悬索桥大跨度索道安装新技术

桥梁建设　２００１年第５期　文章编号：１００３—４７２２（２００１）０５一ＯＯ４０—０３　悬索桥大跨度索道安装新技术　李斌　，刘成清　，张万全：，杨联章　（１．重庆桥梁工程总公司，重庆４０００６０；２重庆城市建设投资公司．重庆４ＯＯＯ６０）　摘要：重庆长江鹅公岩大桥为（２１４＋６００＋２３５）ｍ的三跨连续钢箱梁悬索桥。重点介绍采用　重载行走的大跨度索道吊机对上部钢箱梁进行安装的方法，以及索道吊机安装钢葙梁的步骤　关键词：悬索桥；钢结构；缆索；桥梁架设　中图分类号：Ｕ４４５　４　文献标识码：Ａ　Ｎｅｗ　Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　Ｅｒｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｌｏｎｇ·ｓｐａｎ　Ｒｏｐｅｗａｙ　ｏｆ　Ｃａｂｌｅ－ｓｔａｙｅｄ　Ｂｒｉｄｇｅ　Ｌ／Ｂｉｎ　，ＬＩＵ　Ｃｈｅｎｇ－ｑｉｎｇ　，ＺＨＡＮＧ　Ｗａｎ－ｑｕａｎ　，Ｅ４ＮＧ　Ｌ／ａｎ－ｚｈａｎｇ　１．Ｃｈｏｎ岬ｎｇ　Ｂｒｉｄｇｅ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉ　ｒｔｇ　Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｃｈ０ｎｇｑｉｎｇ　４Ｏ０Ｏ６Ｏ，Ｃｈｉｔｎｉ；　２．Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ　Ｕｒｔ￣ｎ　Ｃｏｎｓｔｕｒｃｔｉｏｎ　Ｉｎｖｅｓｍ　【Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ　４ｃ０Ｏ６０，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｅｇａｎ￣，＇ａｎ　Ｃｈａｎｇｊｔａｎｇ　Ｒｉｖｅｒ　ＢＮｄｇｅ　ｉｎ　Ｃｈｏｎｇｃｌｉｎｇ　ｉｓ　ａ　ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　ｓｔｅｅｌ　ｂｏｘ　ｂｅａｍ　ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ　ｄ　ｗｉｔｈ　ｔｈｒｅｅ　ｓｐａＢｓ　ｏｆ（２１４＋６００＋２３５）１３１．Ｉ，ｌ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ，ｔｈｅ　ｅｒｅｃｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ　ａｎｄ　ｓｔｅｐｓ　ｏｆ　ｕｐｐｅｒ　ｓｔｅｅｌ　ｂｏｘ　ｇｉｒｄｅｒ　ｂｙ　ｔｒａｖｅｌｌｉｎｇ　ｌｏｎｇ—ｓｐａｎ　ｒｏｐｅｗａｙ　ｃｒａｎｅ　ｗｉｔｈ　ｈｅａ￣＇ｈａｕｌ　ａ　ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ　ｉｎ　ｄｅｔａｉｌ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ　ｂｒｉｄｇｅ；ｓｔｅｅｌ　ｓｔｒｕｅｔｕ　ｒｎ＇：ｃａｂｌｅ；ｂｒｉｄｇｅ　ｅｒｅｃｔｉｏｎｓ　ｌ工程概况　当一部分钢箱梁币能直接船运到需要的安装地点　重庆长江鹅公岩大桥横跨重庆市南岸区和几圯　两边跨均处于岸边的山坡地带，设有公路，两边跨的　坡区，是连接成渝高速公路和渝黔高速公路的重安　锕箱梁不能从陆上运抵现场，船只不能驶人。