懸索橋施工貓道的架設(shè)與拆除
摘要:貓道作為現(xiàn)代大跨徑懸索橋施工必備的臨時(shí)結(jié)構(gòu),是主纜架設(shè)、索夾和吊索安裝、鋼箱梁吊裝、主纜防護(hù)等工作的關(guān)鍵操作平臺(tái),貫穿整個(gè)懸索橋上部構(gòu)造安裝施工過(guò)程。以開(kāi)拓大道跨伊河大橋?yàn)槔,?duì)懸索橋施工貓道的施工方法進(jìn)行分析研究,同類(lèi)橋梁施工借鑒。
關(guān)鍵詞:懸索橋,貓道,施工,拆除
1 概述
開(kāi)拓大道跨伊河大橋總長(zhǎng)為495米,橋?qū)挒?5米,橋梁面積約為24583.5平方米。主橋采用平行雙索面自錨式懸索橋,跨度組合為70.5m+175m+70.5m=316m,雙塔三跨,塔柱全高52.5m,采用主塔+輔塔式設(shè)計(jì)(依次為3#~6#),兩側(cè)引橋均采用29m+29m+30m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋,采用混凝土現(xiàn)場(chǎng)澆注和預(yù)制構(gòu)件場(chǎng)外加工的施工方法。全橋共設(shè)兩根主纜,主纜采用直徑為5.4mm的鍍鋅高強(qiáng)鋼絲,每根主纜由19股預(yù)制平行鋼絲索組成,每索股含有127根5.4mm的鍍鋅高強(qiáng)鋼絲,每根主纜由2413根鋼絲組成。主纜預(yù)制索股采用熱鑄錨。
貓道低于主纜中心線(xiàn)1.5m,貓道面寬4.0m,每座貓道由8根φ40mm鋼繩支承,每側(cè)扶手采用2×φ20mm的鋼絲繩;兩側(cè)的扶手采用高1.2m的大方眼鋼絲網(wǎng)。
2 貓道索牽引系統(tǒng)
2.1導(dǎo)索
導(dǎo)索是設(shè)在兩主塔之間,主要作用為牽引其余貓道索過(guò)主跨,只承擔(dān)牽引力,不承擔(dān)重力,采用直徑φ28mm鋼絲繩,兩岸卷?yè)P(yáng)機(jī)都可正反轉(zhuǎn),使導(dǎo)索往復(fù)運(yùn)動(dòng)。本橋上下游貓道各設(shè)一根導(dǎo)索。
2.2貓道架設(shè)用軌道支承索
導(dǎo)索牽引其他索跨越中跨時(shí)其重量全部由該支承索承擔(dān),支承索由導(dǎo)索空中拽拉架設(shè)。
2.3導(dǎo)索安裝
將φ28mm導(dǎo)索經(jīng)4#墩塔頂鋼繩頭的一端進(jìn)入20t卷?yè)P(yáng)機(jī),另一端在橋面上盤(pán)好并在5#墩下臨時(shí)固定。
人工在橋面堆導(dǎo)索的牽引速度與卷?yè)P(yáng)機(jī)放索速度保持一致,并且牽引盡可能沿橋軸線(xiàn)行駛;岸上放索卷?yè)P(yáng)機(jī)必須有一定的向后的力放索,邊放索邊觀察平衡重,如平衡重向上運(yùn)動(dòng)太高,應(yīng)加快放索,使平衡重降低;否則,應(yīng)減慢放索。
導(dǎo)索鋼繩頭到達(dá)5#墩主塔下,4#墩主塔卷?yè)P(yáng)機(jī)停止放索。同時(shí),導(dǎo)索在4#墩塔頂臨時(shí)固定。將預(yù)留導(dǎo)索引上塔頂滑車(chē),再經(jīng)轉(zhuǎn)向滑車(chē)引入20t卷?yè)P(yáng)機(jī),卷至一定的線(xiàn)型時(shí),即可解除鐵駁上的梢繩。
