可横移式独塔架缆索吊机的施工设计

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摘要: 扣挂法悬拼拱桥是一种无支架施工拱桥的方法，缆索吊机可在拱上跨越进行起吊作业，此方法可适用于深水、河谷等复杂地形下的拱桥施工。本文结合某劲性骨架混凝土拱桥的实际施工情况，介绍该桥劲性骨架吊装系统的设计和施工技术。

关键词: 劲性骨架;外包混凝土;拱桥;施工设计;可横移

1 工程概况

北盘江特大桥所在的北盘江属长江水系珠江支流，河谷深切，河道蜿蜒曲折，河中常年有水，河床宽约60.0m，水流湍急，水深4m～7m，在桥址上游约500m有光照水电站大坝。线路穿岗乌隧道后横跨北盘江，桥尾紧接光照隧道进口，两岸均有贵州省光照水库库区公路从桥下通过。桥址处不良地质为岩溶。

北盘江特大桥桥梁中心里程为DK881+940.0，本标段施工里程为DK881+602.06～DK882+327.79，正线全长725.73m。主桥采用1-445m上承式混凝土劲性骨架拱桥。引桥及拱上孔跨布置为： 1-32m简支箱梁+2-65m预应力混凝土T构+4-42m连续梁+4-42m连续梁+2－65m预应力混凝土T构+2-40m连续梁。

全桥劲性骨架分为40个大节段，每个节段解分为3个吊装节段，最大吊重65吨。

安装劲性骨架采用65吨缆索吊机，考虑现场地形的特殊情况，缆索吊设计跨度采用827m，控制垂度为L/14.昆明岸采用型钢缆塔，塔顶设可横移鞍座。上海岸使用无塔形式。缆索吊主索锚固昆明岸设计成固定式，不能横向移动，（在塔顶鞍座处可小范围内横向移动，横移后主索最大偏角3.4°）。上海岸锚固使用可横移形式。缆索吊设置两组主索，每组主索负责吊装一侧劲性骨架，两岸对称悬拼。

2 吊装系统的设计

缆索吊装系统的主要结构和机具有：承重索、起重索、牵引索、缆风索、塔架（包括索鞍）、桩基锚、滑轮、电动卷扬机及跑车等。

承重索采用8Φ60（6×37S+IWR）通长索线接触钢芯钢丝绳，每根索线间距为240mm。昆明岸采用型钢缆塔，塔顶设可横移鞍座。上海岸使用无塔形式。缆索吊主索锚固昆明岸设计成固定式，不能横向移动，（在塔顶鞍座处可小范围内横向移动，往桥中线方向最大横移距离9.15m，横移后主索最大偏角3.4°）。上海岸锚固使用可横移形式。缆索吊设置两组主索，每组主索负责吊装一侧劲性骨架，两岸对称悬拼，承重索载重控制垂度取为：L/14=59.07m，空载垂度=50m。

起重索用于控制吊运构件的升降（即垂直运输）。起重索采用Φ26（6×37S+FC，交互捻）线接触麻芯钢丝绳，采用定5动4走8的方式穿绕，考虑拱肋起吊高度（250米）及卷扬机容绳量的要求，起重绳两端均缠绕于卷扬机滚筒上，起重时由两台卷扬机同时起升。每组主索每侧锚碇须设置两台8t起重卷扬机。

牵引索用于牵引跑车沿桥跨方向在承重索上移动（即水平运输）。

牵引索采用走2Φ28（6×37S+FC，交互捻）线接触麻芯钢丝绳，对拉方式索引，两岸锚碇前各设四台10t牵引卷扬机。

起重索与牵引索卷扬机现场可根据地形情况灵活布置，各索均由设在锚碇上的预埋件结构转向。

缆风索用于平衡缆索吊吊重及风载作用时在塔架顶部产生的不平衡水平力，缆风索采用φ15.24钢绞线，缆风索要求预张拉，单束预张力参见缆风索总布置图，由于缆风索均较长，现场须设置临时阻尼器以减震，具体形式现场自定。

缆索吊塔架仅昆明岸有，塔架采用桩基承台基础和扩大基础，塔架采用型钢结构与N型万能杆件拼装，局部为新制杆件，横桥向为门式结构，塔架为70m高，塔架横向净跨为16m。塔顶四角拉设缆风索，塔顶标高一致，塔架顶顺桥向控制位移为边跨侧16厘米，中跨侧25厘米。

缆索吊承重索锚碇采用桩基锚，每根桩基要求入微风化岩层7米，主索通过承台预埋件锚固于锚碇。

图1劲性骨架吊装系统布置图（单位：mm）

3 横移系统的设计

主拱拱肋截面为单箱三室，拱肋截面宽度从拱脚20m宽变化到拱顶18米宽。（拱肋截面见图2）

图2 拱肋截面断面图

由于拱肋截面变宽，需将缆索吊装系统设计成可沿横桥向移动的方式，以满足吊装变宽度截面拱肋及左右2幅拱肋间连接系的需求。根据上海岸地面标高比昆明岸较高的实际地形，拱肋吊装系统采用独塔架缆索吊机设计。（吊装系统布置见图1）。上海岸使用无塔形式，直接在锚碇上设置横移结构。见图3

图3 上海岸锚碇横移系统布置图

昆明岸缆塔采用型钢及钢管拼装，塔架高约70m，横桥向宽30m，塔顶设可横移鞍座。见图4、图5

图4 昆明岸锚碇横移系统布置图

图5 昆明岸塔顶横移鞍座结构图

4 结语

扣挂法悬拼拱桥是一种无支架施工拱桥的方法，缆索吊机可在拱上跨越进行起吊作业，此方法可适用于深水、河谷等复杂地形下的拱桥施工。方案设计时，应进行现场调查，勘察现场实际地形地貌及运输条件，以确定缆索吊机的选址及缆塔、扣塔及后锚碇的布置。本设计为可横移式，满足了变截面宽度的吊装需求，为现场施工提供了有力保障。

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