因此　枢纽，是缓解重庆长江大桥交通压力的重要城市桥　主跨约一半的钢箱梁和两边跨全部的钢箱梁不能采　梁　该桥地处重臣地带，河床较窄，长江水位涨落　用缆载吊机真接进行安装。在中、高洪水位时期，水　差　流速均较大，水流紊乱。该桥桥型为三跨连续钢　位于｝高，船载钢箱粱虽能驶人到位，但长江水位涨落　箱粱悬索桥，主跨６００　ｍ，西边跨２１４Ⅱ１．东边跨２３５　较大，流速大，水流紊乱，驳船抛锚定位困难，且川江　ｍ．．主梁为加劲钢箱梁，主梁宽３５．５　高３　ｍ，节段　航道较狭窄，两边跨由于陡峭的地势使大部分的钢　长７～ｌＯ　ｍ．重１０６～１７４　ｔ，全桥共１０８个节段，其中　箱梁仍然不能船运到位。如仍沿用常规的缆载吊机　主跨６２个节段，两边跨各为２３个节段　安装钢箱梁，将是非常困难，工期也很难得到保汪。　为了解决因地理及水文特点造成的安装难题，通过　２索道吊装方案的确定　多次反复研究，提出采用能重载行走的大跨度索道　目前，国内外悬索桥的钢箱粱安装一般均采用　吊机安装钢箱梁的方案。　较成熟的缆载吊机方案（个别也采用大型浮吊方　采用索道安装悬索桥上部钢箱梁需要解决的关　案）。缆载吊机直接作用在悬索桥的主缆上，缆载吊　键技术问题不少，主要有：　机空载时运行移位，重载时定点吊装ｊ因而要求每　（１）索道跨度大、吊重大。索道系统中选用的　节钢箱粱均能运至安装地点下方，垂直起吊就位　多根承载主绳应受力均衡，有可调整性，提升绳和牵　该桥在枯水时，驳船能停靠的江面约３００　Ｉ［１左右，相　引绳应受力均衡，提升系统和牵引系统以及转向等　收稿日期：２００１—０４一ｌ】　作者简介：李斌ｔ１９６９一），男，工程师，１９９０年毕业于重庆交通学院结构ｌｌｌ程系桥粱１二程专业，工学学士　维普资讯 http://www.cqvip.com

悬索桥大跨度索道安装新技术　李斌，刘成清，张万全，杨联章　４ｌ　应顺畅、钢丝绳之间无搅擦现象，使钢箱梁起吊、运　输安全平稳。　（２）三跨索道为连续索道，安装中各跨之问相互　影响大，对主绳的受力极为不利，也使操作难以控制，　在计算和工艺上，应充分考虑各跨之间的相互影响。　（３）索道的布置及结构处理应避开主缆、猫道　及已安装的钢箱梁，以使钢箱梁的安装能正常进　Ｔ。　（４）索道在吊装中，应使索塔的水平分力差较　小，还应有特殊的调整水平力的措施，以满足设计和　６Ｏ０　监控对线形控制的特殊要求，索塔顶钢桁门架应具　有足够的刚度和强度，满足稳定和受力要求。　（５）全桥钢箱粱均由船运至中跨，而中跨索道　不能直接将钢箱梁吊运转交给边跨索道，如何完成　钢箱梁由中跨到边跨的转运，实现边跨钢箱梁的　安装。　３索道方案　三跨索道的布置见图ｌ。其主要技术要点如下。　２９５　５１　图１三跨索道的布置　（１）利用原有的塔柱顶和西岸散索鞍墩顶以及　东岸岸边布置的万能杆件门架作支架，施Ｉ一索道主　索通过门架进人两岸的混凝土地锚，形成三跨施【　索道，跨度为２１４　ｍ、６【ｘ】ｍ和２９５　ｍ，每跨索道采用　根，两组相距３９．１　ｍ，分别与上、下游主缆相距２，８　Ｉ１＂１，形成２组索道。　（２）每组索道设天车２副，相距６．７　ｍ，与钢箱　梁的临时吊点距离一致　中间用　４７．５　ｌｎｌｌｆｌ钢丝绳　Ｉ６根　５６　ｎ的钢丝绳作承载主索。为』，使已安装　的猫道、主缆及钢箱梁不影响索道的正常使用，】６　根　５６　ｒ一承载主绳按上、下游分２组布置，每组８　连接，天车上有３２个承重轮，ｌ６个牵引滑轮与ｌ８个　提升滑轮，每跨的牵引卷扬机与提升卷扬机分别布　置在两岸　牵引滑车组见图２。提升滑车组见图３。　