1 前言
纜索吊最初被稱為無支架吊裝,是我國70年代在大江大河上安裝拱橋節(jié)段獨(dú)創(chuàng)的一種架設(shè)方法。由于在江河中不需搭設(shè)支架,后來得以廣泛應(yīng)用。90年代末及21世紀(jì)初,隨著大跨徑懸索橋在我國大量興起,纜索吊應(yīng)用到懸索橋加勁梁的吊裝中。纜索吊雖不能利用主纜這一特點(diǎn),而剛強(qiáng)的索塔則成為纜索吊塔架設(shè)計(jì)的理想依托;纜索吊起吊重物后可以沿中跨全跨范圍內(nèi)進(jìn)行移動(dòng),起吊點(diǎn)位置不受限制,其架設(shè)速度極快、成本低,成為了懸索橋加勁梁吊裝一種可行方案。
新世紀(jì)以來,伴隨我國經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)步增長,統(tǒng)籌區(qū)域均衡發(fā)展成為可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略要求,因此連通山區(qū)的橋梁的勘察設(shè)計(jì),特別是大跨越能力的橋型——懸索橋?qū)⒋蠓秶藿。針?duì)西部山區(qū)地形地質(zhì)條件復(fù)雜、施工場地狹小、交通不便、大件運(yùn)輸極為困難的特點(diǎn);現(xiàn)有的纜載吊機(jī)架設(shè)法和橋面架橋機(jī)架設(shè)法無法適應(yīng)工程建設(shè)需要:纜載吊機(jī)架設(shè)法:因纜載吊機(jī)不能帶載在主纜上行走,只能定點(diǎn)進(jìn)行垂直起吊,因此不適合山區(qū)粱段從兩塔側(cè)起吊后再縱向移動(dòng)的需要;橋面架橋機(jī)架設(shè)法:采用從兩塔位置向跨中的順序進(jìn)行架設(shè)鋼梁,使得線形不易控制,對(duì)主體線形影響較大,因架橋機(jī)吊重限制,不能整體吊裝梁段,粱段只能分拆成桿件或單元,施工難度極大且效率極底,同樣不能滿足工程建設(shè)需要。
針對(duì)西部山區(qū)的特點(diǎn),因地制宜的提出采用采用巖錨+錨墻作為纜索吊地錨結(jié)構(gòu),塔架采用塔上矮塔方案、利用主體結(jié)構(gòu)索塔作為纜索吊塔架基礎(chǔ),很好的節(jié)約施工成本。采用大跨度纜索吊來進(jìn)行吊裝山區(qū)懸索橋桁架梁的施工方法成為首選方案。
本工法著重著重研究纜索吊承重索的連接方式、地錨系統(tǒng)構(gòu)造等方面闡述,說明大跨度纜索吊的設(shè)計(jì)選型、工藝特點(diǎn)、適用范圍、施工工藝等。
路橋華南工程有限公司針對(duì)四渡河特大橋大跨度纜索吊技術(shù)的特點(diǎn),對(duì)施工中的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行認(rèn)真的研究和總結(jié),使大跨度纜索吊技術(shù)使纜索吊技術(shù)向大跨度發(fā)展,更加具體、可行。
2 工法特點(diǎn)
纜索吊作為一項(xiàng)比較成熟的吊裝工藝,在拱橋和跨徑比較小的懸索橋和斜拉橋中有所應(yīng)用。本工法在以前成熟工藝基礎(chǔ)上,著重研究纜索吊承重索的連接方式、跑馬系統(tǒng)以及地錨系統(tǒng)構(gòu)造等關(guān)鍵技術(shù),使纜索吊技術(shù)向大跨度發(fā)展,更加具體、可行。
四渡河特大橋纜索吊機(jī)設(shè)計(jì)起吊能力為160T,吊裝跨度900m。該纜索吊系統(tǒng)宜昌岸采用獨(dú)立巖錨+錨墻作為地錨結(jié)構(gòu),這一結(jié)構(gòu)相對(duì)于重力式地錨錨碇結(jié)構(gòu)的大大縮減了砼方量,從而極大的縮減投資。塔架采用塔上矮塔方案,利用主體結(jié)構(gòu)的強(qiáng)大主塔作為纜索吊塔架基礎(chǔ),在主塔頂上方采用4根鋼管拼裝成塔架,塔架高13.2m。鋼管與塔頂門架連接,以增加塔架整體的穩(wěn)定性。極大的節(jié)省了投資。
1)因地制宜的采用巖錨+混凝土錨墻作為地錨的后錨結(jié)構(gòu),巖錨+混凝土錨墻結(jié)構(gòu)為重力式地錨構(gòu)造成本1/4左右,極大地縮減了地錨成本。
2)塔架可以直接利用強(qiáng)大的主體索塔結(jié)構(gòu)作為塔架的基礎(chǔ),不需設(shè)置龐大的塔架結(jié)構(gòu),極大的節(jié)約了施工成本,使得纜索吊在大跨度懸索橋中成為可能。
3)為了節(jié)約成本,提高粗徑鋼絲繩的重復(fù)使用率,減少一次性投入,采用開閉銷接式熱鑄錨進(jìn)行接長,使得舊鋼絲繩的重復(fù)使用更加可行。
4)纜索吊承重繩地錨后錨位置,通過轉(zhuǎn)向輪來實(shí)現(xiàn)各根鋼絲繩之間的串聯(lián),實(shí)現(xiàn)承重繩自行調(diào)節(jié)到基本一致的標(biāo)高,承重繩受力基本均衡。
5)跑馬系統(tǒng)可以在中跨全跨徑范圍內(nèi)無障礙快速移動(dòng),既可以垂直起吊又可以縱向移動(dòng),克服了纜載吊機(jī)架設(shè)法不能帶載在主纜上行走,只能定點(diǎn)進(jìn)行垂直起吊,而不能縱向移動(dòng)的難題;也解決了橋面架橋機(jī)架設(shè)法施工速度過慢的問題,成為山區(qū)大跨徑懸索橋桁架梁吊裝的首選方案。
6)采取巖錨+混凝土錨墻的地錨構(gòu)造、利用主塔作為塔架基礎(chǔ)、重復(fù)利用舊鋼繩,極大縮減了施工成本,使得大跨度纜索吊可以應(yīng)用到1200m的跨徑范圍的懸索橋中,既經(jīng)濟(jì)又安全高效。