北盘江特大桥缆索吊装系统

欧　军

摘要：缆索吊装系统主要用来完成钢桁梁及桥面板的空间运送和就位，是整个施工设施的关键部件之一，也是施工技术中难度较大的一个问题，因此，有必要对缆索吊装系统进行系统的分析与计算。

关键词：北盘江特大桥；缆索吊装系统；分析

1工程概述

北盘江特大桥位于贵州省晴隆县光照镇以东约7km的北盘江深度侵蚀切割区，跨越北盘江大峡谷，是镇胜高速公路的重点、控制性工程之一。北盘江特大桥主跨为636m的悬索桥，主缆的矢跨比为10：1，主桥的加劲梁采用钢桁梁，它由主桁、横梁、桥面板和上、下平面纵向联系等组成。加劲梁通过吊索与主缆相连，吊索标准间距为7m，吊索锚于主桁上弦节点锚箱上。主梁桁高5米，宽28米。根据吊装单元划分为4种吊装单元，最长节段为M1（即跨中段），长度为19.08m，其他的吊装单元长度分别为14.00m和13.46m，最大吊装节段重量为135吨（跨中节段）。根据北盘江大桥的施工组织，北盘江桥的上构钢桁梁和桥面板的安装采用缆索吊装系统。故缆索吊装系统的设计及安装是本项目施工的重点，根据上述的参数设计本缆索吊装系统。

2 缆索吊装系统

缆索吊装系统由主索、主索鞍、主索跑车、起重索、起重滑车组、牵引索、起重及牵引卷扬机、锚碇等组成。

缆索吊装系统的主要材料、机具

2.1主承重索

主跨径636m，后锚端跨径220m，全桥设两组独立的主索系统，上下游各一组，每组主索系统由12Φ52mm的6×37合成纤维芯钢丝绳，公称抗拉强度为1870Mpa，工作垂度L/15，经过计算，主索的安全系数（K=3.1＞3）、接触应力的安全系数（K=2.01＞2）、弯曲应力的安全系数（K=4.43＞2）均满足规范要求。由于每组跑车是由两个独立的跑车组成，因此每一组主承重索由两个独立的循环索构成，即每6线组成一个循环索。由于主承重索单侧有12线（单线采用长1100米的φ52钢丝绳），虽然采用循环主索，但为便于安装和运输，根据计算的长度将单侧的12根主承重索分解成12根独立的钢丝绳。主承重索运至工地后，利用架设猫道的先导索进行跨江架设，首先将一根主承重索的端头锚固在西岸锚墩的锚固装置上，通过先导索牵引跨过主塔顶的索鞍至东岸锚块处，绕过转向平衡滑轮，再接长另外一根主承重索，将接长部分采用同样的办法牵引至西岸，绕过转向平衡滑轮，同样接长主承重索牵引至东岸，如此循环，接长6根主承重索后锚固在西岸的锚墩上，这6根主承重索就形成一个循环索。两个6线的循环索组成了单侧的12线主承重索。至此，主承重索架设完成。

2.2起重索

每组主索上布置1个吊点，总共设置2个吊点，采用Φ24mm钢丝绳作起重索，每个吊点的起重钢丝绳走8线，公称抗拉强度1670Mpa，采用8t起重卷扬机，经过计算，起重索的安全系数（K=5.007＞5）、接触应力的安全系数（K=3.16＞2）均满足规范要求。当主承重索架设完成后，在塔底完成跑车与动滑轮之间的穿索连接，用塔吊将天车提起挂在主承重索上，将起重索通过塔顶索鞍的转向滑轮，牵引至起重卷扬机绕绳，另外一端通过先导索牵引至对岸的卷扬机上绕绳，这样起重索架设完成。

2.3牵引索

北盘江大桥牵引索采用3轮4线，Φ32mm的钢丝绳，公称抗拉强度1670Mpa，经过计算，牵引索的安全系数（K=4.53＞3）、接触应力的安全系数（K=2.62＞2）均满足规范要求。在牵引系统方案确定后,结合施工现场场地、索盘运输道路状况等因素,将牵引卷扬机布置在两岸的引桥尾部,对应每根主缆安装4台16 t卷扬机,用先导索将跑车牵引靠近主塔横梁位置，然后牵引一台卷扬机的绳头通过索鞍位置的转向滑轮，绳头绕过一台跑车（单侧由两台独立跑车组成）滑轮后，返回穿过索鞍位置导轮继续牵引，绕过牵引卷扬机处的转向滑轮再次返回到另外一台跑车尾部，最后穿过这台跑车尾部的转向滑轮后回到另外一台牵引卷扬机上绕绳，这时一岸单侧的牵引系统完成，用同样的方法完成另外一侧牵引系统。再用先导索牵引跑车，同时此岸牵引卷扬机放绳，将跑车牵引至对岸，以同样的办法完成牵引索的安装。起重索和牵引索的卷扬机直接锚固在桥台位置预埋的锚环上，能够满足牵引和起重的需要。其布置详见下图。

2.4索鞍

每组索鞍由两个分离式索鞍组成，每个索鞍由辊轴、滑轮、纵向钢板、横向隔板组成，索鞍的辊轴和滑轮采用铸钢构件，其他的采用钢板焊接，索鞍安装在塔顶的型钢支架上。型钢支架设置于大桥塔柱横梁上，支架横梁采用4根32a槽钢加2根32a工字钢，纵桥向三排斜杆，前后两排斜杆各采用2根32a槽钢，中间斜杆为2根32a工字钢，横桥向斜撑为20a槽钢。

2.5起重吊架

起重吊架采用型钢进行焊接桁框架形式，框架的吊点通过吊带和横担直接吊在横梁的节点上，设计净吊重160t。由于跨中节段和其他节段的长度不一样，中跨节段的吊点在纵向为14m，其他为7m，因此吊架按照14m米进行加工，中节段吊装完成后，直接截掉多余部分，用于中节段以外节段的吊装。

2.6跑车

由于单侧的主承重索为12线，因此跑车为12门跑车，由两个6门跑车组成，两个跑车受同一牵引索牵引，所以两个跑车的前进速度一致，由于每一个跑车对应的主承重索为单独的循环系统，承重索的垂度会存在一定的差异，但通过定滑轮下分配粱调节后，两个跑车受力均匀。

2.7锚墩

主承重索的锚墩为直接安放在主缆锚碇顶面的钢筋混凝土结构，锚墩长5m、宽3.6m、前锚面高1.8m、后锚面高2.2m，在竖向用钢筋和锚碇相连，在锚固位置沿长度方向用预埋钢管形成孔道，将锚固连接装置直接用预应力钢绞线锚固在锚块的前锚面，再灌浆封闭孔道，主承重索的钢丝绳通过平衡轮与锚固装置连接。

2.8支索器

每组主缆上分别布置支索器，间距30m，以支承起重索和牵引索，支索器之间采用Φ11mm的钢丝绳连接。支索器和支索器连接钢丝绳的安装，在牵引系统的牵引下，跑车东西两岸往返一个来回后，就可安装完成，即跑车边移动边安装。

参考文献

[1]公路施工手册《桥涵》（下册） （人民交通出版社2000年10月）.

[2]《路桥施工计算手册》（人民交通出版社2001年10月）.

[3]《起重吊装技术手册》（上册）（人民交通出版社1981年12月）.

[4]中华人民共和国国家标准GB/T8918-1996《钢丝绳》.