谚一图２牵引滑车组示意　　（３）在东、西两索塔旁，设置万能杆件低位栈　桥，栈桥长９ｏ　ｍ，分别伸人主跨５０　ｍ，伸人边跨４０　栈桥顶有轨道及轨道平车　中跨索道天车由中跨起吊边跨钢箱梁并放于低位栈桥轨道平车上，牵　引轨道平车穿过索塔进人边跨，由边跨索道灭车进　行边跨钢箱梁安装。另外在两岸边跨尾部无索区节　段位置布设了高位栈桥，以利尾部几个特殊节段在　高位栈桥上组装、焊接及顶升到位。　（４）在东塔顶、西塔顶、西锚锭以及东岸设置万　能杆件支架，以支撑索道系统，使索道高于吊桥主　缆。在设计时，支架均按空间结构进行计算，充分考　虑各种不利因素，使支架的整体和局部均具有足够　的安全度。　（５）在东西两岸设强大的混凝土地锚，锚固了　维普资讯 http://www.cqvip.com

４２　滑车培　圈３提升滑车组示意　索道系统主要的承重索、牵引索、提升索、缆风索等，　承受钢箱梁吊装时索道系统产生的强大的拉力，要　求地锚必须有足够的抗拔、抗滑和抗倾覆的能力　混凝土地锚设置在裸露的完整的砂岩层上，其尺寸　为６　ｍ×５　ｍ×２．５　ｍ，地锚嵌人基岩１．５／１１，并且地　锚尾部设２根　ｌ　ｍ、深３．５ｍ的抗滑桩，使其各项安　全系数均在２—２．５以上。　（６）索道在形成及吊装过程中，对塔柱有不平　衡水平力，使索塔产生水平变位，影响设计对线形的　监控　为了消除影响，确保钢箱梁安装质量，采取Ｉｒ　以下措施：在每组索道的门架上安设了２根　４７　ｍｍ　钢丝绳作为对口缆风绳，通过对缆风绳预施一定　拉力，可平衡一部分水平力；索道吊装作业时，根　据需要可通过对邻跨索道天车两侧牵引滑车组索　力的调整也可平衡一部分索力；悬索桥的主缆成　型后，才开始进行索道的安装，以确保主缆线形的　精度　（７）钢箱粱起吊、牵运需在已安装就位的钢箱　梁节段下面进行。为此，每跨索道研制了２副长４０　ｍ、重２×３００　ｋＮ的大扁担粱，用作起吊钢箱梁。大　扁担梁两端头上缘的滑轮组与索道天车的起升滑轮　组用＇ｋ２８　ｍｍ钢丝绳串通，形成１６线起吊滑车组。　大扁担粱中部区段下翼缘设有连接钢板与钢箱梁的　２个吊耳铰结连接，使钢箱梁在安装时装拆都较方　便，吊运中２副扁担粱受力大小也均衡。钢箱梁安　装就位后，大扁担梁从吊索中间退出，移向下一个　节段。　（８）每跨索道最大吊重：Ｐ＝钢箱粱重＋大扁　担梁＋天车重＋部分起重绳与牵引绳重＝２　６００　ｋＮ，由２组索道分担，每组索道最大吊重为１　３００　ｋＮ，提升速度３　ｍ／ｓ，牵引速度３　ｍ／ｓ　三跨索道中只能有一跨索道进行吊装作业，其　它两跨天车空载停置在指定位置。　桥梁建设　２００１年第５期　４索道吊机安装钢箱梁　４．１主跨钢箱粱的安装　装载钢箱粱的驳船驶人靠近西边预设的水上囤　船旁定位，上、下游索道天车落下起吊滑车组，将吊　具与钢箱粱临时吊点连接，然后徐徐起吊，使钢箱梁　离开驳船，继续起吊至一定高度（不影响正常通航），　然后牵引到需要安装的位置，再继续起吊到位。按　设计要求穿人永久吊索，旋上螺帽，后下落滑车组，　使钢箱梁悬吊于永久吊索上，完成该节段钢箱梁的　安装　最后拆除临时吊点，移出大扁担梁进行下一　个节段钢箱梁的安装。　４．２边跨钢箱梁的安装　（１）中跨天车起吊钢箱梁，并牵引至索塔处的　低位栈桥上空，落于栈桥上的轨道平车上。　（２）用卷扬机牵引轨道平车将钢箱梁牵穿过索　塔，进人边跨　（３）用边跨天车起吊钢箱梁并牵引至指定位置　安装就位。　（４）靠近散索鞍的几个无吊索的特殊节段，先吊　放在高位栈桥端部，再逐节段横移就位，然后用千斤　顶调整标高，组装焊接，最后整体顶升到位进行安装。　４．