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摘要:悬索桥主缆索股PPWS法架设技术,已经在实践中表现出了较高的优越性。文章通过分析总结得出了PPWS法具体的施工工艺流程和相应的施工技术要点,对此方法的进一步规范、推广及教学具有一定的指导和参考意义。
关键词:悬索桥;PPWS法;主缆索股;架设;施工技术
中图分类号:TU279.7 文献标识码:A文章编号:1006-8937(2009)08-0020-02
悬索桥主缆架设是悬索桥施工的关键环节,平行钢丝股PPWS法是在工厂或桥址旁的预制场事先将钢丝预制成平行丝股,然后利用拽拉设施将其通过猫道拽拉架设。PPWS法能可靠地保证钢丝平行、无扭曲、无交叉、排列紧密,可提高主缆密实度;架设时受气候条件影响小,可缩短假设工期;架设不受施工现场的场地限制,工厂化生产便于管理控制;但对起重运输设备和牵引系统要求较高。
1施工工艺流程
猫道架设→牵引系统、猫道面滚筒和放索系统安装→引出前猫道并与拽拉器连接→启动牵引系统将主缆索股牵引到位→主缆索股横移→鞍座处主缆索股整形、入鞍→主缆索股两端锚头临时锚固→主缆索股中跨、边跨垂度调整→锚跨索股张力调整、锚头锚固
2施工技术要点
2.1主缆架设准备工作
主缆架设前,应先安装索鞍(包括主副索鞍、展束锚固索鞍等),安装塔顶吊机或吊架以及各种牵引设施和配套设备,然后依次进行导索、拽拉索、猫道的架设,为主缆架设做好准备。
2.2猫道架设
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工作平台。它由猫道承重索、猫道面板系统及横向天桥和抗风索等组成,一般3～5m宽,每主缆下设一个,为方便工人操作,猫道面层距主缆中心的高度一般为1.3～1.5m,且一般沿主缆中心线对称布置。
猫道索的架设现多用在一端塔顶(或锚碇)起吊猫道索一端,与拽拉器相连后牵引至另一端,然后将其一端入锚,另一端用卷扬机或手动葫芦等设施牵拉入锚并调整其垂度,最后将其两端的锚头锁定。
2.3牵引系统及机具布置
根据牵引方式的不同,牵引系统又可分为循环式和往复式,一般双线往复式牵引系统较常用。如某工程主缆索股牵引系统及机具布置见图1,JKB25牵引卷扬机布置在北岸锚后的地面上,放索机构布置在南锚后的地面上。在放索支架和后锚块之间搭设斜向贝雷支架作为索股上锚通道。在南锚东侧设置存索区,架设施工前,施工现场应预存一定数量的索股,存索区内布置1台80t龙门吊机,以满足索股场内运输装卸的需要。南锚锚后为放索区,放索区内设置1台80t龙门吊机装卸索股索盘,在龙门吊机轨道范围内放置2套放索支架,以保证上、下游侧同时进行放索作业。塔顶和散索鞍支墩顶部各放置一定数量的5 t和10t卷扬机进行辅助作业。
2.4引出前锚头并与拽拉器连接
索股牵引开始前,先将待架设的索股从存放区运至放索区内,利用锚后80t龙门吊安装在放索支架上,拉出索股前锚头,用专用连接器将索股锚头与牵引系统拽拉器连接,检查拽拉器并调整好平衡锤,保持在牵引过程中拽拉器的平稳。
2.5启动牵引系统将主缆索股牵引到位
主缆索股架设分为基准索股架设和一般索股架设两类,1号索股为基准索股(见图2),其他索股为一般索股。索股架设顺序按编号从1～n号依次进行,首先架设1号基准索股,待基准索股线形调整完成后,再依次开始一般索股架设。
