大跨径桥梁混凝土管桩施工技术
2010-11-09
1.工程概况
某吊拉组合大桥跨度288米，大桥分解为两侧跨度60米的独塔斜拉桥和跨度168米的悬索桥，虽然主缆的跨中架设跨度达到288米，但两侧斜拉桥承担了 120米长主梁的恒载重量，悬索体系主缆仅承担58.3%的主梁的恒载重量，因此主缆的索股要比单一的悬索桥少很多，主缆由19束127丝中5的低松弛平行钢丝组成，成索直径仅26.8厘米，如果按照常规主缆架设方式先架设锚道再架设主缆，不仅费工、费时、增加主缆的工程造价，而且施工难度大，对主梁的缆吊悬拼工作影响很大。经过反复研究，决定不架设锚道，充分利用吊装主梁的索道，配置专门的工作平台牵引主缆索股、架设主缆、紧缆、缠牲、安装吊杆和防腐等，完全取代锚道具备的各项功能，即能省工、省时、节省架设锚道的工程费用，又能方便施工，充分发掘缆索吊装索道的功能，首创了国内外无锚道架设大跨径悬索桥主缆的先例。
2.大跨径吊拉组合桥施工技术研究
2.1用缆吊平台替代锚道架设主缆 经过吊拉组合桥课题组的反复论证，对于大跨径吊拉组合桥的施工，采用用缆吊平台替代锚道架设主缆的施工方法不仅施工变得简单，而且工期大大缩短。
2.1.1 主缆架设施工
① 设备、场地布置及工作原理 该大桥全桥共两根主缆，每根主缆采用19束127Ф5=1860Mp高强平行钢丝组成正六边形，挤圆后主缆直径中Ф=275毫米，主缆每束重9.3t，每根176t，吊杆由85根中Ф5=1860Mp高强平行钢线组成，每根吊扦外包PU+PE两层防腐。吊扦两端均采用热铸锚。全桥共27对吊杆。
缆吊平台即利用已有的缆索天线，用H20的塔架形成一个大型的平台，可在空中自由跑动，H20塔架，共功片，平台长15m，宽6m，重约10t。主缆卷筒设在右岸隧道远端出口，用5吨卷扬机作后稍拉住卷筒。在200米隧道内设钢管支架，上置尖槽托轮，间距7 米左右，直至右岸桥台口，并在两塔顶端用5个尖槽托轮组成弧形。右岸用3台8吨电动卷扬机作后稍，并用蝴蝶夹和副夹垫以橡胶皮夹住主缆束。为避免主缆束下挠和减少拖拉力量，用主索悬吊空中工作平台，平台上设两个间槽托轮拖住主缆束，减少主缆束的跨径。在拖拉过程中，右岸由于后稍转换，但始终保持两台8吨和一台5吨电动卷扬机作为后稍；左岸保持了3台8吨卷扬机作拖拉。特别是主缆束锚具就位时，此时拖拉力最大。最后用5吨链条滑车将主缆束放入主索鞍。
② 架设主缆的要点架设主缆时主缆束不能扭，不能散，即主缆束的成型胶带破损不超过三分之一或二分之一。经过上、下游主缆各19束共38的拖拉架设，效果是不错的，由于利用蝴蝶夹拖住锚具上端，以及用一根工作天线提住锚具行走起到防扭的作用。也由于使用尖槽托轮和六角形蝴蝶夹及副夹，如果成型胶带破损三分之一，但是间断性破损对19束索股组合成圆形主缆无大的影响。
③架设主缆的工作步骤将平台设在跨中一定高度，缩短主索在架设过程中的跨径，从而减小天线垂度，迅速简捷地架设主缆。
a 每束主缆从右岸隧道入口处牵出，经过隧道内铺设的托轮将主缆牵出洞口(托轮均加工成与一单束主索同形的六边形，防止主缆在架设过程中发生扭转)；b牵引绳套在主缆描固头上，将主缆牵引至右岸塔顶，上下游塔顶各设两个托轮，托轮在塔顶索鞍附近.且略高出索鞍；c将主缆牵引至跨中的平台上，平台上下游各设两个托轮，平台的位置可以利用吊装天线的起重索，根据具体情况自由调整；d将主缆牵引至左岸索鞍上的托轮内，进入左岸锚旋室的连接盒内；e用链条滑车将塔顶托轮的主缆移至索鞍内的对应位置；f通过两岸连接盒内的调节垫板，使主缆的跨中位置，索鞍中心点均达到设计高程；g如此重复架设每一根主缆，直至全部架设完毕，然后利用缆吊平台完成紧缆挤圆工作。
