大跨度连续刚构桥大跨度缆索安装及运行技术

大跨度连续刚构桥大跨度缆索安装及运行技术

随着我国公路铁路建设的发展，桥梁建设往往需要跨越深层、狭窄的峡谷、峡谷、急流河流和其他地形。为了解决材料的空间运输问题，大范围电缆连接是解决这一问题的有效方法之一。以福建省龙长高速公路船岭岽特大桥缆索吊安装施工及运行为例,对大跨度缆索从总体方案到安装运行中的技术要点进行简要论述,同大家进行交流,为以后同类施工提供一些有益的参考借鉴。1桥梁的制作和施工船岭岽特大桥桥址属于丘陵山地间谷地地貌,地形中间低,两边高,呈V形,天然边坡稳定。此桥分左右线布孔。以左线为例,桥型布置为20m空心板+(85+155+85)m预应力混凝土连续刚构,平面位于半径700m的缓和曲线、圆曲线段及直线段内。连续刚构箱梁采用挂篮施工,按节段曲线浇筑。沟底至桥面120m,垂直运输采用缆索吊完成。2电缆连接方案2.1锚拉塔架的设计和设计总体方案为左右线两幅缆索,分别承担左右线桥的空间运输任务。主要用途为调运全桥所使用的施工材料、机具、模板等。设计工作线路为船岭岽特大桥两个主墩中心点的连线。龙岩侧塔架设置在桥台后路基山体上,长汀侧塔架设置在背头坑2号隧道顶部的山体上。塔架使用独立式塔架,用万能杆件拼装;塔身截面4m×4m,主地锚采用混凝土重力锚;主索采用ue78850mm钢丝绳,走4道。2.2地锚所缆风绳张拉力缆索适应最大吊重为16t,跨度423.5m,两组主索中心平均间距26m,垂跨比分别为:空载F/L=1/20,吊重F/L=1/18。地锚所受主索拉力68.1t,缆风绳张拉力为17.91t。长汀端塔架高度为26m,龙岩端塔架高度为34m。3安装技术的要点3.1施工便道放样施工前,先做出材料计划,由材料保障部门统一购置。根据要求分批先后进场;修建施工便道,清理场地,开辟足够的堆放材料空间;根据设计进行放样,使用全站仪进行测量。索道四个基坑中心点必需保持在同一直线上。3.2基础墙、地锚和塔架的施工3.2.1基坑质量控制地锚和塔架基础均为扩大基础,开挖时适当加大平面尺寸,满足作业人员支模板的作业空间。开挖时应注意:基坑尺寸必须满足设计要求,不能偏位及欠挖;基坑底标高符合要求;基坑底部清理干净无虚渣,严禁超挖后进行回填;塔架基坑底需进行承载力测试,承截力不满足要求时,需重新调整坑底标高;基坑需爆破施工时,采用小药量弱爆破,不要松动基底和边坡;开挖时,发现实际地形与设计不相符时,需进行重新设计调整塔架及地锚的位置。3.2.2缆索、地锚内预埋件安装1)地锚预埋件根据设计图要求进行制作,如图1所示,主索预埋件每个地锚4处,间距40cm,每处由ue78821.5mm钢丝绳绕4道组成,根部套在[20槽钢上,为避免槽钢角对钢丝绳的破坏,用钢筋填塞形成弧面。槽钢前方(主缆方向)设置1.7m×1.5m钢筋网片两层。钢筋直径不小于20cm,间距25cm。设计中除主索预埋件外,还应考虑风缆,背索,收紧绳等所需要的预埋件。收紧绳预埋件在缆索安装、使用、维修保养及拆卸时的作用很大,不能忽视。2)电焊作业时应避免接地线接触钢丝绳。严禁将接地线搭接在钢丝绳上,否则强大的电流会给钢丝绳造成损伤,严重影响使用安全。3)地锚内预埋的钢丝绳外露部分不宜过长,过长会造成滑轮及绳卡位置过高,给施工操作带来不便。4)塔架基础内预埋的钢丝绳位置应考虑利用塔架从底部到顶部空间,避开杆件障碍。在基础上部埋设9处30cm×30cm×30cm传力方木,方木顶面露出混凝土顶面0.5cm～1cm,位置与9根塔架立柱对应,其作用主要是使塔架所受荷载及自重力均匀分布到基础内部。5)混凝土浇筑时,注意各预埋件的位置,防止预埋件偏位,导致钢丝绳露出混凝土长度不足。6)为防止地面及地下水对基础稳定性的影响,地锚及塔架基础的基坑应及时分层夯实回填,必要时采用片石混凝土回填,地表周围设排水沟,在山体开挖线以上设置截水沟。