浅谈平昌巴河2 号桥无支架缆索吊装施工技术

■陈 刚 ■四川巴广渝高速公路开发有限责任公司，四川 成都 610041

1 工程概况

桥型布置。设计桥梁总长223.04m。桥梁位于直线上，纵坡为±1.6%的双向纵坡，桥跨布置为2 ×13m(空心板)+160m(钢筋混凝土箱形拱)+1 ×13m(空心板)，全桥共设4 道伸缩缝。主拱基础为实体拱座，桥墩为柱式墩配桩基础，桥台为重力式U 型桥台。

主拱圈净跨径为160m，净矢高为25.6m，矢跨比为1/6.25，拱轴线系数m=1.988，拱圈高度为2.5m，拱圈顶全宽15.1m，整幅拱圈由10片拱箱构成，且拱箱是由7 段吊装组成的，吊重最大值是76.79t。

浇筑纵横接缝和现浇层混凝土工作实在吊装完毕，接头焊接全部完成后才进行的工作。

本工程主要是用无支架缆索吊装施工工艺完成吊装。

2 缆索吊装系统的实施方案

2.1 索塔布置

依据平昌巴河2 号大桥的实地情况和工程特点，确认吊装索跨为49m+250m+64m。平昌岸塔架设于0#桥台附近。郑家河岸索塔设于4#桥台附近。两岸索塔均采用“M”型万能杆件组装，分为塔柱、横向联系、塔顶及塔顶分配梁四部份组成。

2.2 地锚布置

本吊装系统的地锚系统分为四类，一是两岸索塔后的主地锚，主要锚固主索及工作索的承重索，主牵引索，主起吊索，扣索以及索塔的背向风缆索，二是两索塔两侧的风缆索地锚，三是拱肋风缆索地锚，四是索塔的前风缆索地锚。

2.3 缆索系统的布置

缆索系统是由主索系统、工作索系统、缆风索系统等部分组成的。

2.4 卷扬机群布置

卷扬机之所以集中布置主要是考虑到便于集中控制、管理、视线良好等，主卷扬机和辅助卷扬机、打杂卷扬机分开布置，前者分设在两岸主锚碇前，后者分两岸布置。

3 吊装拱箱

吊装系统安装完成后不能急于正式吊装，还需要做好以下几方面:(1)需要对跨径、起拱线标高进行复核，拱脚对位大样需要放样并画线。(2)需要做好拱脚预埋件的检查工作。(3)需要做好拱箱的几何尺寸和预制施工质量的检查工作。(4)为了检验吊重能力和系统的工作状态，需要对吊装系统进行仔细检查并进行试吊。

3.1 试吊方案

本项目拱箱的设计最大吊重为77t，在作本吊装系统设计时，以最大吊重85t 来计算控制。为了操作方便，直接利用拱肋作为试吊重量，并在试吊拱肋上放置两件钢筋以达到77t 的1.2 倍，即以93t 作为最终试吊重量，行走完索跨全程后直接安装。

4 拱肋安装方法

每肋分七段吊装，整座桥拱肋共70 个节段需要吊装。

预制好的拱箱用预制场龙门吊车，将待起吊安装的拱箱横移至平昌岸索塔前面的主吊点正方位置，经仔细检验符合设计要求后，可以开始吊装工作。

吊装时用千斤绳和吊架捆绑相结合进行吊装，吊点定在端头第二块横隔板处，并在此设置槽口，并埋置粗钢筋，对捆绑千斤绳起限位作用，避免千斤绳滑移。

扣点位置设在第二块横隔板前面35cm 处，利用拉板、转向滑轮和设置牛腿来传递扣索力，满足拱箱局部受力的需要。拱箱吊点采用2 ×φ47.5mm(或4 ×φ32mm)捆绑千斤绳。扣索采用φ47.7mm 钢绳走2 线。

4.1 拱肋合拢施工工艺

(1)先对两个拱脚段吊装，施工预抬高值不小于8 公分;

(2)再对两个第二段拱脚进行安装，施工预抬高值不小于16 公分;

(3)再对两个第三段拱脚进行安装，施工预抬高值不小于25 公分;

(4)拱顶段至跨中放在最后吊运，并注意下放至约高于设计标高，拱脚段扣索、第二段扣索、第三段扣索和拱顶段滑车组进行下放时要对称循环下放，接头处需要抵紧，并且不能让拱顶段简支搁置冲击第三段。

