懸索橋施工貓道的設計與施工.doc

懸索橋施工貓道的設計與施工第38卷第10期VOl,38l1.1O鐵道技術監(jiān)督IAll,(JLAI1l,(J(),IIt【)J磷究與支流,f:,l,t,lf,懸索橋施工貓道的設計與施工楊江朋,苗蘭弟(陜西鐵路工程職業(yè)技術學院,陜西渭南714000)摘要:貓道作為大跨懸索橋纜索系統(tǒng)架設的關鍵操作平臺,在懸索橋的施工過程中具有重要的作用.施工貓道不僅是進行高空施工的腳手架,而且是懸索橋上部結構施工的重要組成部分.以佛山平勝大橋為例,對懸索橋施工貓道的設計與施工方法進行了分析研究,為同類橋梁進行借鑒.關鍵詞:懸索橋;橋梁施工;貓道設計;施工中圖分類號:U245文獻標識碼:B文章編號:1006-9178(2010)10-0039031概述2貓道設計佛山平勝大橋的主橋為獨塔單跨四索面懸索橋,主跨跨徑為350m,采用鋼加筋箱梁;錨跨為現(xiàn)澆砼箱梁;主塔為三柱式,高138.75nl.主纜主跨計算跨徑為350m,錨跨計算跨徑為270m.每根主纜采用127絲,直徑為5.1mm的高強鍍鋅平行鋼絲,共48束.主纜長度約為670m,全橋合計4根主纜佛山平勝大橋共設4條貓道作為主纜的施工平臺,每條貓道長610m,寬3.6m,并在每幅橋2條貓道之間設置橫向抗風連接天橋,作為貓道之間施工人員的行走通道.貓道斷面布置如圖1所示.2.1設計原則貓道設計應遵循構造簡捷,施工方便,安全可靠,經濟合理的原則.貓道面的線形應平行于主纜空載線形,并與其保持一定的間距,盡量減輕自重,減少受風面積.具有操作安全可靠,并能滿足索股牽引,主纜箍緊等機械作業(yè)所需要的工作面和凈空,以及強度和剛度的要求.同時,要求安裝和拆卸方便快捷,選材經濟且利于防火.另外,貓道不能對塔,錨碇和主纜產生附加的影響1.2.2貓道結構形式貓道由承重索,橫梁,扶手,面層,索股牽引收稿日期:2OlO一04一Ol作者簡介:楊江朋,講師單位:mm圖1貓道斷面布置系統(tǒng)和橫向走道等組成.(1)承重索.承重索采用37絲直徑為5.1mm平行鋼絲.正六邊形排列.外擠PE保護層,每條貓道由6根承重索組成.選用鋼絲強度為1570MPa.單根承重索拉斷拉力為F=I140kN,6840kN.承重索兩端采用冷鑄錨,分2段制作.承重索在塔端連續(xù),安裝時通過預先在主塔上橫梁處埋設的直徑為50mm的鋼管孔道,在主20lO10jJ(總288剴)?39?跨距離主塔橫梁的2.7m處用吊耳錨連接.在主梁通過預先埋設的預埋件焊接連接耳板,用吊耳拉桿通過鋼橫梁與承重索連接.(2)貓道橫梁.貓道橫梁分2種,一種是由l2槽鋼組成,每根槽鋼長3.6m,每道間距為6ITI,用u型螺栓固定在承重索上.主纜緊纜完成后.通過橫梁用鋼絲繩懸掛在主纜,進行貓道體系轉換.另一種是由直徑為48mm3.5m的鋼管組成,問距為2m,同樣用U型螺栓固定在承重索上.(3)扶手.扶手由扶手立柱和扶手繩組成.立柱采用63ram40lllm不等邊角鋼,高1.2m.共設3道扶手繩,頂層采用鋼絞線外擠PE護套,下面2層采用直徑為7mm的鋼絲(4)貓道面層.貓道面層為一層5mm鋼板制成的75mill75113133.鋼板網.固定在承重索上面.底下及扶手兩側用安全網維護.(5)索股牽引系統(tǒng).主要由拉索拖輪,錨頭小車木走道及防滑木條組成.拉索拖輪采用尼龍橡膠輪,在貓道上每3m處設置1個,作為主纜索股牽引,行走通道.在拖輪兩側用木板鋪設2條走道,方便錨頭小車通過.在貓道無橫梁區(qū)段,每50cm處設置1個木條作為防滑設施,為索股牽引時方便操作人員行走,起到貓道的安全功能.(6)橫向走道.每幅橋設置3條橫向通道,其中主跨設置2道天橋.邊跨設置1道天橋.2.3貓道計算2.3.1貓道承重索長度計算貓道施工線形平行主索空纜線形中心線,方便索股架設及后續(xù)主纜緊纜和安裝索夾的需要.貓道面架設標高計算采用主索空纜線形,主纜邊,主跨跨中標高下1.3m處的標高,即H=74.926m,H2=63.617m,H,H:分別為主纜邊,主跨跨中里程處貓道面的標高.根據貓道索長計算公式可求出邊主跨貓道承重索長度.2447,一,f1+一一一l22444f2L38L5,J,J一/式中,S為承重索長度,m:L為塔梁計算點之間的水平距離,m;C為塔梁計算點之間的高差,m;廠為垂度,m.貓道承重索長度計算結果見表1.