利用吊機(jī)拆除平衡重,再將多余的鋼絲繩引入滑輪,卷入4#墩主塔處的20t卷?yè)P(yáng)機(jī)。5#墩主塔下卷?yè)P(yáng)機(jī)將導(dǎo)索提至計(jì)算線(xiàn)型。
2.4軌道支承索架設(shè)
解除導(dǎo)索兩塔繩梢,調(diào)整導(dǎo)索在兩岸卷?yè)P(yáng)機(jī)里的長(zhǎng)度,以便導(dǎo)索有足夠的行程將支承索帶到5#墩塔頂。將支承索盤(pán)置于3#墩跨放盤(pán)支架上,繩頭引至塔頂,經(jīng)過(guò)滾輪后與導(dǎo)索接牢。起動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī),導(dǎo)索向5#墩塔運(yùn)行,拽拉貓道臨時(shí)承重索既軌道支承索至5#墩塔。
3 貓道架設(shè)
3.1貓道的構(gòu)造及布置
貓道是主纜架設(shè)、測(cè)量、調(diào)索、緊纜、安裝索夾及吊索、主纜纏絲防腐用的空中腳手。
貓道的組成:貓道承重索、貓道面、欄桿和扶手索。
貓道面的布置:貓道低于主纜中心線(xiàn)1.5m,貓道面寬4.0m,每座貓道由8根φ40mm鋼繩支承,貓道承重索錨固主塔頂或散索鞍前的可調(diào)節(jié)長(zhǎng)度的錨箱內(nèi);貓道面網(wǎng)底層用大方眼焊接鋼絲網(wǎng),面層用小方眼鐵絲網(wǎng),以方木條將底層和面層兩層鋼絲網(wǎng)綁扎固定,用鋼帶條栓連接于橫槽鋼上;橫槽鋼則以螺栓固定于貓道承重索上。每側(cè)扶手采用2×φ20mm的鋼絲繩;兩側(cè)的扶手采用高1.2m的大方眼鋼絲網(wǎng)。為保持貓道的線(xiàn)型及抗風(fēng)穩(wěn)定性,擬設(shè)置橫向、豎向抗風(fēng)索,正式施工前需做貓道抗風(fēng)穩(wěn)定性風(fēng)洞模型試驗(yàn)以確定貓道的抗風(fēng)構(gòu)造。貓道又分為主跨、南邊跨和北邊跨三段。
3.2貓道承重索的架設(shè)
3.2.1貓道承重索的制造
貓道的承力部分為貓道承重索在順橋方向分成三段,一個(gè)跨中段和兩個(gè)邊跨段,每根貓道承重索采用φ40mm,不旋轉(zhuǎn)鋼芯鋼絲繩,兩端配錨頭。
貓道承重索是鋼芯鋼絲繩,在加工制造時(shí),應(yīng)對(duì)鋼絲繩進(jìn)行預(yù)拉,消除其鋼絲繩的非彈性變形,鋼絲繩的預(yù)拉荷載不小于各索破斷荷載的1/2,保持60min,并且進(jìn)行兩次,做好記錄。預(yù)拉時(shí)要保證鋼芯不能滑動(dòng)。張拉完成的鋼絲繩在自然狀態(tài)下盤(pán)好,便于放索時(shí),不產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)。
貓道承重索按設(shè)計(jì)的長(zhǎng)度切斷以后,其端部灌鑄錨頭。錨頭的制作要滿(mǎn)足其受力要求,索股與錨頭端面垂直。
3.2.2架設(shè)貓道承重索
已架好的導(dǎo)索和軌道支承索上,由4#墩塔頂安裝單滑輪聯(lián)接器,4#墩塔底放好卷著主跨貓道承重索的帶剎車(chē)的卷筒,并將貓道承重索端頭抽出,引上塔頂,在離端頭5m的部位用繩夾聯(lián)上一根3m的短鋼絲繩,其另一端用繩夾和導(dǎo)索聯(lián)接,并由軌道支承索系帶上貓道承重索。
