导索过海施工方案

1、先导索过海1 国内外概况及方案选择（1）国内外概况先导索过海（江）是悬索桥上部结构施工的第一道重要工序，通常有以下几种施工方法。1）悬挂牵引法这是国内外常用的方法。中国虎门大桥、海沧大桥，日本大鸣门大桥均采用此法。图1、明石海峡大桥先导索牵引图 2、（1）海沧大桥先导索过海示意图（尺寸单位：m）图2、（2）海沧大桥先导索牵引图2、（3）润扬大桥先导索牵引江苏润扬长江大桥也采用此法架设先导索，但采用大马力拖轮，把先导索直径增加为36。封航时间6小时，见图2（3）。2）分段牵引、江中对接方法为缩短封航时间，采用分段分次牵引、在江中对接，即此岸导索拖至江中定位驳船临时固结，待彼岸导索拖至江中定位驳船

2、后用钢丝绳卡将两岸导索对接卡紧。宜昌长江公路大桥采用此法（见图3）。图3、宜昌大桥先导索架设示意图3）浮索牵引法在先导索上按一定间隔固定浮子（能提供较大浮力的泡沫材料），提供浮力，使先导索漂浮在水面，用拖船牵引过海（江）。日本关门大桥、因岛大桥曾采用此法，见图4。这种牵引方法不受水底障碍物的影响，适用于暗礁等障碍物较多的水域，缺点是工序繁杂，受风浪等水文条件影响大，需要长时间封航，岸边需要有码头。图4、浮索牵引法 4）江（海）底牵引法在岸上放置先导索，用大马力拖船牵引过江，牵索过程中先导索可沉入江底，故名“江底铺设法”，见图5。该法曾在中国江阴长江大桥应用。它适用于水底平坦，无大的障碍物的江河

3、或海域。缺点是受水浪、水文条件影响大，需要长时间封航，岸边需要有码头。图5、海底牵引法示意图（2）西堠门大桥先导索过海方案选择西堠门大桥海域的环境条件，可概括为以下三点：1）西堠门大桥跨度大，桥梁跨越的西堠门水道，海水深、海底地质情况复杂，暗礁很多。西堠门水道潮流一般以不正规半日潮流为主，潮流运动形式多为往返复流。该水道流速大，且有强烈漩涡。如采用海底直接铺设牵引索，很可能造成牵引索被礁石等缠绕或勾拌。如采用浮子法，会收到潮流及水流流速和漩涡影响，而且要在平潮时段进行。平潮时段仅仅有40分钟，可用时间段短，牵引难度较大。2）北塔处于海中狭小的老虎礁上，四周陡峭，水流湍急，无法停靠施工船只，需要

4、建专用临时码头，但根据地形，在此建码头的难度较大，施工时间和费用较大。3）西堠门航道为国际航道，很多大型商船和军舰通过，不允许中断通航。基于上述三点，不能采用传统水上牵引法牵引西堠门大桥先导索。此外，西堠门大桥还对直升机牵引法与发射火箭牵引法（此法在湖北四渡河桥实施）进行了研究比选。由于火箭发射先导索的落点位置误差达到4080m，且发射牵引索过海后还要横移、提升先导索，在此过程中，先导索仍然会重入水中，影响通航。经反复研究比较后，西堠门大桥选用了直升机牵引先导索过海法，并根据中国实际情况对日本方法进行了重大改进。2、直升机牵引先导索过海技术方案直升机法实施有两种比选方案，一是主动放索方式（见图

5、6），即把整个放索系统设置在直升机上，由直升机带动放索系统放出先导索。出于安全考虑，在直升机上除设置通常的缆索切断装置外，还设置了紧急情况时的切断装置，结构比较复杂。放索机和先导索重量由直升机承担，直升机负载较大。由于设备较多，需要对直升机进行改造，费用较大。图6、被动放索模式示意图7、主动放索模式示意图第二套方案是被动放索方式（见图7），即把放索系统安装在南塔塔顶平台，直升机牵引带配重块的先导索向北塔飞行，利用牵引张力放出先导索。这种方法减轻了直升机的负荷，不需要改装直升机，提高了直升机的飞行安全系数，降低了费用。西堠门大桥对直升机法的两套方案进行研究探讨和对比分析，决定采用被动放索方式。这

