收稿日期:20020606作者简介:程维国(1972—),男,工程师,1993年毕业于石家庄铁道学院机械工程专业。

黄山人行观光悬索桥主缆、索夹及吊索安装施工技术程维国(中铁四局集团第五工程公司　江西南昌　330200) 摘　要　人行观光悬索桥以其独特的造型和强大的跨越能力,用于旅游观光建筑中具有光明的发展前景。

以黄山观光索桥为例,重点介绍人行观光悬索桥主缆、索夹、吊索安装施工工艺、方法和要点。

关键词　观光悬索桥　主缆　索夹　吊索　安装施工1　工程概况黄山市人行观光悬索桥是一座三跨两铰的柔性悬索吊桥,南北向跨越新安江,主塔塔顶高程154.00m ,主塔处索鞍中心高程149.00m ,散索鞍理论中心线交点高程129.967m ,理论锚固中心高程119.235m ,主跨为170m ,两边跨均为60m ,全桥总长290m ,矢跨比f /L =1/11,主缆间距4.5m ,桥面净宽4.3m ,吊索间距4.0m 。

主缆为外包HDPE 高强度聚乙烯55根<j 15.24mm 的环氧喷涂钢绞线成品索,单根质量70kg/m ,吊索为PES519的平行钢丝束,边跨靠近锚碇端长度小于1m 的4根吊索采用<28圆钢,材质为45号钢,上下吊耳采取冷铸墩头锚的方式连接,共134套;桥面系为组拼而成的钢结构框架和杉木面板。

2　主要施工方法根据现场施工条件和工程特点,主要采用猫道施工。

首先在南、北两岸设置5t 卷扬机各1台,搭设跨江施工猫道,散索鞍利用8t 吊车直接吊至安装位置进行安装,主索鞍利用南、北两岸5t 卷扬机通过运输缆(<15的钢丝绳)运至桥塔安装位置进行安装,主缆架设利用南、北两岸5t 卷扬机牵引沿猫道过江,Y CW150型千斤顶张拉调整主缆线形,剥除索夹位置的主缆表面HDPE 防护层,人工安装索夹,同步安装吊索与桥面纵横梁,抗风缆及抗风吊索,完成防腐施工后,拆除猫道。

3　施工工艺3.1　施工工艺流程施工准备→散索鞍安装、主索鞍安装→牵引系统架设→猫道架设→主缆架设→线形调整→索夹位置放样→索夹吊索安装(索夹螺栓紧固、索夹螺栓二次紧固)→桥面系施工→抗风缆、抗风吊索安装→防腐处理→拆除猫道。

3.2　牵引系统架设为解决猫道架设及主缆架设,设置1条用于空中拽拉的牵引绳,在南北两岸各设置1台5t 卷扬机(卷扬机布置平面位置见图1)。

使用时,2台卷扬机一退一送,牵引索采用<19.5mm 的钢丝绳,在南北两岸形成往返牵引系统,架设牵引索时为减少阻力,在牵引索通过主塔处设置滚轴,并在主塔上设人监护。

图1　场地布置3.3　猫道施工猫道相当于一临时轻型索桥,其作用是在主缆架设期间提供一个空中作业平台。

为解决主缆架设、索夹、吊索安装及主缆防护的安全生产提供有力保证。

猫道由猫道承重索、猫道面板系统及横向联结角钢等组成。

为方便操作,猫道面板距主缆中心线的高度为1.3m ,猫道宽1.2m ,扶手高1.5m ,且沿主缆中心线对称布置,上、下游各搭设1条施工猫道。

每条猫道由4根<24(6×37)mm 钢丝绳组成承重索,扶手为2根<19.5(6×37)mm 的钢丝绳。

猫道面层由1层方格钢丝网组成,上铺方木(1根/0.3m ),横向每2m 设滚轴,使牵引主缆架设过程中主缆表面不受机械损伤,减少阻力;纵向每隔5m 横架1根└50×50×5角钢并用螺栓锁紧,同时将上、下游猫道联系在一起,以增强猫道的稳定性。