(5)合拢松索控制:在下放到第三段前接头与拱顶段端头标高大致一致时，拱顶段先把一端螺栓上好，再检查拱顶及接头标高，如果比设计标高低且超出了规范容许值的话，需要在另一头处加垫钢板，达到设计标高后上好螺栓，然后把加垫钢板点焊于连接角钢上方可。

扣索及起吊滑车组松索在施工时考虑到施工质量和安全问题，下放拱脚段扣索、第二段扣索、第三段扣索和拱顶段滑车组的时候需要循环对称下放，由于循环次数增加了可以使扣索基本放松。松索用定长松索法进行施工，扣索一次松索量可为2 至3 公分，起吊滑车组跑头可为25 至35 公分，且需要在张拉端钢索及起吊跑头上用笔标注出来;每松一次索应对各接头及拱顶的标高进行观测一次，并按照观测的标高数据对松索量进行适度的调整，扣索用滑车组和卷扬机进行调整。

经过多次松索循环使得各扣索及起吊滑车组皆基本放松(其中索力保持10～20%左右较为合适)，拱肋标高达到设计要求后方可进行一次拱肋轴线的调整。

(6)拱肋轴线控制:吊装拱肋的控制主要在拱肋轴线横向偏位、标高的控制上，前者主要是通过调整拱肋侧风缆长度来进行的，扣索合拢的过程中测量小组需要对整个过程进行跟踪观测，把已安装拱肋的标高和轴线横向偏位观测数据传出，由技术组制定出扣索和拱肋侧风缆调整方案，这样才能使吊装节段准确、快速完成对接就位。拱肋完成合拢扣挂体系基本放松以及标高调整完成后才是拱肋接头的焊接工作。

(7)焊接拱肋接头:各接头焊接主要是在拱肋上设置吊架，吊架可以用钢筋焊接结构或脚手架管，吊架必须保证足够的安全度且有安全防护措施才可以，把吊架上铺设脚手板当做操作平台。

(8)单肋合拢的稳定性措施。因为拱肋具有本身横向宽度较小，单肋横向稳定性差的特点，根据《公路桥涵设计手册》(拱桥)下册的有关章节计算，受自重和风力影响，拱肋横向稳定较差(这是在不考虑风缆的稳定作用的前提下)。

缆风索对拱肋的作用相当于拱肋在横向的多点弹性支承，这就大大减小了拱肋的自由长度，因此需要技术人员在设计风缆时，需要同时考虑它的强度和它的刚度(风缆截面积)两个方面，来确保在最大设计风力影响下拱肋的横向位移尽可能的小。由此我们不难看出，在拱肋安装的各个环节在风缆参与共同受力的情况下，在最大风力及拱肋自重作用下，稳定安全系数满足规范不小于4 的要求。

不仅如此，在进行风缆布置的过程中还应尽量注意到到上下河的对称问题，只有按照《公路桥涵施工技术规范》所要求的风缆角度进行布置才能保证工程的施工质量。

4.2 拱箱总体吊装顺序

紧接拱座的端段(2 岸)—间段(2 岸)—次间段(2 岸)—中间合拢段。

5 拱肋安装中的注意事项如下

(1)为了确保施工安全，拱肋安装时需要在拱肋安装的几个主要受力阶段，针对塔架、主索等进行观测和登记好相关数据。

(2)各扣段安装应设置一定的施工预抬高值，合拢前各段预抬高值设置标准为拱脚段8 公分，第二段16 公分，第三段27 公分。为了保证拱顶段的顺利安装，在进行按照时应注意扣索及起吊滑车的调整，应保证施工预抬高值始终不小于上述数值。在拱顶合拢段安装完毕后，此施工预抬高值也就消失了。

(3)在进行拱顶段就位合拢施工时，下放拱脚段、第二段和第三段扣索时需要循环对称下放才行，拱顶段滑车组应缓慢进行下降，接头缝需要抵紧，不要出现拱顶段的简支搁置。

(4)待轴线标高调整好后，确保松扣保持10-20%扣索力的情况下，才可进行接头的焊接。

(5)千斤绳的配套使用很关键，钢绳的索卡数量、索卡间距应按照规范及起重操作手册的要求进行施工。

(6)理想的状态是在较低温状态下进行拱肋合拢，最佳温度保证在当地年平均气温值附近是最好的选择。

(7)如遇特殊情况应特殊对待，比如遇到大风(风力六级以上)及雷雨等恶劣天气，强行进行吊装存在很大安全风险，所以自然条件不允许的情况下应停止吊装作业，以免造成不可挽回的损失。

［1］都昌林，马学峰，龚志刚.大跨径无支架缆索吊吊装系统设计与施工，公路交通科技，2004，21(9):74-77.