大跨度悬索桥先导索火箭抛送施工工法

PAGEPAGE9大跨度悬索桥先导索火箭抛送施工工法1前言新世纪以来，统筹区域均衡发展成为可持续发展的战略要求，中西部地区需大力进行交通、水利、电力、通讯、油气管道等基础设施建设。连通山区的各种干线不可避免跨越各种沟壑峡谷，而为其发挥重要作用的大跨径悬索桥将大范围修建。先导索架设作为悬索桥上部结构施工的最先工序，是首要攻破的技术难关。一般来说，大跨径悬索桥通常都修建在大江大海上，先导索可以用船或直升飞机进行先导索架设。在我国修建的小跨度山区悬索桥的先导索一般都采用人工拽拉（卷扬机配合）的方式进行施工；在险峻的山区，先导索架设却是最为棘手的难题。悬索桥先导索如何成功跨越深谷沟壑成为桥梁建设首要克服的难题。依托湖北沪蓉西高速公路四渡河大跨度悬索桥工程，在千米宽、五百米深的深切峡谷复杂地形条件下，旨在研发一项安全、经济、便捷、高效的新技术，解决深山峡谷悬索桥先导索架设难题。这一项新技术通过把军用技术和建桥技术结合起来，达到在峰高谷深的山区、在宽阔复杂水域上而因航道繁忙不能封航的环境下成功架索目的。大跨度悬索桥火箭抛送先导索新技术在四渡河特大桥的成功开发，填补了国内桥梁施工原创性技术空白，开创了大跨度悬索桥先导索架设施工新技术；也可在跨江河及复杂山地环境下，电缆、光纤架索工程，悬崖峭壁地区探险和救援等民用领域中得到应用。它还可以用于城市反恐行动中高层建筑物之间的物资、人员快速投送，抗洪抢险、应急救援时紧急物资等的输运，为快速机动保障提供手段。路桥华南工程有限公司是一家技术实力雄厚、施工经验丰富的施工企业。作为广东省高新企业的路桥华南，拥有许多座大桥建设成功经验，先后在全国各地承建过各种型式的大型桥梁工程，出色地完成了任务，获得了良好的资质和社会评价。近年先后建设了厦门海沧大桥、重庆万州区长江二桥、忠县长江大桥等多座大跨径悬索桥，以及杭州湾跨海大桥、东海大桥等。目前在建工程有沪蓉西四渡河特大悬索桥、杭州江东大桥、青岛海湾大桥六标、宁波清林湾大桥等几十个大项目。《大跨度悬索桥先导索火箭抛送技术》先后获得了广东省中山市科学技术进步一等奖、广东省科学技术奖二等奖以及中国公路学会科学技术奖二等奖。编制的《先导索过深切峡谷火箭抛绳技术的研发》QC成果获2007年“国酒茅台”杯全国QC小组成果发表赛一等奖。2工法特点大跨度悬索桥先导索火箭抛送技术，其动力源：火箭发动机为运载平台和飞行动力；工作绳：高强软质锦纶绳；发射角度和方向：通过发射架来进行调整；弹落点散点精度：高，但是受到风特性影响；射程：1200m以内；工作环境：以晴天和风速在4级以下的最佳，大雾和大风对发射的瞄准产生影响。系统轻巧、简便、可靠，具有“安全、经济、环保、高效”特点。安全：对构造物和人身不构成安全威胁。经济：系统施工总成本低。环保：无污染、不破坏生态环境。高效：系统从准备至发射完毕仅需2小时。而在目前国内外桥梁界的悬索桥建设中，适用于山区悬索桥先导索施工来说，只有直升飞机牵引法、人工拽拉法、以及我公司研发的火箭抛索技术。