導(dǎo)索牽引貓道承重索向前行,使貓道承重索被牽引向5#墩塔。
5t卷?yè)P(yáng)機(jī)配合將貓道承重索3#墩錨頭錨于錨箱之后,再將貓道承重索6#墩錨頭錨于6#墩錨箱。
根據(jù)測(cè)量調(diào)整貓道承重索垂度。
在塔頂移動(dòng)軌道承重索至需安裝第2根貓道承重索位置頂面,導(dǎo)索也作同樣移動(dòng),準(zhǔn)備到位后,上下游對(duì)稱(chēng),重復(fù)前述步驟,直到其余貓道承重索架完。全面調(diào)整所有貓道承重索線(xiàn)型。
跨中貓道承重索與邊跨貓道承重索對(duì)稱(chēng)架設(shè),注意左右邊跨、中跨的作業(yè)平衡,盡量減少對(duì)主塔的變位影響,使主塔承受較小的水平力。
主跨貓道承重索架設(shè)時(shí),牽索系統(tǒng)和放索系統(tǒng)須牽放的速度一致,密切聯(lián)系,當(dāng)中途發(fā)生故障時(shí),牽引系統(tǒng)和放索系統(tǒng)等應(yīng)全部停止,待故障處理完成后,再行放索。
貓道承重索的架設(shè)過(guò)程中,要隨時(shí)觀測(cè)兩邊主塔塔頂?shù)淖兾患芭まD(zhuǎn),并將其控制在設(shè)計(jì)容許范圍內(nèi)。
3.3貓道面板
貓道面:貓道面由貓道面床和攔桿扶手組成。貓道面床由大小鋼絲網(wǎng),槽鋼橫梁,鋼條及方木組成,相互之間通過(guò)螺栓,螺釘?shù)冗B接,并固定在貓道承重索上,攔桿扶手由安裝在槽鋼橫梁上的立柱,和穿在立柱上的φ16mm鋼絲繩及固定在扶手鋼絲繩上的鋼網(wǎng)組成。
貓道面板分段在工廠預(yù)制成卷狀,運(yùn)往工地后吊往塔頂,邊松卷邊沿貓道承重索向下滑移,同時(shí)安裝導(dǎo)向栓桿。一卷完成后再接上第二卷繼續(xù)向下溜放。
為了能使貓道面板在貓道承重索平緩的跨中能移動(dòng),需裝上導(dǎo)索。在自重不能克服磨擦力時(shí),用導(dǎo)索施加動(dòng)力。為了安全地向前滑行,必須向后帶住貓道面板。貓道面板滑到位后,將其鎖定在貓道承重索上。
4 貓道拆除
貓道拆除的工作內(nèi)容包括:貓道改吊繩、側(cè)網(wǎng)、扶手索、貓道面網(wǎng)、貓道承重索、貓道工作平臺(tái)、抗風(fēng)索。
貓道拆除順序:抗風(fēng)索→ 欄桿及欄桿網(wǎng)→ 貓道面網(wǎng)→ 貓道承重索→ 扶手索→ 貓道工作平臺(tái)。
機(jī)械設(shè)備:塔頂卷?yè)P(yáng)機(jī)、滑車(chē)組、導(dǎo)鏈葫蘆等。
5 結(jié)論
貓道作為現(xiàn)代大跨徑懸索橋施工必備的臨時(shí)結(jié)構(gòu),本結(jié)構(gòu)雖為大型臨時(shí)結(jié)構(gòu),但使用時(shí)間長(zhǎng),作業(yè)頻繁,是施工的大型臨時(shí)重要的受力結(jié)構(gòu),因此從貓道的設(shè)計(jì)方案、貓道的架設(shè)與拆除作業(yè)方面進(jìn)行規(guī)范、控制,以及加強(qiáng)施工作業(yè)隊(duì)的安全防范意識(shí)等,是工程順利進(jìn)行,達(dá)到安全、快速生產(chǎn)的目的。
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