6、种过海方案使直升机与先导索的连接简单，紧急情况下易于解除连接，对直升机具有极大的安全保障。把放索系统放在塔顶平台，减少了直升机的负荷，给直升机选型提供更大的空间。把放索系统放在塔顶平台，有利于监控放索机工作状态和指挥作业，控制先导索牵引过海过程中的速度、张力和线形，保证不影响通航及直升机的安全。3、先导索技术参数与直升机选型（1）先导索技术参数先导索选用高强、轻质、直径小的尼龙绳，同时也要满足用先导索牵引22过渡牵引索的拉力要求。根据国内该类牵引索的情况，拟选用6高强尼龙绳作为先导索，再转换成13高强尼龙绳，高强尼龙绳采用高强度的尼龙纤维做成，它的拉伸强度、质量见表1所示。表1直径mm破断荷载

7、每米重量结构伸长率弹性伸长率破断伸长率1312.1t0.072kg2.5%0.63%3.8%63.19t0.0187kg2.5%0.63%3.8%特点轻质、高强、不导电、抗酸碱性强（2）先导索牵引飞行过程中的最大牵引力根据牵引飞行的工况条件和选定的尼龙绳、配重等参数进行计算，直升机到达终点时受力最大，最大受力为168.1kg。（3）直升机选型根据先导索的技术性能和先导索牵引飞行计算出的最大牵引力，选择直-9型直升机能够满足直升机牵引先导索过海作业的动力牵引需要。（4）直升机牵引先导索过海作业的飞行条件视野度（可视距离） 4km云高 超过350m风向 风速逆风9m/s；顺风3m/s4、南北索塔操

8、作平台布置（1）南北塔操作平台的选择直升机牵引先导索过海跨越南北索塔之间的水道，两塔之间跨径1650m，索塔高233.286m。由于悬索桥上部结构已进入施工阶段，根据施工的要求，南北塔顶已布设了相应的施工平台、塔吊等实施，见图89。图8、南塔顶上部结构施工布置 图9、北塔顶上部结构施工布置图根据现场的实际情况，南北塔顶均布设有塔吊、门架，南塔布设有2台塔吊，北塔布设有1台塔吊。由于南塔上横梁上已安装了1台塔吊，占横梁位置较大，将上横梁作为飞行牵引的操作平台空间位置不够，只有选择低塔吊一侧的门架顶作为操作平台。北塔上横梁上还未布置大型施工设备，空间位置比较宽敞，可以作为飞行牵引的操作平台。根据直

9、升机牵引飞行的操作特点，终点操作平台要求尽量大些，以便于先导索的接收，因此，将南塔低塔吊一侧门架顶作为先导索牵引起始点，将北塔上横梁作为先导索牵引锚固终点。（2）南塔顶平台布置南塔门架顶面为5.521m的框架，为了便于施工操作，将门架顶面拓宽，变为921m的平台，在平台顶面满铺木板作为施工操作平台，周围设置护栏，见图10。在平台上靠前端安装放索机，将放索机与门架固定在一起以承受先导索的张力，在平台前端安装滚轮，便于先导索的放出。图10、南塔作业平台布置图（3）北塔锚固平台的布置图11、北塔上横梁锚固点布置图北塔上横梁顶面为长24.933m、宽6.1m的混凝土面，作为先导索的接收锚固平台空间较大

10、，能较好的满足施工操作要求。平台顶面主要布置先导索的接收、锚固装置。1）锚固点布置由于北塔上横梁长24.933m，考虑在此范围内都能接收、锚固从南塔牵引到此的先导索，根据上横梁的宽度计算，需要设置三个锚固点才能满足要求，锚固点布置在靠边跨一侧。2）锚固点设计根据先导索的受力分析计算，锚固点受力较小，仅几十千克力。锚固件设置为预埋件和锚固耳板，预埋件埋设在上横梁混凝土顶面，锚固耳板与预埋件焊接。3）锚固绳设计锚固绳采用比先导索直径大的10迪尼玛绳，特制长度5.5m，两端加工成环扣，后端和前端采用卸扣与锚固耳板和先导索连接。4）上横梁顶面中跨侧边缘滚轮设置为了避免先导索与上横梁顶面边缘混凝土相摩擦，更好的保护先导索，在上横梁顶面中跨侧边缘滚轮设置塑胶滚轮，先导索牵引到上横梁位置