启动25t牵引卷扬机进行索股牵引作业。牵引过程中同一牵引系统中的2台卷扬机保持同步运行,收、放速度一致,被动卷扬机保持一定的反拉力。索股牵引速度一般控制在20～30m/rain,在过塔顶门架、锚碇门架及猫道门架时适当降低牵引速度,减小拽拉器对门架的冲击力。当索股前锚头接近北锚前锚室时,将已从南锚锚后放索架索盘上脱出的后锚头装上专用的托板小车,然后继续牵拉,最后用塔吊辅助将锚头放入前锚室适当位置。
2.6主缆索股横移
当索股牵拉到位后,利用放置于锚碇门架和塔顶门架顶上的10t卷扬机进行索股的上提、横移和整形入鞍工作。在距离主索鞍前后各20m的位置处和散索鞍前20m、鞍后10m 左右的位置处,将索股握索器安装在主缆索股上,拧紧握索上的夹紧螺栓,确保主缆索股与握索器不产生相对滑移。卷扬机钢绳经动、定滑车组绕线后与握索器相连组成提升系统。待全部握索器和提升系统安装完毕后。启动塔顶门架和锚碇门架顶上的卷扬机,将整条索股提离猫道托滚,同时利用门架上吊挂的手拉葫芦,将散索鞍支墩顶和主塔处索股提离索鞍处托滚,此时索鞍前后两握索器之间的索股呈无应力状态,在此状态下将该段索股整形入鞍。
2.7鞍座处主缆索股整形、入鞍
开始整形前,在距离索鞍前后约3 m的地方,分别安装上六边形夹具,解除两夹具间索股的绑扎带 。在塔顶从边跨向中跨方向进行整形,在散索鞍支墩顶由锚跨向边跨方向进行整形,边整形边人工用木锤敲打索股,并用钢片梳进行断面整理,使其由六边形变为四边形,再用专用四边形夹具夹紧,待主、散索鞍处索股全部整形完毕后,将该索股置入主、散索鞍相对应的鞍槽内。索股入鞍的顺序为塔顶处由边跨侧向中跨侧,散索鞍支墩顶由锚跨向边跨方向依次将索股放入鞍槽内,入鞍时应注意索股着色丝在鞍槽里的位置,以确保索股不发生扭转。
2.8主缆索股两端锚头临时固定
索股入鞍后,调整索股上的标记点与设计位置吻合,并适当调整索股垂度,防止索股间相互挤压。索股入鞍完成后,将索股两端锚头与该索股相对应位置的锚固系统通过拉杆相连,将索股临时锚固。
2.9主缆索股中跨、边跨垂度调整
主缆索股调整分为基准索股垂度调整和一般索股垂度调整两种。索股调整要求在风速较小、温度稳定 的夜间进行。基准索股垂度调整方法是采用绝对高程法,一般索股垂度调整采用相对基准索法进行垂度调整。索股各跨垂度调整完成后,用拉伸器调整锚跨张力。
2.9.1基准索股调整
对架设阶段设定的基准索股,测定索股下缘的标高后进行调整,调整量由对基准索股特征点位进行量测和基准索股的温度修正决定。调整前按设计要求使主散索鞍有个预偏量,并固定不动直到索股调整完成。在南北各设一个测站和固定后视点,并安置全站仪。通过测站测出塔顶标高及变位,基准索股跨中点位和标高,在塔顶用钢尺量出主索鞍预偏量,用全站仪测出边跨跨中、中跨跨中绝对标高,并对所测数据相互校核。调整顺序是索股入鞍槽后,索股由南北塔顶索鞍分为三个单元,按先南边跨、后中跨、再北边跨的顺序调整。
2.9.2一般索股调整
用直钢尺配合水平尺测量的方法(图3),量测出被调索股与基准索股的相对高差,重复测3次取平均值作最后测量值。图中L1,L2分别为一脚杆,其上标有刻划,L3为装有水准管的水平尺,可相对于L1,L2能上下移动,亦可水平移动。