2.1.2 主缆缠丝及索夹、吊杆安装
①主缆挤园和缠丝
主缆紧缆挤园采用带螺栓的钢箍，从塔定往边跨和跨中在主缆上的滑动挂篮上紧缆，然后用缠丝完成主缆的组合工作。
②用缆吊平台安装索夹和吊杆利用缆吊平台在空中灵活移动的优点、工作人员可以方便顺利地在平台上安装上下游索夹及吊杆，安装索夹主要是定位准确和螺栓的扭紧力，计算上是每颗螺栓以1米手柄扭力34公斤，而实际上是l米手柄50公斤，情况良好。
a 用红外线测距仪校核主缆跨中点位置；b用钢卷尺丈量主缆弧长，初定其余各吊杆中心点，然后采用均分误差将其反复校正和平差，最终定出各个索夹中心点并打上油漆(定索夹位置应与当时的温度有关，设计计算时应定出不同温度下索夹的位置)，确定索夹各点位置不宜以高程控制，这样定出的点误差较大；c沿主缆方向将每一个索夹定出索夹的两端边线；d将两半索夹安装在主缆确定的位置上，穿入高强螺栓初拧紧；e将水平尺置于索夹上，检查索夹是否正中，不偏向上、下游方向；f校正后，将高强螺栓进一步拧紧，最后用扭力扳手测试每个高强螺栓的扭力矩，将索夹紧固在主缆上；g在索夹的两端用油漆作记号，检测今后在箱梁吊装过程中，是否发生滑移和松动，以便及时进行补救；h将吊杆的上端热铸锚连接头穿入索夹内，用M80高强螺栓连接。
2.2 利用主缆架设主梁 在吊拉组合桥的施工过程当中，用主缆架设主梁的施干工艺也是一项非常重要的施工新技。这种新的施工工艺也大大解决了吊拉维合体系施工当中存在的一些饰工难题。由于组合索桥有斜拉桥和吊桥两种不同桥型，在施工时需两套不同的施工工艺，为尽可能减少设备，统一施工，主箱梁的施平因地制宜采用边跨搭支架现浇，跨中缆索吊装悬拼的施工工艺。箱粱在已现浇好的边跨上预制，(此时边跨上的支架不能撤除)，在该大桥的旅工当中，预制箱梁每6m一段，每段箱梁吊装熏量94t(含吊重附属设备重晕)全桥所需吊装箱梁43段，其中斜拉桥8×2段，吊桥27段。
2.3 利用主缆辅助调整主梁标高 主梁在吊装结束之后，还需要调整主梁的标高使之达到设计标高的位置。
2.3.1 斜拉桥部份主梁标高的调整 斜拉体系部分通过主索将整段箱梁吊装就位之后，要张拉斜拉索进行标高的调整，这时可以利用主缆来辅助进行调整，这主要是要通过主缆缆吊装备中的起重索对主梁的作用，因此，在利用张拉斜拉索的方法调整主梁的标高时，可在一定程度上减少张拉斜拉索的张拉力，从而降低了施工的难度。所需张拉的斜拉索的束数和总吨位以悬拼箱梁顶面标高达到设计桥面标高为依据。
2.3.2 悬索桥部分主梁标高的调整 悬索体系部分通过主索将整段箱梁吊装就位之后，要调整吊杆进行标高的调整，这时同样可以利用主缆来辅助进行调整，这也主要是通过主缆缆吊装备中的起重索对主梁的作用，从而大大减轻主梁的自重，因此，在利用调节吊杆定位螺帽调整主梁标高时，工程难度得到了大大的降低，使操作简单化。
3.结束语
该大桥在进行主缆的架设施工时，突破了传统的架设方法，而是充分利用了已有的主梁吊装索道，专门设计了一个用10片H20塔架拼装的长15米宽6米、重约10吨的缆吊平台替代传统的锚道进行主缆架设施工，简便快捷，效果好，节省了锚道架设的费用和工期，首创了大跨径悬索桥用缆吊平台替代锚道架设主缆的先例。