・桥梁・猫道分3段架设:边跨、中跨、边跨。

边跨一端固定在锚碇胸墙顶部立柱上,另一端固定在主塔+148m处。

中跨分别固定在1号、2号主塔+148m 高程处的塔柱上。

经计算边跨承重索长83m ,中跨承重索长190m 。

边跨猫道承重索架设:由北岸将承重索一端(预留8.8m )与牵引索相联结,通过南岸卷扬机缓慢牵引,同时北岸卷扬机缓慢放索,当牵引索前进约60m 时,将承重索另一端(预留13m )与牵引索相联结,承重索前端到达桥塔之后,将预留索环绕在塔柱钢模上,并在钢模四角垫方木,用钢丝绳卡将承重索锁紧,解开与牵引索的绳卡。

再由北岸卷扬机往回牵引承重索至北锚碇位置,在锚碇上利用倒链将承重索拉到锚碇胸墙顶部并调整其线形后,再将承重索从牵引索上卸下,承重索自由端环绕在胸墙顶部立柱上用钢丝绳卡锁紧,松开倒链即可。

中跨承重索及扶手钢丝绳架设,方法同上。

承重索架设完后施工猫道面层,猫道构造见图2。

图2　猫道构造(单位:m )3.4　主缆架设全桥共计2根主缆,主缆是索桥的主要承重构件,上、下游各1根,主缆单根工作长度为336.059m ,每根主缆质量为25t ,主缆为外包HDPE 的55根<j 15.24mm 钢绞线成品索,成品索直径156mm ,由柳州OVM 公司制造(不需在现场缠丝,主缆长度按整米数已在工厂生产过程中标定),运至现场直接架设。

(1)架设准备①对散索鞍预埋螺栓,主索鞍预埋下承板的位置及高程进行检测。

②清理索鞍、散索鞍、锚碇预埋管和下锚面等的工作表面,并进行检查、防护。

③制作主缆放线架,放线架构造见图3。

④设置主缆卸盘和吊索吊装用的卷扬机滑车系统。

⑤主缆线形调整,张拉用的千斤顶和倒链就位。

⑥张拉油泵表按计量规定检测,张拉系统调试完毕。

图3　放线盘架示意(单位:m )(2)主索鞍安装主索鞍共4套,每个桥塔各2套,每套质量270kg ,主索鞍设置在主塔高程+149m 处,用于支撑主缆的永久性铸钢件,主要承受主缆拉力产生的竖向压力以及不平衡水平力,并传递到主塔上;同时,也起到使主缆在塔顶处平缓过渡,减少主缆过塔顶时弯曲应力。

利用南、北两岸5t 卷扬机通过运输缆(<15的钢丝绳)运至桥塔安装位置进行安装。

(3)散索鞍安装散索鞍共4套,南北锚碇各2套,每套质量2.5t 。

其作用是将主缆索股在竖直方向和水平方向散开,引入各锚固点,直接用8t 汽吊将散索鞍下承板、辊轴以及散索鞍本体吊至安装位置按设计安装就位,并临时固定。

(4)主缆架设①用2台25t 吊车将主缆线盘吊至放线架上(线盘受牵引力可绕放线架滚轴转动)。

利用南岸卷扬机牵引主缆前端沿着猫道上的滚轴滑行,依次穿过0号锚碇,1号、2号桥塔,3号锚碇上的滚轮将主缆抬高,以便主缆跨过索鞍、散索鞍。

②为保证主缆匀速缓慢前进,北岸卷扬机对其反向施力,南岸卷扬机继续带动主缆向对岸架设,主缆牵引过江后,在南北锚碇处基本均分,并预留足够的张拉长度。

③待2根主缆均到达南锚碇之后,按设计要求及实际缆长339m ,计算出主缆两端H DPE 防护层应剥除长度(23.45m ),剥除防护层之后并清洗钢绞线表面油污,并采用电动钢丝刷清除夹片锚工作位置的环氧喷・桥梁・涂层(主缆架设前均不剥皮)。

④将钢绞线分成8股(设计9个锚管,其中1个为预留管),穿入对应锚碇预埋管并临时锚固,并保持锚具组装件的清洁。

图4　主缆架设示意(单位:cm ) (5)线形张拉调整线形调整为一次性调整,采用“倒拆法”确定线形,即以成桥状态为基准,按照与实际施工相反的顺序进行倒算而获得空缆无应力状态下的线形,通过将主缆调整至空缆状态,主缆受桥面荷载后,自然转为成桥状态。