３塔柱处Ｄ、Ｅ节段钢箱梁安装　Ｅ节段位于塔柱横梁上方，Ｄ节段位于塔柱两　侧，均无永久吊索，也属特殊节段。　４．３．１安装Ｅ节段　采用主跨天车起吊Ｅ节段钢箱梁，牵引至索塔　旁，再用位于索塔另一侧的边跨天车接力，对抬使Ｅ　节段进人下横梁上方，置于预先在下横粱上设置的　临时钢架上。钢架上设有千斤顶，可调节Ｅ节段的　标高和水平位置。　４．３．２安装Ｄ节段　（１）采用主跨天车直接安装主跨侧的Ｄ节段　箱梁　（２）采用边跨天车直接安装边跨侧的Ｄ节段　箱梁　（３）Ｄ节段钢箱梁无永久吊索，为了便于钢箱　梁线形调整，设置了临时吊索及其调节系统，使索塔　区钢箱梁通过Ｅ、Ｄ节段标高调整，傲到线形顺畅，　达到设计要求。　４．４钢箱梁安装进度　（１）索道系统形成４０　ｄ。　（２）主跨索道与边跨索道的主绳是连续的同一　（下转第４８页）　维普资讯 http://www.cqvip.com

桥梁建设　２００１年第５期　６．１产生误差的原因　臂Ｔ应协调考虑　般地讲，在施工过程中挠度差值较大的原因　有以下几个方面：　７安全系统　（１）预应力问题，主要表现在预应力张拉是否　虎门大桥位于珠江人海ＶＩ，台风经常从这里登　达到设计值，具体地说张拉千斤顶须配套校正；设计　陆。为了考虑辅航道２７０　ｍ连续刚构桥的施工安　者考虑预应力材料的弹性模量与实际材料的弹性模　全．防止在较大风速的情况下桥梁发生过大的振幅，　量有一定误差；施工中预应力管道不顺畅，增加＿『预　桥梁上安装了ＴＮＤ系统来削减能量，以便达到在施　应力损失等等。　工期间安全可靠的要求。　（２）挂篮问题，主要是弹性变形计算不准或挂　篮未进行预压以消除非弹性变形．或挂篮松动等　８应力测试　（３）模板变形较大，导致梁体截面变化，引起混　在这种大型桥梁设计和施工中．为了给设计人　凝土浇注量增加。　员与施工人员提供相应施工阶段的梁内应力及横截　（４）混凝土弹性模量与设计不符，一般实际弹　面的分布提供依据，并与设计值相比较，在梁体相应　性模量相对比较大。　位置预先埋置应变片或应力计等。辅航道２７０　ｍ连　６．２误差调整的原则　续刚构桥在这方面也进行了一部分工作，实践证明，　调整的方法很多，但以下几个原则必须坚持　在应力控制方面可以加强施工过程中桥梁的动态控　（１）调整值不可过大，导致调整坡度很大．一般　制，但在硬件、软件等方面以及科研人员培训方面仍　调整值的大小不大于梁段长的１％为宜。　有许多工作需进一步提高　（２）调整后不得出现倒坡，这里的倒坡是结构　完成后的设计线形。　９结语　（３）如施工结构为多个悬臂Ｔ．应将同一跨内的　虎门大桥辅航道２７０　ｍ连续刚构桥于１９９６年６　悬臂Ｔ调整到同一目标，待合龙时，不会造成悬臂Ｔ　月合龙，其合龙精度如下：桥轴线误差小于５．５　ｍｍ，　无法合龙的尴尬局面。　高程合龙误差小于３．３—ｎ，该误差远小于设计要求　（４）施工误差较大时，可分段调整，同时各个悬　的１５—ｎ．证明辅航道桥的施工控制是成功的。　（上接第４２页）　主绳，安装钢箱梁时，相互有影响。在吊装钢箱粱　时，邻跨不宜安装，但可以作吊装的准备工作。一般　５小结　每天可安装２～３节钢箱梁，最快时每天可安装４　通过悬索桥上部主梁大跨度索道安装新技术在　节，靠近索塔几个特殊节段与尾部无索区的几个节　重庆长江鹅公岩大桥的成功实践，证明悬索桥上部　段不同于一般钢箱梁的安装，其安装方法较难，工作　主梁大跨度索道安装新技术具有创新性、适用性和　量较大，耗时较长，全桥１０８节钢箱梁净工作时间２　灵活性，并有较显著的技术经济效益和社会效益，值　个月，比计划工期提前１个月　得推荐给桥梁建设的同行们参考。