南宁大桥4×110t缆索吊装系统荷载试运行方案与实践

林祥

摘 要：南宁大桥主桥为300m跨径曲线梁非对称外倾拱桥（非对称肋拱桥），两岸引桥为预应力混凝土连续箱梁，大桥全长1314.77m。该桥造型新颖独特，桥型优美，结构复杂。主桥钢箱拱、钢箱梁结构总体施工方案采用“无支架缆索吊装斜拉扣挂法”施工，施工难度极大，是南宁大桥重难点关键技术之一。该文介绍了南宁大桥4×110t缆索吊装系统荷载试运行方案、运行的荷载工况、检测项目以及检测结果，对缆索吊装系统的安全性做出评价，为钢箱拱、钢箱梁的正式吊装施工提供可靠的技术保证，确保系统的运行安全。

关键词：南宁大桥 缆索吊装系统 荷载试运行

中图分类号：U445 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）12（b）-0036-01

1 缆索吊装系统设计概况

南宁大桥主桥钢箱拱、钢箱梁采用“节段工厂制造、先拱后梁、无支架缆索吊装”的施工方案。4×110t固定式缆索起重机，是为该桥钢箱拱、钢箱梁施工而设计制造的临时缆索式起重机，主要用于大桥拱梁架设安装。该缆索起重机按三跨布设，跨度为240m+452m+280m，缆索吊机分成四组索道，每组主索道由6根φ56的密封钢丝绳组成，东西拱肋各两组索道，东侧组间距为6m，西侧组间距6.2m。主要由塔架、主缆索体系（承载索、起重索、牵引索、主缆索跑车及下挂结构、塔顶索鞍、横移系统等）、锚固体系（主索地锚、扣锚索地锚、缆风地锚），牵引、起重卷扬机运行的电器集中控制系统，施工监视系统等部分组成，该次试运行要对以上各个体系做出全面的检测、对其安全性及工作性能做出全面的评价，为后续正式吊装工作做好准备。

2 试运行方案介绍

缆索吊装系统单组索道的最大净起吊能力为110t，试验采用单组、双组组合两阶段分级逐步加载，其中组合抬吊选择的工况为吊装过程中西拱吊装荷载最大W1节段及东拱吊装最大重量的E2节段。单组索道分空载、静载、动载进行试运行，其中静载按设计吊重的60%→100%→125%加载；动载按设计吊重的110%加载。两组索道组合试运行配重模拟实际最大吊重工况按设计吊重的60%→100%加载。采用钢筋与桁架平台组合的形式加载，从下游到上游索道编号为A、B、C、D。每个工况的试运行程序如下。

（1）小车空载测设初始值；（2）距塔架115m处起吊重物；（3）离地面50～100cm，停机观测、检查；（4）重物起升离地50m高，检查；（5）小车运行至跨中，停机观测、检查；（6）小车运行至对岸距塔架115m处，停机观测、检查；（7）卸载，观测、检查。

3 检测项目及方法

3.1 主索垂度

观测主索垂度主要复核吊装净空高度以及通过垂度计算索力，计算主索的安全系数。（1）主索的空载安装垂度：四组主索吊具全部运行至跨中，进行每组索道垂度测量，参照标高为塔架顶标高。（2）主索的吊重垂度：按试吊顺序加载重量，其吊具运行至跨中，进行垂度测量，参照标高为塔架顶标高。

观测方法：在岸坡上适当地方（主索尽量接近法线方向）确定一控制点，测出控制点标高和距跨中距离，在控制点上置经纬仪，观测主索跑车位置，读出竖直角，即可计算得垂度值。

3.2 塔架关键部位杆件应力

在钢管立柱顶、钢管立柱底、H型钢立柱顶、H型钢立柱底、万能杆件横梁中部及与H型钢立柱连接的关键部位均设置了应变传感器，通过对塔架关键部位应变的测试，来掌握结构的实际应力状况，并和理论计算结果进行对比分析，对结构的安全性做出平判。