人工拽拉方法：①施工风险大，极易引发安全事故；②山区植被茂密，在陡峭的山谷里需要沿着先导索架设后的水平投影线用人工砍出一条宽1.5m的通道，生态环境破坏很大；③受季节影响比较大，必须避开雨雪天气及雾天；④施工周期比较长，远远满足不了工期要求。直升机牵引法：①山区桥位的紊流特性不仅由大气边界层运动决定，而且受到山峰绕流特征紊流的作用，对飞行安全影响极为不利；②山区桥位对飞行的视野有一定的影响；③山区桥址区域雾多湿重，对飞行的视野有一定的影响；④两岸均要有一个大于500m2的场地供直升飞机降落，需修建一次性的升降场地，对环境破坏大。火箭抛索技术：①施工速度快；②受到天气、地形地貌影响程度比较小；③基本上对作业人身和结构物不构成安全威胁④对环境破坏非常小。光3历适用蕉范围阴本工舰法适风用于磁大跨阁度悬菊索桥黎先导筐索架言设施蚊工蚊，吉也可晨在跨擦江河润及复羊杂山痛地环鹊境下责，电亦缆、棒光纤棚架设中工程傍，悬留崖峭蹈壁地梦区探即险和妙救援哗等民脾用领然域中懂得到静应用无。它均还可笼以用极于城寿市反就恐行背动中码高层农建筑灶物之圣间的天物资抱、人艘员快毒速投犹送，箭抗洪友抢险洪、应咬急救尘援时坊紧急谣物资堪等的年输运猎，为疤快速始机动乔保障战提供毁手段做。眼4蚀工艺极原理枪4.肚1夹火箭毅抛绳品系统驰组成提全套铲器材厚由火士箭发述动机香、工纪作索抖、发扭射架嫂、钢约丝绳毛、固统定桩浇等部浅分组转成。狱系统忧构成骆如图沾4-听1诊所示昏。馅图制4-犁1亮攻抛送轰先导消索火牺箭系朗统方诵案原根理示泻意图梅火箭溜发动航机是义软绳惩抛送寒系统总的动预力源盟。它含由弹蛙头、哑燃烧饭室、缴定向骂钮、袖喷管区、连件接件劝等组度成。蚀发动色机结决构如剥图吩4-雾2虎所示附。呜工作阴索由沟不同循直径课的锦吴纶绳析两端雹编制酿插花矛而成愧，有拘足够今的抗责拉强引度。垄发射遣架赋择予火捆箭发霜动机支的射裁角及颂方向秋，它饲由导选轨、亩射角虹测量核角器按、固压定装杆置等滴组成皮，射绝角在退范宅围滋20己°羽～柄50虽°疗范围反内可两调，氏导轨狠全长联11为50适mm挣。发敏射架清结构左如冤图机4籍－疫3降所示斩。兽图锈4-室2躬口火箭沃发动易机结尘构示书意图姻图蚕4-某3若发射翅架结直构示月意图宜4.兽2润火箭乡抛绳促系统换组成辟及主籍要技格术指狡标有:优火箭芦抛绳盗系统葡由全辟套器胞材由声火箭酒发动逮机、询工作骨索、裙发射嘱架、控固定脆桩等竖部分故组成食。迟火箭励抛绳恭系统肆采用蒸模块邻化设寒计，芝射程白在北50沃0咽～跑12团00箭m钟范围脑内可拳调，诞火箭免弹横尚向偏日差寿±皂40狸m枪（法旅向风骨速超垮过置4m淋/双s摸以上削时可驰适当齐修正仿射向赌）；凭工作粉索纺直径厦φ袍14斯mm侍、抗屑拉强孔度攻≮能20危00怨kg毯、线砍密承度睛≯张10靠5g丰/衫m欺、断三裂伸炊长旦率熊≯顽45倚%懒；眉射角雀在摸20涂°佳～麻50潜°掏范围落内可趴调；斩使用栏温度货：－堂4抛0揉℃招～要＋所5委0箭℃央；冻系统悲操作呀使用驳简便呈、安井全、滩可靠球。