山区悬索桥主缆架设的施工控制

慈国凤 谭 科

摘要:文章结合工程实践,探讨了山区悬索桥主缆架设的施工控制,为同类桥梁施工控制提供一些经验,保证工程项目的顺利开展。

关键词:悬索桥;施工控制;主缆架设;北盘江大桥;挂索

中图分类号:TP368文献标识码:A文章编号:1009-2374(2009)10-0191-02

悬索桥施工通常包括索塔施工、锚碇施工、猫道架设、索鞍安装、主缆架设、整形索夹、吊索安装、加劲梁吊装、桥面系及防护施工等。所以,悬索桥不但要经过一个相当复杂的施工过程才能形成,而且其工序间顺序性很强,并相互关联,如何对结构状态的各工序下的控制参数进行跟踪监测、调整、控制,确保施工过程安全和成桥后的结构实际状态尽可能符合理想状态这一施工控制问题是悬索桥成功建设的关键技术之一。尤其是在采用散索套的山区悬索桥主缆架设中,现场温度变化大,不确定因素引起的塔偏不稳定的情况下,主缆架设位置的控制就显得特别重要。

一、工程实践及主缆架设具体实施措施

(一)贵州北盘江大桥设计简介

贵州北盘江大桥位于北盘江峡谷地带,地貌上属岩溶峰丛及河流侵蚀区。桥位处地形起伏大,高程变化从+420米～+880米,相对高差达460米;山势主要呈南北走向,北盘江在此由北西向急转为南北向。整个峡谷呈现多级平台的复合式“U”形峡谷,基岩裸露,地表风化,形成多种岩溶地貌。

结合两岸的地形、地貌条件,综合考虑边、中跨布置的协调性及主塔基础的边坡稳定性及两岸接线情况,采用388米的简支混凝土板梁悬索桥,主缆边跨103米,主缆矢跨比采用1/9,位于主塔间的主梁布置在R=12934.788米的竖曲线上。

考虑主梁的吊装与架设,吊索间的间距采用5米.主梁设置竖向支座,纵向兴仁岸设置固定支座,关岭岸设置活动支座.主梁两端底设侧向抗风支座。

(二)北盘江大桥施工简介

根据业主的要求和计划工期,结合工程内容及特点,考虑到当地的气侯、水文、地质、地貌等因素的影响,施工单位制定了施工总体规划:

1.交通条件是制约本合同段工程项目开工时间的决定因素,故进场后首先抓紧进场道路的修筑。

2.按两岸工作内容划分,本合同段决定由两个工区承担施工任务,进场后尽快完善施工准备,创造施工作业面,形成“全面开花”的施工生产格局。

3.通过合理的施工组织计划,先进的施工管理和技术,提前完成大桥施工任务。

根据北盘江大桥的工程内容和基本特点,结合工程数量和施工组织情况,为实现合同工期,保证质量,降低成本,施工单位对北盘江大桥项目实施项目法管理,现场成立项目经理部。项目经理部设项目经理一名,项目副经理二名,总工程师一名,项目经理部的相关科室配备足够的专业技术人员,以加强施工管理。项目经理部下设工程部、质检部、机料部、安全部、财务部、计划部、办公室七个职能部门及两个专业施工工区。

(三)北盘江大桥主缆施工控制实施步骤

1.主缆架设要点。(1)临时支架的安装;(2)散索套的安装。散索套根据控制分析提供的预偏量和标高改变进行安装,其倾角仍按设计成桥状态时的角度采用。散索套支架要考虑方便在吊装主梁前的拆除;(3)主索鞍的安装;(4)主索鞍临时固定与顶推装置设置。在索股架设期间和以后的主梁架设过程中均须保证主索鞍固定不动,所以,需设置临时固定装置,并且应便于主索鞍位置(纵向)调整。在主梁架设过程中须进行主索鞍顶推,所以,需设置顶推装置;(5)设置索塔顶位置以及散索套位置观测标记,索塔顶位置观测标记设置每个塔柱的外侧。散索套位置观测标记设置位置以便于观测为原则;(6)购买足够多的温度计;(7)观测好索塔偏位、指定桩号处索股(缆)标高测量仪器;(8)准备足够的各种厚度的索固锚头垫片;(9)组建挂索、测量班子。

