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宜昌长江公路大桥主缆施工宜昌长江公路大桥是一座位于中国湖北省宜昌市的特大型悬索桥,跨越长江,连接夷陵区与伍家岗区。作为一座典型的悬索桥,主缆是其结构体系中最为关键的部分之一,承担着整个桥梁的主要荷载传递功能。以下是关于宜昌长江公路大桥主缆施工的简要介绍:
主缆施工是悬索桥建设的核心环节,直接影响桥梁的安全性、耐久性和美观性。在宜昌长江公路大桥的主缆施工过程中,采用了先进的“预制平行钢丝束法”(PPWS),这是现代悬索桥主缆施工的主流技术。具体步骤包括以下几个方面:
首先,进行猫道系统的搭建。猫道是主缆施工的重要临时设施,类似于悬挂在空中的工作平台,用于架设主缆及其辅助设施。猫道的设置需要确保足够的强度和稳定性,以保障施工人员的安全和施工精度。
其次,实施主缆索股的牵引与调索。主缆由多根钢丝束组成,每根钢丝束称为索股。施工时污水截流工程施工方案,通过卷扬机将索股从一岸牵引至另一岸,并利用专门的测量仪器调整索股的位置,确保其线形符合设计要求。这一过程对施工精度要求极高,需反复校核并进行微调。
再次,完成紧缆工序。当所有索股架设完成后,使用紧缆机将分散的索股压缩成圆形截面,形成完整的主缆。紧缆后的主缆更加紧凑,便于后续安装防护措施。
最后,进行主缆的防腐处理和缠丝保护。为延长主缆的使用寿命,防止腐蚀和磨损,在紧缆完成后,采用镀锌钢丝对主缆进行螺旋式缠绕,并涂覆防腐材料。
总体而言,宜昌长江公路大桥主缆施工充分体现了现代桥梁工程技术的先进性和复杂性,不仅保证了桥梁的整体性能,还展现了我国在大跨度悬索桥建设领域的技术水平。
猫道断面图 索股牵引大样图
当猫道托架承重索完成底板索的安装后,将其上提至塔顶门架,锚固于塔顶门架间及其锚碇门架间,作为主
1.3 主、散索鞍精确定位
主索鞍由两台65T千斤顶调整其预偏量至设计规定的值,散索鞍用拉杆调整其预偏量至设计规定的值。在架设索股期间,将散索鞍临时固定,在索股架设完成后,将其调整到位。在吊装钢箱梁之前解除其约束。
为了保证主缆架设的精度,主缆索股的架设分为一般索股架设、基准索股架设两类。每根主缆设置时,将1#索股作为基准索股,其余均为一般索股。宜昌大桥在索股架设过程中,为更加有效地控制主缆架设质量,保证施工精度,施工过程中又增设上游47#、下游51#索为基准索股。在索股架设时应尽可能保证对称施工,防止主缆出现不同程度的扭转倾斜。
索股整形前断面 索股整形后断面
将索股盘吊运至放索架上,引出南锚面锚头,安装在牵引小车上,悬挂于天吊索上的滑车手动葫芦上,启动南、北锚碇顶面的主、副牵引卷扬机,通过北锚面设置的滚轮前移至北锚门架北侧,用手动葫芦起吊牵引小车导入塔顶弧形轨,卸掉小车上的手动葫芦,继续牵引索股至北塔南侧,再挂上主跨侧的天吊索的滑车手动葫芦上,启动主、副牵引卷扬机继续牵引索股至南塔,采用与北塔相同的方法越过南塔,牵引至南锚。
在索股前锚头(南锚头)接近南锚面时,北锚面用一台5T卷扬机通过握索器在北锚离开索盘前三圈处相连,继续启动主、副牵引卷扬机至北锚锚头从索盘上脱除,放松5T卷扬机,将北锚头缓慢放入北锚面,解除牵引小车上的南锚头和北锚的5T卷扬机,将南、北锚头放至锚固处。
2.2 索股横移整形入鞍
在完成索股牵引后,索股位于距主缆中心2米处的滚筒上,在塔顶中心前后20米,散索鞍前20米处,将握索器安装在索股上,分次拧紧握索器的紧固螺栓,确保主缆索股与握索器不发生相对滑移,将塔顶门架、锚碇门架的卷扬机在通过滑车组后与握索器相连,组成各自的提升系统,启动各门架卷扬机,将整条索股提离猫道面滚轮。此时,在塔顶主索鞍、锚碇散索鞍前后握索器之间的索股成无应力状态。
由于主、散索鞍的鞍槽为矩形,宽度为56mm,而预制主缆索股为正六边形(如图示),在索股入鞍前需将索股整形成断面为56.1mm(水平方向)×54.4mm(竖直方向)的矩形截面。索股的整形分为初整形和连续整形。先在距索鞍4米处用正六边形夹具将索股夹紧,解除两个六边形夹具之间索股的绑扎带,在距六边形夹具1米处开始用四边形夹具整形,在塔顶处由边跨向中跨整形,在散索鞍处由锚跨向边跨整形,整形时先人工用橡皮锤敲打索股,并用薄钢片进行断面整理。用四边形夹具从头梳理索股至另一侧,四边形夹具的手柄竖向布置,四边形断面的钢丝次序均按图示摆放,将该段索股整理成矩形断面后,用四边形夹具和不干胶布每隔2米进行固定,入鞍时将索鞍处的四边形夹具取消,待主、散索鞍处的索股全部整形完毕后,将索股置入主、散索鞍相应的鞍槽内,入鞍顺序先主索鞍后散索鞍。索股入鞍时将索股在塔顶主索鞍和锚碇散索鞍的标记对准,并用木楔夹紧。