图3中1号为基准索股,其标高为H1,为确定i号索股标高,量出i号与1号和高差h,则i号索股标高为Hi =H1+h。对同高索股如2,3号或X,Y,Z号属同高用上述方法量完后用L3水准尺量其平面,检查同一高度各索股间比较差及每根与基准索股的比较差之差值是否相等,重复测量3次取其平均值作为最后测量值。测量出相对数值后,算出调整量,由图3一般索股相对标高控制调整量反算出索股移动量。其调整顺序和方法与基准索股调整方法相同。
2.10锚跨索股张力调整、锚头锚固
一根索股调整好中跨、边跨标高后,进行该锚跨索股张力调整。主缆索股架设完毕后,在主、散索鞍鞍槽顶部填压锌填块,安装索鞍紧固拉杆,并将拉杆张拉至设计吨位。控制锚跨索股张力与设计值的差值在 1 t范围内,其调整的方法是用千斤顶顶推在锚头里的螺纹钢上的螺母,在锁定板与锚头之间加减垫片,张力大小是根据千斤顶的力和测定锚头移动量求得,锚头移动量由千分计测量。
3结语
悬索桥主缆索股PPWS法,作为一种先进的主缆架设技术,通过不断地规范操作、推广应用和改进技术,以充分发挥PPWS法的优越性。在实际施工过程中,应严格遵循施工工艺流程,按照施工技术要求,控制施工质量,安排专人采用先进的高精度仪器监测,并考虑自然条件、仪器精度等各种因素的影响,对监测结果进行科学地修正,发现问题及时调整,以保证悬索桥主缆架设顺利进行,同时满足施工精度要求。通过对悬索桥主缆施工进行控制,使得主缆形成后索塔偏位及承重绳受力情况良好,满足下一阶段施工的需要。
参考文献:
[1] 田养军,王鸿龙.悬索桥主缆施工控制与监测[J].地球科学与环境学报,2005,(6).
[2] 刘薛光雄,牛亚洲,程建新.润扬大桥悬索桥主缆架设施工技术[J].桥梁建设,2004,(4).
关键词:悬索桥;PPWS法;主缆索股;架设;施工技术
中图分类号:TU279.7 文献标识码:A文章编号:1006-8937(2009)08-0020-02
悬索桥主缆架设是悬索桥施工的关键环节,平行钢丝股PPWS法是在工厂或桥址旁的预制场事先将钢丝预制成平行丝股,然后利用拽拉设施将其通过猫道拽拉架设。PPWS法能可靠地保证钢丝平行、无扭曲、无交叉、排列紧密,可提高主缆密实度;架设时受气候条件影响小,可缩短假设工期;架设不受施工现场的场地限制,工厂化生产便于管理控制;但对起重运输设备和牵引系统要求较高。
1施工工艺流程
猫道架设→牵引系统、猫道面滚筒和放索系统安装→引出前猫道并与拽拉器连接→启动牵引系统将主缆索股牵引到位→主缆索股横移→鞍座处主缆索股整形、入鞍→主缆索股两端锚头临时锚固→主缆索股中跨、边跨垂度调整→锚跨索股张力调整、锚头锚固
2施工技术要点
2.1主缆架设准备工作
主缆架设前,应先安装索鞍(包括主副索鞍、展束锚固索鞍等),安装塔顶吊机或吊架以及各种牵引设施和配套设备,然后依次进行导索、拽拉索、猫道的架设,为主缆架设做好准备。
2.2猫道架设
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工作平台。它由猫道承重索、猫道面板系统及横向天桥和抗风索等组成,一般3～5m宽,每主缆下设一个,为方便工人操作,猫道面层距主缆中心的高度一般为1.3～1.5m,且一般沿主缆中心线对称布置。