在南北锚箱内各搭设一个张拉工作平台,将张拉千斤顶分别与锚碇的锚板锚孔临时固定,在设计线形情况下,主缆两端按设计张拉力进行张拉,调整主缆线形及高程。

张拉时,对主缆线形及塔柱偏移量进行监控,做好观测记录,并及时向施工人员进行反馈。

主缆进入主索鞍与散索鞍处必须剥除外包PE 防护层,故在线形张拉调整前,主缆在索鞍位置处抬高220mm ,同时在跨中位置的主缆相应抬高30mm ,通过控制跨中空载时高程,即可最终满足中跨线形要求。

具体调整张拉方法:在主缆两端分别用8台Y CW150型千斤顶同时同步张拉(另备2台Y CW150型千斤顶备用),由于主缆张拉预应力太小,加载分级次数不宜过多,为防止主塔垂度方向侧扭变形过大,上、下游方向的2根主缆交替张拉,且两端加载必须均衡,先对主缆中跨进行调整,调整到跨中高程符合设计之后,立即在两桥塔主索鞍位置将主缆固定,再分别在两端对主缆边跨进行线形调整。

全桥线形调整完毕,在南北锚碇下锚面分别用防松锚具OVM157将主缆最终锚固,其后端设置一P 锚,撤出锚箱内张拉设备、机具,清理锚坑和钢绞线上的油污,在夹片锚与P 锚间绑扎钢筋网片,按要求在两锚坑内浇筑C25防水混凝土。

3.5　索夹、吊索安装空缆状态线形调整完以后,进行索夹、吊索安装,吊索、索夹均由柳州OVM 公司制作,制作好后运至现场进行安装。

全桥索夹134套,质量为7t ,其中A 型索夹60套,B 型索夹74套,为半圆形结构,两半圆通过高强度螺栓固定在主缆上,起悬挂吊索的作用。

与索夹相对应,全桥吊索134套,采用冷铸镦头锚形式,为外包H DPE519的平行钢丝束,其中边跨26对52根,中跨41对82根。

(1)索夹安装安装顺序:由主塔分别向锚碇、跨中平衡推进。

①施工测量:首先利用三角网确定中跨中点和边跨靠近主塔第一个索夹的位置。

根据设计提供的各索夹中心在主缆无应力状态下的线性长度,直接用钢尺丈量做好标识,最后利用电子经纬仪配合激光测距仪复核各点坐标。

②索夹安装:按照主缆上索夹标识位置,剥除主缆的PE 防护层,但不得损伤主缆钢绞线,安装索夹时采用特制扭矩扳手拧紧索夹螺栓。

索夹螺栓采用高强度螺栓,高强度螺栓的拧紧应分初拧和终拧。

(2)吊索安装吊索安装之前,利用枯水期间将吊索直接用吊车从河中吊至两桥塔底层观光平台。

安装时直接在观光平台将吊索起吊,通过挂在主缆上的导向滑轮将吊索运至索夹位置进行安装。

吊索安装与横梁安装同步进行,依次由主塔向跨中和边跨推进。

3.6　防腐对散索鞍、索夹和吊索以及其他所有加工件表面损伤的漆膜需严格按照涂装工艺进行修补。

锚管内压注C40水泥浆,锚碇处高程127m 以下至锚管上口采用防水混凝土直接浇筑并在其外部刷沥青防水层,高程127m 以上至散索鞍段外套<110mm PVC 管,管内充黄油。

索夹对接缝及其两侧与主缆接触的缝隙进行表面处理,除去表面灰尘、油污及水分等污物后,压注密封膏,填满至无凹槽。

并于索夹与主缆的垂直处形成三角斜坡。

密封膏抗老化性能好,防水性能好,不硬化,长期防锈密封,设计使用寿命25年以上。

3.7　拆除猫道・桥梁・收稿日期:20020802作者简介:张　莉(1969—),女,工程师,1992年毕业于兰州铁道学院桥梁工程专业,工学学士。

秦沈客运专线耳墙式桥台设计张　莉(铁道第三勘察设计院桥梁处　天津　300142) 摘　要　秦沈客运专线采用耳墙式桥台,结合设计并对照普通铁路耳墙式桥台,介绍其设计要点、技术指标。

关键词　秦沈客运专线　耳墙式桥台　设计要点1　概述秦沈客运专线为一次建成双线铁路,全线铺设无缝线路,设计行车速度200km/h ,曲线半径≥3000m ,线间距为4.6m ,配合梁跨为12、16m 双线简支T 梁和20、24、32m 单、双线简支箱梁。