3.3 塔顶位移

通过塔顶位移可以判断塔架顺桥向的刚度如何，缆风索设置数量是否足够，以及塔架的整体工作性能，是评价塔架安全性能的一个最直接、最重要指标。在塔架顺桥轴线方向设一个测站和一个后视点，在各点位设固定标尺，用全站仪观测塔架的偏移。塔架设置了塔顶位移5个观测点和H型钢立柱4个位移观测点。在各个加载工况加载前、运行工况中、卸载后均进行测设。

3.4 牵引、起重索索力

通过对牵引、起重索索力的测试，核实牵引、起重索索力及起重、牵引卷扬机选型正确性，对是否满足工作要求做出判断。索力通过拉力传感器进行直接量测。同时在C、D组起重小车上横梁机构中间安装轴销式传感器，对起吊重量进行较核。

4 检测结果

（1）缆索地垄位移缆索地垄在各工况运行下最大位移值为2mm，设计最大控制位移值为6mm，满足设计承载要求，地垄锚体无裂纹、四周土体无异常。（2）塔架位移实测最大位移为11.8cm，理论最大位移值为11.6cm，最大值偏差仅2%，位移小于塔高的，满足规范要求。（3）塔架应力试吊应力测试结果来看，同一工况下南、北塔架对称点应力基本一致，大部分数据与理论计算数据基本吻合。试吊过程中应力无异常，最大荷载下的残余应变也较小，总应力也远小于容许应力，因此，可以判断塔架施工质量良好，工作状态正常。（4）承载索垂度在各工况运行下，承载索跨中垂度与理论计算值接近，误差值为20～50cm，主要是受温差影响，表明承载索空载安装垂度设置基本正确。（5）起重索、牵引索索力从测试结果表明，在各工况运行下，起重索、牵引索索力与理论计算值接近，误差值为6～14kN，比理论计算值略偏小，表明理论计算取值基本正确，选择的起重卷扬机、牵引卷扬机型式正确。（6）缆索起重机设备运转在各工况运行下，塔架顶索鞍承重索轮、牵引索转向滑车轮、起重索滑车轮运转正常；地垄处起重索、牵引索导向滑轮运转正常，滑轮无损伤；起重小车上、下挂滑轮运转正常；卷扬机组的功率和运转速度正常。（7）塔顶结构、塔架杆件、紧固件的局部变形情况在各工况运行下，通过观测，塔顶结构、塔架杆件、紧固件无异常变形。（8）绳索锚固情况在各工况运行下，通过观测设置的标识，绳卡锚固到位，绳索无滑动，表明绳卡数量设置正确，锚固力满足要求。（9）电气设备在各工况运行下，通过检查电流、电压及导线温升等表明缆索吊装系统设备满负荷运行时，供电系统和用电设备线路能满足施工要求。（10）电气集中控制系统在各工况运行下，电气集中系统能正常运转，性能稳定正常、操作简洁、使用情况良好。

5 结语

南宁大桥LSD220固定式缆索起重机荷载试验采用逐步加载的方式进行，每级荷载工况运行完毕，立即进行数据分析，在所有数据正常的情况下，再进行下一级的荷载试验。在单组索道荷载试验结束正常的情况下，进行了施工过程控制工况的双组抬吊荷载试验，双组抬吊也采用了分级加载，保证了整个试运行过程的安全。经该次试运行，不仅检测了整个吊装系统的运行情况，而且为南宁大桥钢箱拱和钢箱梁的正式吊装做了一次练兵，使所有人员更加熟练了吊装操作程序。

参考文献

[1] 严自勉，顾斯照.缆索起重机[M].北京：中国电力出版社，2009.

[2] 范立楚.桥梁工程[M].北京：人民交通出版社，1988.

[3] 黄绳武.桥梁施工及组织管理[M].北京：人民交通出版社，1992.

[4] TSG QI009-2007，缆索起重机型式试验细则[S].endprint