猫道索的架设现多用在一端塔顶(或锚碇)起吊猫道索一端,与拽拉器相连后牵引至另一端,然后将其一端入锚,另一端用卷扬机或手动葫芦等设施牵拉入锚并调整其垂度,最后将其两端的锚头锁定。
2.3牵引系统及机具布置
根据牵引方式的不同,牵引系统又可分为循环式和往复式,一般双线往复式牵引系统较常用。如某工程主缆索股牵引系统及机具布置见图1,JKB25牵引卷扬机布置在北岸锚后的地面上,放索机构布置在南锚后的地面上。在放索支架和后锚块之间搭设斜向贝雷支架作为索股上锚通道。在南锚东侧设置存索区,架设施工前,施工现场应预存一定数量的索股,存索区内布置1台80t龙门吊机,以满足索股场内运输装卸的需要。南锚锚后为放索区,放索区内设置1台80t龙门吊机装卸索股索盘,在龙门吊机轨道范围内放置2套放索支架,以保证上、下游侧同时进行放索作业。塔顶和散索鞍支墩顶部各放置一定数量的5 t和10t卷扬机进行辅助作业。
2.4引出前锚头并与拽拉器连接
索股牵引开始前,先将待架设的索股从存放区运至放索区内,利用锚后80t龙门吊安装在放索支架上,拉出索股前锚头,用专用连接器将索股锚头与牵引系统拽拉器连接,检查拽拉器并调整好平衡锤,保持在牵引过程中拽拉器的平稳。
2.5启动牵引系统将主缆索股牵引到位
主缆索股架设分为基准索股架设和一般索股架设两类,1号索股为基准索股(见图2),其他索股为一般索股。索股架设顺序按编号从1～n号依次进行,首先架设1号基准索股,待基准索股线形调整完成后,再依次开始一般索股架设。
启动25t牵引卷扬机进行索股牵引作业。牵引过程中同一牵引系统中的2台卷扬机保持同步运行,收、放速度一致,被动卷扬机保持一定的反拉力。索股牵引速度一般控制在20～30m/rain,在过塔顶门架、锚碇门架及猫道门架时适当降低牵引速度,减小拽拉器对门架的冲击力。当索股前锚头接近北锚前锚室时,将已从南锚锚后放索架索盘上脱出的后锚头装上专用的托板小车,然后继续牵拉,最后用塔吊辅助将锚头放入前锚室适当位置。
2.6主缆索股横移
当索股牵拉到位后,利用放置于锚碇门架和塔顶门架顶上的10t卷扬机进行索股的上提、横移和整形入鞍工作。在距离主索鞍前后各20m的位置处和散索鞍前20m、鞍后10m 左右的位置处,将索股握索器安装在主缆索股上,拧紧握索上的夹紧螺栓,确保主缆索股与握索器不产生相对滑移。卷扬机钢绳经动、定滑车组绕线后与握索器相连组成提升系统。待全部握索器和提升系统安装完毕后。启动塔顶门架和锚碇门架顶上的卷扬机,将整条索股提离猫道托滚,同时利用门架上吊挂的手拉葫芦,将散索鞍支墩顶和主塔处索股提离索鞍处托滚,此时索鞍前后两握索器之间的索股呈无应力状态,在此状态下将该段索股整形入鞍。
2.7鞍座处主缆索股整形、入鞍
开始整形前,在距离索鞍前后约3 m的地方,分别安装上六边形夹具,解除两夹具间索股的绑扎带 。在塔顶从边跨向中跨方向进行整形,在散索鞍支墩顶由锚跨向边跨方向进行整形,边整形边人工用木锤敲打索股,并用钢片梳进行断面整理,使其由六边形变为四边形,再用专用四边形夹具夹紧,待主、散索鞍处索股全部整形完毕后,将该索股置入主、散索鞍相对应的鞍槽内。索股入鞍的顺序为塔顶处由边跨侧向中跨侧,散索鞍支墩顶由锚跨向边跨方向依次将索股放入鞍槽内,入鞍时应注意索股着色丝在鞍槽里的位置,以确保索股不发生扭转。
