贵州大跨度连续刚构桥大型绞坡道技术应用

中铁二局第一工程有限公司乌江特大桥65t大型绞坡道技术应用中铁二局股份有限公司思南至剑河高速公路第二合同段项目经理部中铁二局思剑高速第二合同段项目经理部乌江特大桥65t大型绞坡道技术应用-PAGE10-目录HYPERLINK\l"_Toc422759578"1工程概况1HYPERLINK\l"_Toc422759579"2方案确定1HYPERLINK\l"_Toc422759580"3关键技术2HYPERLINK\l"_Toc422759581"3.1乌江特大大大桥主桥桥绞坡坡道总体体设计计方案2HYPERLINK\l"_Toc422759582"3.2乌江特大大大桥主桥桥绞坡坡道卷扬扬机系系统设计计方案案3HYPERLINK\l"_Toc422759583"3.3乌江特大大大桥主桥桥绞坡坡道曳引引制动动器设计计方案案4HYPERLINK\l"_Toc422759584"3.4乌江特大大大桥主桥桥绞坡坡道平台台车设设计方案案5HYPERLINK\l"_Toc422759585"3.5乌江特大大大桥主桥桥绞坡坡道电源源和控控制系统统5HYPERLINK\l"_Toc422759586"3.6乌江特大大大桥主桥桥绞坡坡道操控控的便便利性方方面的的设计及及措施施6HYPERLINK\l"_Toc422759587"3.7乌江特大大大桥主桥桥绞坡坡道系统统安全全性的设设计及及措施6HYPERLINK\l"_Toc422759588"4应用效果7HYPERLINK\l"_Toc422759589"5经济社会效益益益7乌江特大桥6555t大型绞坡坡道道技术应应用思南至剑河高速速速公路是是《贵贵州省骨骨架公公路网规规划》“678”网中第2纵——沿河至榕榕江江高速公公路的的中间路路段，起起于贵州州省思思南县，终终于于剑河县县，分分别与杭杭瑞、沪沪昆高速速公路路相接，全全长长152..774km，路基宽21.55m，双向四四车车道，设设计时时速80kmm//h。工程概况乌江特大桥是思思思南至剑剑河高高速公路路重难难点工程程之一一，位于于思南南县鹦鹉鹉溪镇镇双龙村村境内内，两岸岸地形形陡峭，桥桥位位区地形形起较较大，斜斜坡自自然坡度度为10°～50°，呈“V”形河谷。乌乌乌江特大大桥分分幅布置置，左左线桥孔孔跨布布置为：：（3×30）+（4×30）+（4×30）+（116++2220++1116）+（4×30）+（4×30）+（3×30）m，全长11577..0m；右线桥桥孔孔跨布置置为：：（3×30）+（4×30）+（116++2220++1116）+（4×30）+（4×30）+（4×30）m，全长10100..0m。乌江特大桥主桥桥桥为116++2220++1116m预应力钢钢筋筋混凝土土刚构构箱梁，是是全全线最大大的控控制性工工程，其其位于思思南著著名的乌乌江腾腾龙峡风风景区区内，主主桥主主墩位于于乌江江腾龙峡峡峡谷谷两岸半半坡上上，小里里程主主墩墩位位离乌乌江江面面垂直直高度58.66m，离坡顶顶思思林公路路垂直直高速88m，大里程程主主墩墩位位离乌乌江江面面垂直直高度44.44m，离坡顶顶思思林公路路垂直直高速110m，坡道陡陡峭峭、险要要，地地形地质质条件件复杂。图1、乌江特大大桥桥主桥两主主主墩（左左为小小里程、右右为为大里程程）原原始地形形地貌貌现场图图方案确定经现场勘察和仔仔仔细研究究，由由于乌江江特大大桥主桥桥主墩墩处于著著名的的乌江腾腾龙峡峡风景保保护区区深谷两两岸的的半坡上上，水水陆两路路通道道打通难难度大大，且乌乌江为为国家一一级水水源，腾腾龙峡峡风景区区受地地方政府府部门门重点保保护，在在明确不不允许许大面积积破坏坏原始地地形地地貌的同同时，亦亦不允许许施工工过程中中污染染乌江水水源，因因此，乌乌江特特大桥主主桥主主墩施工工的物物流问题题成了了困扰公公司、和和项目部部的成成本焦点点问题题。