3.3柱脚参数设计1)在传力木块上设置6根水平钢轨,两根为一组,方向垂直缆索工作方向。在钢轨上安装柱脚,柱脚共设9个,相互间设水平连接杆。柱脚设置要求平稳,在同一标高。柱脚设置完成后,即进行塔身拼装。2)在塔架拼装阶段,需要适当在塔架上设置临时风缆。完成塔架架设后,要进行塔架垂直度的调整。通过设置在塔架前、后风缆收紧或放松,达到调整垂直度的目的。3)塔身安装完毕后,及时在塔架顶部安设工作平台,以便下一步安装索鞍及使用过程中进行检查维修保养。同时在塔顶安装避雷针。3.4吊装装置的重要组成部分1)塔顶索鞍是装置在塔架上用来支承吊装缆索的设备,设计为轮式索鞍具有安装方便、对主索钢丝绳磨损小、承载能力大、使用灵活等优点。它与主塔联结在一起,是吊装设备的重要组成部分。2)索鞍安装应注意各轮间距应与跑车各轮间距一致,确保在运行过程中四道主索平行,避免跑车滑轮偏磨,亦保证跑车能拖至塔架跟前,进行日常保养和检查维修。索鞍是整个缆索系统受力最集中的部位,各部件多为焊接,注意各部件的焊缝要符合设计要求,严禁漏焊。3.5子因现场沟深坡陡,穿索是一项重要的工序,既要组织有序,又要确保安全。3.5.1牵引卷扬机使用1)安装顺序为:首先安装主索,其次安装起重绳,最后安装牵引绳。缆索工作原理如图2所示。整个穿绳过程要将牵引卷扬机作为安装时的临时牵引工具使用。2)因各种绳索在山沟内多次拖拽穿行,地面摩阻力很大,根据拖拽力大小选择动滑轮组数,减小卷扬机负荷。3)穿绕绳索时常常要穿过滑轮空隙,绳卡往往不能通过,所以被牵引绳索的绳卡位置不能太靠绳头,应预留出5m～8m自由端,以便更换绳卡,顺利通过窄小空间。3.5.2起绳施工注意事项1)穿索前要求检查并加固前后风缆、背索、各滑轮组、缆索、卷扬机等,然后依次进行穿索。2)各种绳卡必须按规范要求的数量、间距、方向上紧,一般上紧后绳断面为上紧前断面的3/4,视为上紧。绳卡方向为“一顺风”,即绳卡的螺帽朝同一个方向,方便绳索在运动时穿过障碍。施工中要注意各种绳索及构件的受力趋势,作业人员要站在安全的位置上,防止力量突然释放,改变方向,造成安全事故。3)绳头在穿梭过程中因山谷地形复杂,有草木、岩石、陡坎等障碍,容易卡住,要专人密切监视绳头所到位置的情况,随时与指挥人员沟通。4)起绳过程中要有专人指挥,分别在长汀及龙岩两端卷扬机和跑车附近,利用对讲机随时沟通,密切观察卷扬机,绳索,跑车及周围环境,如有异常,及时停止作业,待处理好异常情况后方可继续作业。5)起绳前检查跑车、动滑轮及钢丝绳等起升构件上有无散落物或夹杂物,防止起升后杂物坠落伤人。起绳时严禁绳下站人。4执行技术要点4.1吊前检查与吊钩1)试吊前修筑平整吊装平台。吊装平台位置宜选在中跨合龙段下方,以确保全桥上部材料都能通过合龙段空间顺利完成,直到全桥合龙。2)试吊前检查各绳索的接头及地锚的牢靠性、受力均匀性,塔架的连接螺栓,卷扬机与跑车的性能等。3)首先进行空载试运转:跑车吊起动滑轮组及吊钩,空载往返运行2次;其次按设计最大吊重的60%,100%分别进行1次静载试吊;最后进行动载试吊:最后按静载试吊的加载等级进行动载试吊,各级荷载下往返运行2次。4)每次试吊对主索垂度、主索固定端、塔架的位移、牵引能力、各种机具运转情况是否正常,均应认真记录。4.2执行范围4.2.1缆索操作人员1)缆索操作人员必须经过培训并取得上岗证后才能进行操作。操作人员应随时听从指挥指令进行操作,指挥人员在缆索运行期间应精力集中,随时注意物件的运行状况。2)由于两端的牵引卷扬机送绳、收绳速度的差异,操作人员应随时注意牵引绳的松紧程度。3)在卷扬机操作人员前方设置安全防护网。4.2.2运转及维修记录表缆索现场检查的重点是:主索垂度、塔顶位移、基础、限位器。每日例行检查并填写运转及维修记录表,包括卷扬机、钢丝绳、绳卡、地锚、风缆、跑车、滑