2.8主缆索股两端锚头临时固定
索股入鞍后,调整索股上的标记点与设计位置吻合,并适当调整索股垂度,防止索股间相互挤压。索股入鞍完成后,将索股两端锚头与该索股相对应位置的锚固系统通过拉杆相连,将索股临时锚固。
2.9主缆索股中跨、边跨垂度调整
主缆索股调整分为基准索股垂度调整和一般索股垂度调整两种。索股调整要求在风速较小、温度稳定 的夜间进行。基准索股垂度调整方法是采用绝对高程法,一般索股垂度调整采用相对基准索法进行垂度调整。索股各跨垂度调整完成后,用拉伸器调整锚跨张力。
2.9.1基准索股调整
对架设阶段设定的基准索股,测定索股下缘的标高后进行调整,调整量由对基准索股特征点位进行量测和基准索股的温度修正决定。调整前按设计要求使主散索鞍有个预偏量,并固定不动直到索股调整完成。在南北各设一个测站和固定后视点,并安置全站仪。通过测站测出塔顶标高及变位,基准索股跨中点位和标高,在塔顶用钢尺量出主索鞍预偏量,用全站仪测出边跨跨中、中跨跨中绝对标高,并对所测数据相互校核。调整顺序是索股入鞍槽后,索股由南北塔顶索鞍分为三个单元,按先南边跨、后中跨、再北边跨的顺序调整。
2.9.2一般索股调整
用直钢尺配合水平尺测量的方法(图3),量测出被调索股与基准索股的相对高差,重复测3次取平均值作最后测量值。图中L1,L2分别为一脚杆,其上标有刻划,L3为装有水准管的水平尺,可相对于L1,L2能上下移动,亦可水平移动。
图3中1号为基准索股,其标高为H1,为确定i号索股标高,量出i号与1号和高差h,则i号索股标高为Hi =H1+h。对同高索股如2,3号或X,Y,Z号属同高用上述方法量完后用L3水准尺量其平面,检查同一高度各索股间比较差及每根与基准索股的比较差之差值是否相等,重复测量3次取其平均值作为最后测量值。测量出相对数值后,算出调整量,由图3一般索股相对标高控制调整量反算出索股移动量。其调整顺序和方法与基准索股调整方法相同。
2.10锚跨索股张力调整、锚头锚固
一根索股调整好中跨、边跨标高后,进行该锚跨索股张力调整。主缆索股架设完毕后,在主、散索鞍鞍槽顶部填压锌填块,安装索鞍紧固拉杆,并将拉杆张拉至设计吨位。控制锚跨索股张力与设计值的差值在 1 t范围内,其调整的方法是用千斤顶顶推在锚头里的螺纹钢上的螺母,在锁定板与锚头之间加减垫片,张力大小是根据千斤顶的力和测定锚头移动量求得,锚头移动量由千分计测量。
3结语
悬索桥主缆索股PPWS法,作为一种先进的主缆架设技术,通过不断地规范操作、推广应用和改进技术,以充分发挥PPWS法的优越性。在实际施工过程中,应严格遵循施工工艺流程,按照施工技术要求,控制施工质量,安排专人采用先进的高精度仪器监测,并考虑自然条件、仪器精度等各种因素的影响,对监测结果进行科学地修正,发现问题及时调整,以保证悬索桥主缆架设顺利进行,同时满足施工精度要求。通过对悬索桥主缆施工进行控制,使得主缆形成后索塔偏位及承重绳受力情况良好,满足下一阶段施工的需要。
参考文献:
[1] 田养军,王鸿龙.悬索桥主缆施工控制与监测[J].地球科学与环境学报,2005,(6).
[2] 刘薛光雄,牛亚洲,程建新.润扬大桥悬索桥主缆架设施工技术[J].桥梁建设,2004,(4).