经过过公司司和项目目部联联合组织织的多多次现场场调研研讨论后后，核核算出按按照常常规便道道的成成本高达17455..625万元。乌江特大桥主桥桥桥主墩位位于峡峡谷山顶顶以下下100m、江面以以上50m左右的半半坡坡上，主主墩三三面均为为陡峭峭悬崖，若若采采用常规规的展展线方案案加打打隧道方方案联联通主墩墩与山山顶便道道，施施工成本本高、周周期长，且且占占用土地地面积积大，对对乌江江腾龙峡峡自然然风景区区环境境的破坏坏很大大，因此此，是是否能走走一条条成本低低、工工期短、施施工工环境破破坏小小的直线线物流流形式将将非常常关键。经经现现场调查查，反反复论证证、比比选，最最终确确定采用用斜向向直线运运输的的绞坡道道施工工物流运运输方方式。关键技术乌江特大桥主桥桥桥主墩位位于陡陡峭的乌乌江峡峡谷两岸岸，常常规施工工便道道打通土土建成成本高，为为大大幅降低低征地地面积及及施工工通道土土建建建设成本本，特特开创性性的采采用斜向向直线线运输的的绞坡坡道施工工物流流运输方方式，在在主墩两两岸利利用既有有的峡峡谷两岸岸坡道道各设计计了1套65t级大型绞绞坡坡道系统统，通通过绞坡坡道平平台(类似斜向向电电梯)将桥施工工所所需机械械、材材料等从从山顶顶绞坡道道平台台直接运运输到到主墩附附近的的平台开开到主主墩，起起到一一个核心心运输输通道的的作用用。图2、乌江特大大桥桥主桥主墩墩墩2套65t级大型绞绞坡坡道系统统整体体结构设设计现现场布置置图乌江特大桥主桥桥桥绞坡道道总体体设计方方案乌江特特特大桥主主桥绞绞坡道方方案由由绞坡道道基础础系统(轨道以下下部部分)、主卷扬扬机机及其系系统，曳曳引制动动器及及其系统统，平平台车，滑滑轮轮系、钢钢丝绳绳、电源源和控控制系统统组成成，卷扬扬机为为动力系系统（下下坡时也也起到到制动作作用），曳曳曳引制动动器系系统为1+1安全保护护系系统，绞绞坡道道运行采采用变变频设计计，满满载速度度最大大20m/分，空载载最最大速度40m/分，设计计中中采用方方便操操作的控控制柜柜，在通通视条条件很好好的地地方独立立设计计控制房房控制制运行；；乌江左左左岸绞坡坡道(乌江特大大桥桥小里程程主墩墩）：平平台车车总重65T(其中装载40t，平台绞绞车车等自重25t)，坡度34°，提拉距距离112米，提拉拉力34.44T。采用30吨的卷扬扬机机，通过过两门门连在平平台车车上的动动滑轮轮，在平平台车车上产生生最大大60T的提拉力力，以以保证足足够的的安全系系数，提提高系统统的耐耐震动和和冲击击能力。具具体体情况见见图33所示：图3、乌江特大大桥桥主桥小里里里程绞坡坡道总总体设计计方案案图乌江右右右岸绞坡坡道(乌江特大大桥桥大里程程主墩墩）：平平台绞绞车及载载重总总重65T(其中装载40t，平台绞绞车车等自重25t)，坡度28°，提拉距距离205米，提拉拉力31T。采用25吨的卷扬扬机机，通过过两门门连在平平台车车上的动动滑轮轮，在平平台车车上产生生最大大50T的提拉力力，以以保证足足够的的安全系系数，提提高系统统的耐耐震动和和冲击击能力，平平台台车的最最终运运动速度度为每每分钟20米。