表1貓道承重索長度計算結果nl?40?2.3.2荷載組合及驗算驗算的構件包括有承重索,預埋件,調節(jié)鋼橫梁,調節(jié)螺栓及橫向走道等.驗算采用2種荷載組合:一種為結構恒載+施工荷載(人員+被架設的主纜單元索股);另一種為結構恒載+風載.對貓道邊,主跨承重索荷載的計算結果見表2.表2主纜施工貓道承重索荷載驗算表表2中,荷載1為結構恒載,荷載2為施工荷載.荷載3為偶然荷載(風荷載).根據表1,表2承重索長度與驗算荷載結果,可以進行貓道承重索裸索狀態(tài)下架設標高計算.首先計算承重索在主塔處水平力.保證索塔水平受力平衡,繼而計算出貓道無應力狀態(tài)的索長,最后確定架設標高.3貓道施工3.1貓道施工工序貓道施工工序為塔梁預埋件安裝一耳板焊接鋼橫梁及調節(jié)螺桿安裝一承重索安裝一索梁連接一承重索力,索的垂度調整一貓道面網,橫梁和扶手安裝一索股牽引系統(tǒng)安裝一安裝安全網一貓道之間垂度調整一橫向天橋安裝貓道驗收,使用3.3.2技術要求貓道作為主纜安裝的重要施工設施(圖2),施工中必須滿足設計要求.施工前必須對承重索(包括錨頭)制作質量,預埋件安裝,耳板焊接性能等進行全面系統(tǒng)的檢查.貓道面層從塔頂向邊,主跨方向鋪設,4條貓道要對稱,平衡地架設.貓道架設時做到邊,主跨對稱施工,減少對塔的變形的影響.監(jiān)測塔的偏移量,控制裸塔塔頂變形及扭轉在設計允許范圍內.貓道承重索架設后要進行線形調整,應預留1m以上的可調長度,各根索的跨中標高相對誤差應控制在30mm內,保證調節(jié)螺桿長度與索力一致.鐵道技術監(jiān)督圖2懸索橋貓道3-3承重索,貓道面層,索股牽引系統(tǒng)及橫向走道的安裝3.3.1承重索在承重索安裝之前,首先在預埋件上測量放線.焊接耳板,安裝調節(jié)螺桿和過渡鋼橫梁.貓道承重索每根索分2段制作,一段承重索兩端設置錨頭.用于主跨:另一段承重索一端設置錨頭.另一端暫時不設錨頭,方便穿越索塔預留孔道用,用于邊跨,成圈包裝運輸到橋面上.安裝時,首先將邊跨側承重索放置在展索盤內.用卷揚機將不設錨頭端拉索沿拖輪軌道牽引至主塔附近.然后用塔吊提升到塔頂,施工人員在塔頂作業(yè)平臺將貓道索穿越過塔頂預留管道,拉索端部伸出2.7m后停止,將主跨側靠近塔頂處貓道索用夾頭鎖死,然后將邊跨側24根承重索依次拖拉到位.在主跨側塔頂處灌注貓道索錨頭,錨頭為冷鑄錨,待達到強度后,即可拖拉主跨側承重索,牽引方式與邊跨側相同.最后用吊耳錨連接,直至全部主跨側承重索牽引完畢.用卷揚機同時拖拉邊,主跨貓道索另一端錨頭,牽引至過渡鋼橫梁處,穿過橫梁后旋上錨頭螺母為了使貓道承重索能夠滿足設計要求,在安裝完承重索后,必須對裸索進行線形調整,根據測量觀測結果,用千斤頂調整調節(jié)螺桿長度來控制貓道垂度,直至達到設計要求.3.3.2貓道面層貓道面層從塔頂向兩邊同時安裝,通過固定在承重索上并可以在其上面行走的小車來運輸.首先,制作運輸小車,通過塔頂設置卷揚機來牽引和放松運輸小車.將貓道面層放置在小車上面,然后啟動卷揚機將貓道面層運輸到塔頂附近,也可通過塔吊幫助進行.操作人員安裝貓道橫梁和扶手,鋪設貓道面網,逐步向下安裝,直至安裝到兩側貓道過渡橫梁處.3.3.3索股牽引系統(tǒng)牽引系統(tǒng)安裝主要是安裝拉索拖輪,錨頭小車木走道,防滑木條及貓道施工門架.安裝時用綁扎鐵絲固定在貓道面網上,同時,要注意與塔頂過渡段及兩側錨跨處軌道順接,保證拖拉主索時安全可靠.3.3.4橫向走道在已鋪設完成面層結構的貓道上安裝導向滑車,卷揚機鋼絲繩引導到天橋安裝位置后,將鋼絲繩放到橋面上與天橋連接.2條貓道上的卷揚機將天橋同步提升到貓道承重索附近,再用u型螺栓將天橋扣在2條貓道橫梁上.為使天橋走道處于水平狀態(tài),在天橋上玄桿與貓道橫梁之間的u型螺栓上要襯墊木塊.4結語佛山平勝大橋貓道設計用高強鍍鋅平行鋼絲代替原有鋼絲繩,減少了承重索加工繁雜的程序,減少加工成本.貓道結構受力安全性和穩(wěn)定性也得到保障.在施工上,該橋梁貓道更新了施工工藝,取消了軌道索,使錨頭小車直接在貓道上行走,簡化了施工,提高了主纜索股架設速度.全橋192根索股平均每天以1012根進行架設,在不到20d的時間里全部完成主纜架設施工任務.作為自錨式懸索橋,貓道施工有其獨特特點.承重索牽引拖拉可以在橋面上進行,且不受地形等因素的影響.參考文獻1彭世恩.大跨