2.挂索与调整。(1)基准索中跨索股位置调整:1)测量中跨索股跨中标高,同时根据当时索塔偏位(即跨径的改变)和温度情况算出预计的中跨索股跨中标高,若两者相同,则中跨调索暂告结束,并采用钢插片在调索塔的鞍座前后将索股锁定。若两者不同,则在该塔上将索股从鞍座内提起来,根据中跨索股跨中标高的高或低,将索股向河心或锚碇移动,重复上述过程,直至索股标高(线形)满足要求(在规定的误差范围内),中跨调索结束;2)兴仁岸(或关岭岸)边跨索股位置调整。中跨调索结束后,对其中一岸边跨索股位置进行调整。先根据当时气温和索塔、散索套的偏位计算出边跨中部指定位置的标高,同时测出该点的实际标高,两者比较,相同则结束调整。若不同则通过增减锚头垫片进行调整,重复上述过程,直至索股标高(线形)满足要求(在规定的误差范围内),边跨调索结束。在一岸边跨索股位置进行调整好后,再进行另一岸边跨索股位置调整,过程同上;3)关于温度观测。采用高质量的温度计,在中跨1/8、1/4、1/2、3/4、7/8和边跨1/4、1/2、3/4等截面地向阳、背阳面布置计,读取温度的时间区段要短,以平均值作为现场温度值;4)位置观测。基准索股调整结束后,对其进行观测,观测点为中跨跨中、边跨指定点顶面。观测时间不少2～3天,观测频率:每两小时一次。观测标高的同时读取温度值和索塔顶、散索套位置。若每次观测标高于经温度、跨径变化修正后的理论值相同,则基准索股调整结束。若存在超限的误差,则需对索股标高(线形)进行调整,重复上述过程,直至满足要求。(2)普通索。基准索股确定后即可进行普通索架设。普通索架设中要确保基准索股锚固可靠,散索套(支架)可靠,主索鞍与索塔间固定好。普通索股架设方法与基准索股相似,架设原则为:普通索股与基准索股或其他普通索股之间“若即若离”。普通索股架设期间要对索塔偏位、已成部分缆的标高(考虑修正)进行定期观测。(3)关于索股固定和绑扎带的解除。所架设的索都需用插片临时固定(随着层数增加,下部插片即可去掉)。除主缆周边索股绑扎带在紧缆前解除外,其余索股绑扎带均应在安装结束和位置合格后及时解除,以免影响紧缆。

主缆一旦架设完成,其线形就确定下来,由于各种因素的综合影响,主缆实际线形与设计线形必将存在一定误差,为了保证成桥线形达到设计要求,应该通过对索夹设计位置及吊索长度进行修正,以消除主缆架设阶段的施工误差。因此,索夹位置及吊索长度的计算相当重要,为了保证计算的精确必须量测当前结构的状态参数和结构参数。紧索前对主缆索股拉力进行测试和调整(在散索套到锚锭之间进行),同时对主缆线形状态,外径以及塔的轴线进行观测,测量结果,报施工控制单位。必要时对索鞍作调整。

二、结论

北盘江大桥成桥后对主缆线形状态(包括索夹位置),塔的轴线(偏移),索鞍位置,桥面线形进行测量,对主缆索股(散开区)拉力,吊索拉力,主梁应力进行测试。测试出北盘江大桥的成桥时主缆中心线标高和最终桥面标高在设计允许误差范围内,而且线形良好;主索鞍和散索套的位置于设计位置吻合很好;索塔偏位为关岭岸向岸边偏1.6cm,兴仁岸向岸边偏1.4cm,对于跨径388米的悬索桥该结果已经比较理想;主缆受力均匀且均在设计的误差范围内。

通过对北盘江大桥的工程实践,证明了所采用悬索桥主缆监控的理论与方法及其实施管理系统是正确的,对于同类桥梁的施工控制具有一定的参考价值。

作者简介:慈国凤(1972-),女,吉林敦化人,重庆市交通规划勘察设计院工程师,研究方向:桥梁与隧道工程;谭科(1978-),男,四川温江人,重庆市交通规划勘察设计院工程师,研究方向:桥梁与隧道工程。