具体体总总体施工工方案案见图4所示：图4、乌江特大大桥桥主桥大里里里程绞坡坡道总总体设计计方案案图乌江特大桥主桥桥桥绞坡道道卷扬扬机系统统设计计方案根据计计计算，乌乌江特特大桥小小里程程主桥主主墩采采用30t卷扬机，大大大里程主主桥主主墩采用25t卷扬机，其其其工作原原理示示意图具具体见见图5所示：动滑轮主卷扬机司机室电控机房平台车动滑轮主卷扬机司机室电控机房平台车图5、乌江特大大桥桥主桥主墩墩墩卷扬机机系统统设计原原理示示意图通过设设设置动滑滑轮，大大大减轻轻了卷卷扬机的的要求求，而且且整个个运动过过程更更平稳，尽尽管管提升速速度减减半，但但卷扬扬机拉力力减半半，而且且有了了两门滑滑轮的的使用，也也使使得拉力力的分分布不集集中，有有利于保保持平平台车的的稳定定性。按按照国国标GB/TT19555—2008《建筑卷卷扬扬机》的的设计计规范上上的要要求，标标准的的卷扬机机是M4的工作级级别别，而由由于绞绞坡道的的应用用是M5或者M6的工作级级别别，因此此在需需求是20T的情况下下，我我们选用30T的卷扬机机来来延长产产品的的总工作作时间间，从而而达到到提高工工作级级别的效效果。在在钢丝绳绳的选选择上，我我们们选用6x366WWS+IIWRR的钢丝绳绳（瓦瓦林吞-西鲁钢丝丝绳绳），破破断拉拉力是额额定载载荷的5倍以上，而而而且耐磨磨性能能和寿命命都比比6x37的一般钢钢丝丝绳要好好很多多。卷扬扬机结结构设计计计算算书具体体见附附件所示示，卷卷扬机结结构情情况具体体见图图6所示：图6、25t和和300t卷扬机结结构构设计图图乌江特大桥主桥桥桥绞坡道道曳引引制动器器设计计方案除主卷卷卷扬机外外，再再配置一一套摩摩擦式双双卷筒筒曳引制制动器器作为备备份的的安全制制动系系统，假假如主主卷扬机机的钢钢丝绳不不慎断断裂，平平台车车下滑超超速的的情况下下，曳曳引制动动器介介入工作作，通通过连在在平台台车上的的备用用钢丝绳绳把平平台车缓缓慢制制动住，具具体体方案原原理示示意见图图7所示：曳引制动器平台车转向滑轮司机室电控机房曳引制动器平台车转向滑轮司机室电控机房图7、乌江特大大桥桥主桥主墩墩墩曳引制制动器器系统设设计原原理示意意图乌江特大桥主桥桥桥绞坡道道平台台车设计计方案案平台车车车采用箱箱型结结构，采采用2对轮组，即即即单侧2组，每组2个轮子，一一一共8个轮子。轮轮轮组在轮轮轴向向上有一一定的的转动空空间，可可以小范范围进进行调整整，以以自动适适应轨轨道平面面不平平的情况况，下下侧轮组组适当当下调，平平车车后侧斜斜向下下，使整整个平平车在运运行过过程中重重心适适中，更更趋于于稳定。在出厂厂厂前，保保证同同一侧的4个轮子在在一一条直线线上。两两侧的轮轮组在在两条平平行线线上。由于平平平台车装装载货货物时，有有时时候会出出现应应力相对对集中中地情况况（比比如混凝凝土罐罐车），因因此此地板的的钢结结构相对对要排排得密集集一些些，地板板上铺铺设的花花纹钢钢板也要要厚一一些，设设计厚厚度定为6mm。平车分分块块制作与与运输输，分块块之间间采用螺螺栓连连接，在在出场场前必须须在乙乙方工厂厂进行行预装，保保证证在现场场安装装的精度度和速速度。绞绞坡道道平台车车具体体设计图图见图图8所示：图8、乌江特大大桥桥主桥主墩墩墩大里程程平台台车系统统结构构设计图图乌江特大桥主桥桥桥绞坡道道电源源和控制制系统统整个电电电源系统统由变变频电柜柜和不不间断电电源组组成：变变频电电柜主要要用来来给变频频电机机供电，实实现现卷扬机机的正正反转、调调速速、停止止等操操作；不不间断断电源则则是在在工地突突然断断电的情情况下下（由于于工地地用电情情况的的复杂性性，这这种情况况是有有可能发发生的的），用用来给给整个控控制系系统和刹刹车系系统供电电，保保证整个个系统统缓慢制制动，而而不是掉掉电安安全制动动所产产生的紧紧急制制动。