轨4.茎3迎火箭坚抛绳谱系统郑工作旺原们理宏:愤首先乘根据严射程豆选定扣发射叨架的腔射角奔、根交据弹苦着点横标志累杆位巡置及天风力册和风块向确龙定火爬箭发姿动机丽的射瘦向，播瞄准畜并固向定发渴射架扣；然铲后将救火箭年发动贿机安仿装在浪发射驼架上斗，通绑过牵目引钢徐丝绳咬将火美箭发狠动机洲与工什作索第一端厉连接仇、工漂作索衣另一竖端与币固定辱桩相泽连，睁此时黎发射钞准备带就绪府。用萝导电搏线连偿接发拳动机紧电点鸣火头贫，用数电点单火击镰发装益置点肢燃电香点火迈头并筛使发贴动机只内的骂发射船药燃贫烧，码火箭枝发动刃机在院火药越气体纸推力丑作用津下迅追速飞班离发烧射架申，进挠入主凤弹道投飞行封，与懂此同铃时钢翻丝绳作将先孤导索允拖起油，发允动机牲工作播结束棋后，饥火箭朽发动慕机带肝着先氧导索匪进入腿惯性挪飞行撇阶段牢，几职秒钟钉后火破箭弹倍体落剩入预踩定的剩目标火区。阻5六施工府工艺弹5.奋1玻现场销准备室工作司⑴瓦、收歉集整党理发露射前拿一周愚现场短的气妹象资湖料，眼尤其鸽是两嫂岸及洲峡谷激地带闸的风泡向和吓风力鞭大小层在每写天不博同时姓段的路变化汁规律巴。择⑵诵、平迟整发脆射场童地：装发射默场地用不小养于励3泻×滚1布0m圆2吊的平近地，寇四周逼无灌妥木丛慌和杂贡草等并易燃浓物。债⑶携、赢在东智岸，炎确定训火箭援的落云点位浇置，轮落点盐的选也择主馒要考脑虑如式何控雪制弹龟头不克被先秧导索至拽下鸡沟底期；同对时还捕要考悦虑到夜索塔赛不被很弹头孔碰到再，以是免影翁响到往结构略的安眠全。贞⑷葱、万为了解防止叹火箭昆弹落拒下后寨由于滨反弹余而滚承下悬保崖，女保证秤弹头达不被鞋所拽南拉的吧绳子亦拽到优沟底伶，火莫箭弹编落点翼范围湖进行减篱笆冈桩设党计，执以左心右瞄呢准点惹为中遵心靠违近悬絮崖一友侧各净铺走设掠高谁度为坦1.泊5m调的栅惕栏，逃每个有篱笆主能承禾受页3这吨的伏水平微拉力权。件⑸吊、准丘备器滔材房饼一间尿，用物于抛方绳系洋统运乓送至市现场逆后的虎临时烘存放瓶。终⑹霸、齐将故φ殿10舅钢丝盈绳从有西消岸塔感顶勾6赏吨卷筑扬机图放下碧，牵阶拉至烛火箭垒发射鸭位置紫，卷贤扬机船绳筒馋预留狮一定笔富余挂长度节，在藏火箭慢发射拳场处球与肢φ闭1竹4用软质虏绳进临行连许接，束以满解足先某导索颈过沟绍的需拜要。刺⑺够、将挡φ龟16宪钢丝预绳从究东涨岸塔河顶唯6案吨卷烟扬机浇放下递，下尊放到炮中跨呼侧塔衔底，侧预留岁一定赠的长趟度。羊图始5-锄1翻火箭筑发射茎布置胁图蛮5.苹2伤作业浇流程惰图管5-关2巷牌工艺沾流程快图核两套罢抛绳晨系统盈采用嫁先发摧射上芦风口顾、后滤发射领下风谱口的观顺序卷，主伶要作仿业流染程如径下：屈1)听设置际瞄准栗标杆炼：在甲东岸乌和西造岸分裹别设芝置两刘枚火访箭弹书发射驻时的笔瞄准秒标杆遍，标寒出东露岸弹询着点滋范围拣标志委，并幼测量益发射主点距院离落猜弹点绘的距傲离；降2)狮确定科发射哑各参识数：竟根据寇射程队选定脚发射帝架的图射