索股 垂度调整均在夜间气温稳定之后进行,根据宜昌大桥的地理环境要求长度方向索股温差≤2℃,断面方向索股温差≤1℃,风力≤12m/s时方能进行索股垂度调整。在垂度调整前,先作温度监测,索股的测温采用点接触温度计,沿长度方向分别在边跨中点、南北塔顶、中跨1/4、中点3/4处设置测温计,断面方向各点的上下缘设置测温计,并在索鞍中心、边跨跨中、中跨跨中设置相应的标志点,作为索股调整的参考值。
基准索股中、边跨索股垂度调整采用全站仪进行三角高程测量,在主缆索股中跨测量时,用特制反光镜夹具在索股上安装反光镜,置全站仪于观测控制点上,利用全站仪测竖角和水平距离,反算跨中垂度,将其与设计值进行比较,符合要求后将南塔主索鞍处索股锚固在鞍槽内。边跨采用同样的方法调整后,在散索鞍处将索股锚固在散索鞍鞍槽内。中、边跨索股垂度调整完成后,进行锚跨张力的调整,施工中利用专用千斤顶顶压索股锚头,通过松紧拉杆螺母张力达到设计要求(拉力值与设计值不小于500Kg)。为了确保基准索股的精度,施工过程中利用传感器和应变片进行双重校核。
主缆的紧缆分初紧缆和正式紧缆两个阶段。
在初紧缆完成后利用紧缆机进行正式紧缆。采用夜间预紧缆,白天正式紧缆的方式交替进行。正式紧缆前需要先进行试验,根据试验结果,用4台紧缆机从塔顶分别向中跨跨中和边跨跨中进行作业。首先启动紧缆机左右两台千斤顶调整紧缆机轴线与主缆中心重合,再启动其他4台千斤顶,同时协调好顶进速度。紧缆挤紧间距为1.0m,当紧缆机挤压蹄块挤紧工作完成后,在尽量靠近紧缆机的位置用不锈钢带捆扎,测量主缆横径和竖径值,控制两者差值在10mm以内,并根据预先计算好的主缆在不同空隙率状态下横径、竖径范围值图表,计算出实际空隙率,符合要求后,再进行下一个紧缆点的紧缆。
3 主缆架设过程中的常见问题及处理方法
主缆索股在牵引过程中,通常会出现扭转、松弛,钢丝交叉、弯折、鼓丝以及绑扎带断裂等问题,如不能及时处理,将会严重影响主缆架设的质量和进度。
索股的扭转主要有两个因素,一是在制索时高强钢丝本身在无应力状态下不可能保持直线线形,需要施加一定的张力并用绑扎带绑扎才能形成预制平行索股,上盘时也要求有一定的扭转;二是施工时,索股重力落在猫道外侧,使猫道产生局部倾斜,且开始牵引索股速度较慢,橡胶滚轮摩擦系数较大使滚轮两侧存在锥形倒坡,索股受到滚轮斜面的单边侧向约束,引起扭转。宜昌大桥通过采用高密度尼龙滚轮代替橡胶滚轮,减小滚轮宽度,将轮壁做陡,间隔一定距离在索股上安装鱼型夹具,有效地控制了索股的扭转。
钢丝交叉、弯折、鼓丝以及绑扎带断裂等归根结底都是索盘上内层索股的松弛引起的。内层索股的松弛有两种情况,一是上盘时,索盘内已盘好的索股向收紧方向出现滑动,导致绑扎带损伤甚至断裂;放索时,索盘内的索股向松开方向出现滑动,导致索股松弛,钢丝和绑扎带也受到损伤;二是施工时,当卷扬机停止作业时,索股由于惯性作用还会继续转动,此时放出的索股移动速度由于没有牵引力的作用小于索盘转动的线速度,这样每次牵引暂时停止都会造成内层索股的松弛。宜昌大桥采用的方法是先将后锚头拆下,用手拉葫芦收紧后0047 某市一级公路标书施工组织设计,再将锚头重新装上,再调整平衡重的位置。
悬索桥主缆架设是一项极其复杂的系统工程,施工难度大,技术含量高,尽管在实施过程中,遇到了诸多问题,但在各参建单位的密切配合下,圆满完成了一道道关键工序,经检测各项指标均达到了设计要求,为我国大跨径悬索桥的施工积累了宝贵的经验。
Main Cable Construction of Yichang Changjiang Highway Bridge
(1.Yichang Communication Supervisory of Quality Bureau, hubei provience, China,443000;
Key words: suspension bridge;main cable;strand; bridge construction
陆永军,助理工程师,宜昌市交通基本建设质量监督站监督科
黄金文,助理工程师,广西路桥总公司第二工程处
联系地址:湖北省宜昌市金家台6号市委党校8号楼2楼
上海市旧水泥路面共振碎石化技术规程****:443000