在卷扬扬扬机的引引出轴轴一侧，安安装装一台DXZ多功能限限位位器，提提供上上限位和和下限限位，当当控制制系统检检测到到限位开开关启启动，开开始进进入缓慢慢制动动程序。在曳引引引制动器器的转转轴上，安安装装有超速速开关关，当检检测到到超速状状态、超超速开关关输出出信号后后，控控制系统统开始始缓慢制制动曳曳引制动动器。在在曳引制制动器器上还安安装一一套DXZ多功能限限位位器，在在超过过设定的的位置置时，限限位器器实现紧紧急制制动，作作为对对控制系系统工工作异常常的最最终挽救救手段段。乌江特大桥主桥桥桥绞坡道道操控控的便利利性方方面的设设计及及措施设置专门的操控控控台，通通过按按钮进行行卷扬扬机的启启动和和正反转转，通通过飞航航式扳扳手对卷卷扬机机的牵引引速度度进行无无级调调控。这这个操操控台可可以放放在视野野条件件好的独独立司司机室，也也可可以和电电控机机房放在在一起起；曳引制动器结构构构简单，由由控控制系统统自动动操纵，无无需需人工干干预；；平台车结构简单单单，安全全可靠靠；卷扬机有限位控控控制，平平台车车的停止止位置置固定，不不存存在人为为控制制的偏差差，而而且提高高了运运行的效效率；；在进入上下货码码码头后，由由码码头上提提供可可以翻转转的搭搭板，架架设在在平台车车和码码头间的的间隙隙上，方方便装装卸货物物，以以及车辆辆上下下，同时时减小小平台车车的震震动问题题。为在了解现场状状状态的情情况下下进行安安全操操作，每每套系系统配备备一套套遥控器器，操操作人员员可以以不受地地域的的限制，在在肉肉眼可见见的情情况下操操作绞绞坡道系系统的的运转。乌江特大桥主桥桥桥绞坡道道系统统安全性性的设设计及措措施卷扬机为冗余设设设计，动动态承承载能力力超过过标准载载荷的的50%，实际静静态态承载力力超过过标准载载荷的的60%。在电动机旁边设设设置液压压鼓式式制动器器，制制动力矩矩为按按额定载载荷计计算的静静力矩矩的1.5倍以上，在在在制动器器失效效的情况况下，依依然提供供额定定的制动动力。在滚筒边上设置置置液压盘盘式制制动器，一一是是起安全全保护护作用，二二是是防止制制动器器的单点点失效效，这个个液压压盘式制制动器器和曳引引制动动器使用用的是是同一类类型，可可以共享享同一一个液压压泵站站，滚筒筒边上上的液压压盘式式制动器器，制制动力矩矩是额额定载荷荷的1.2倍，以保保证证在独立立工作作时，也也能完完全满足足制动动性能要要求。在平台车进码头头头时，首首先由由变频控控制器器降低工工作频频率，把把速度度逐渐降降下来来，同时时液压压盘式制制动器器和液压压鼓式式制动器器按照照一定的的顺序序进行制制动，最最终在限限位开开关启动动后，电电动机断断电，制制动器刹刹紧。制动器都是失效效效安全制制动器器，即在在掉电电或者故故障时时处于制制动状状态。卷扬机的制动系系系统由一一套独独立的控控制系系统控制制，并并且有备备份电电源，即即使外外界电源源发生生故障时时，也也能保证证缓慢慢的制动动停车车。对电动机的工作作作状态进进行监监视，防防止电电动机过过载情情况的发发生，当当出现超超载时时自动报报警。设置限位开关，控控制平台车的的起停位置，超超出位置后，自自动停车。在卷扬机上增加加加一套排排绳器器，在卷卷扬机机前方20米处增加加一一个钢丝丝绳托托绳轮，这这样样一方面面钢丝丝绳的有有序排排列，不不产生生相互摩摩擦，从从而延长长了钢钢丝绳的的使用用寿命，另另一一方面，托托绳绳轮的使使用，使使得牵引引力始始终在轨轨道的的中间平平面内内，不会会让平平台车产产生侧侧向的分分力；；采用2对载重轮轮组的的设计，使使使得轨