角只、根遥据弹介着点傻位置疗及风灶力和收风向息确定桨火箭苏发动喘机的核射向肝；陶3)悼摆放煮发射佩架和东工作欺索箱蕉：沿醉着瞄素准线溉方向点，在尚瞄准炸标杆旷后方絮选择辰工作存索摆妖放和椅发射吸架设诚置的零位置麦，装氧箱的收工作温索通素常整新齐排扣放在筋发射引架左捏前眨方绣2蕉～稠3m柳处；串4)坑连接兰工作式索、吸组装眯火箭水发动抗机：穷将木约箱中崭的工拦作索蜂相互碗可靠语连接荐、检炼测并掘组装遗火箭宅发动堤机、芦设置普发射距架和稀固定疫桩；战5)塞瞄准昨并固轧定发板射架煤：选导定射相角和慌射向番，然蛋后固暂定发缩射架杀；席6)辫安装糕火箭剧发动生机：秤将火晚箭发膀动机川安装园在固晌定好糖的发铅射架峰上，萍通过佳牵引潜钢丝甜绳将陡火箭由发动龄机与末先导徐索连平接、戚先导牢索另叉一端猾与固窝定桩垫相连悄；类7)芹安全淹警戒汽：在着东鼠岸派领出安拐全警乎戒，昼清除膜落弹由区域证10忍0m但范围欣内的寇所有肥人员猜；真8)蒙点火电发射岂：用零导电先线连卸接发呼动机秋电点江火头增，用旷电点研火击迹发装泊置点钥燃电反点火渔头使译发动授机内三的发差射药盒燃烧能，火色箭发夜动机禽在火德药气愁体推砍力作楚用下似迅速奇飞离胡发射挑架，码进入拉主弹毅道飞仍行，忘与此锹同时盆钢丝艰绳将捧先导帝索拖盲起，末发动蛇机工杯作结跌束后梦火箭贞发动姓机带高动先瓜导索厅进行级惯性泪飞行幼，几摧秒钟珍后火性箭弹碰体落蜘入预碎定的竖目标旅区；美9)劈固定通工作折索：务将落蹦入东箩岸的旗工作愤索进蜻行打诊桩固擦定，连同时盆将西辟岸的瞎先导粥索固壳定，调以便简牵佳引摔φ克10疗mm住的钢完丝绳疾；残10冈)饲按照呢以上谱作业槐程序殊发射艺第二迷发火冤箭弹昨；道11鞋)疏连接虫并牵德引钢他丝绳别：牵阶引先师导折索的粮两发服火箭伸弹安唤全发从射至军预定粉区域流后，舞从东园岸开苍始牵捎引先企导索串，通摸过先哥导索杠牵闪引夫φ赏10狼mm午的钢都丝绳筛；沾12侨)丘启肆动照1抽＃索签塔塔匠顶林6另吨卷僵扬机窗，收絮紧浴φ体1现4今先导防索，费把早φ浩1伪0肃钢丝熔绳宽牵拉想到东都岸，俯在晋东缝岸塔厌顶解辱除颗φ涨1腰4武先导房索盆和坡φ晴1鸡0罢钢绳轧的连租接，炸将衬φ葱1玉0忌钢丝洞绳轰和友φ堡1层6霞钢丝词绳相黄连。叙同时忠启动欢两岸皮塔顶访卷扬盖机，泻将戚φ秒1伸0爹钢丝敏绳给回收缎至西饱岸塔苍顶处物，拾把效φ威1出6挺钢丝马绳打牵拉职至西筛岸塔拍顶，拣临时尊锚田固妄φ判1钻6跨钢丝役绳；滔把怒φ华28惯副牵呆引索洲牵拉斜至西薄岸塔型顶，属再惨将矛φ塌1袜6蓬钢丝滤绳骂与肠φ群2班8煮副牵作引索隆相连言；同撒时启戴动两趟牵引居卷扬面机，救将盼φ点1绣6堂钢丝孔绳禾回拉谷至东舞岸塔墙顶处制，临桑时锚走固应φ脾2膝8婶副牵妙引索近；针将误φ置36屠主牵占引索娃牵拉潮至东镇岸塔畜顶，线在东绢岸塔舌顶，慎通过郑拽拉江器敏将冤φ符2跪8伐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