桥主缆架设安装工艺.pdf
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桥主缆架设安装工艺.pdf
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1主缆架设安装工艺主缆架设安装工艺1前言前言主缆是悬索桥上主要受力部件,其架设质量对悬索桥的成桥线型及寿命起决定作用。
主缆架设一般有两种方法,即空中送丝法和预制索股法,我国修建的现代大跨度悬索桥均采用预制索股法,其目的是使空中架线工作方便简单,两端嵌固热铸锚头,在工厂预制,先配置成六角形,然后利用液压千斤顶等特制压紧机具压制成圆形,此施工方法必须设置脚手架(锚道),利用架空设备牵引索股过江。
主缆架设完毕后,进行调索股工作。
值得注意的是,由于主缆内各索股的位置高度不同,其长度亦不同,因而首先应设置一基准股,其它各索股乃至主缆的长度都是以基准索股来制造和控制的。
索股调整完毕后必须在鞍座内及时锁定。
2主缆架设方法的基本类型主缆架设方法的基本类型2.1空中空中送丝送丝法法(AS法法)所谓AS法,就是先在猫道上将单根钢丝编制成主缆丝股,多束丝股再组成主缆。
其施工程序如下:
将钢丝卷入专用卷筒运至悬索桥一端锚碇旁,并将其一头抽出,暂时固定在一梨形蹄铁上,此头称为“死头”,然后将钢丝继续外抽,套于送丝轮的槽路中,而送丝轮则连接于牵引索上,当卷扬机开动时,牵引索带动送丝轮将钢丝引送至对岸,同样套于设在锚碇处的一个梨形蹄铁上,再让送丝轮带动其返回始端,如此循环多次则可按要求数量将钢丝捆扎成束(图1)。
这里,不断从卷筒中放钢丝的一头称“活头”,当一束丝股牵引完成后,就将钢丝“活头”剪断,并与“死头”用特制的钢丝连接器相互连接。
图1AS法送丝工艺示意在环形牵引索上,可同时固定两个送丝轮,每个送丝轮的槽路可是1条、2条或更多,目前已有4条槽路者。
对每一束丝股,按每次送丝根数为一组,不足一组的再单独牵引一次。
需要指出的是,每个送丝轮上的槽路多,每次送丝数量就大,但牵引索及送丝轮等设施的受力相应增大,所需2牵引动力也就增大。
编缆前应先放一根基准丝来确定第一批丝股的标高,基准丝在自由悬挂状态仅承自重荷载,所呈线形为悬链线。
此后牵引的每根钢丝均需调整成与基准丝相同的跨度和垂度,则其所受拉力、线形及总长就与基准丝一样。
成股钢丝束经梳理调整后,用手动液压千斤顶将其挤成圆形,并每隔25m用薄钢带捆扎。
基准丝应在下半夜温度稳定时测量、设定。
钢丝束有鞍外编股和就鞍编股两种,鞍外编股后需将丝股移入主鞍座槽路内,故现多用就鞍编股法。
为使每束丝股符合设计要求,在调丝后依靠在梨形蹄铁处所设的千斤顶调整整束丝股的垂度,并随即在梨形蹄铁处填塞销片,将丝股整束落于索鞍,使千斤顶回油。
调股同样应在温度稳定的夜间进行。
2.2预制丝股法预制丝股法(PWS法法)所谓预制丝股法,就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。
其主要工序为:
丝股牵引架设测调垂度锚跨拉力调整。
与AS法比较,由于丝股的重量比单根钢丝要大数倍,所需牵引能力也要大得多,一般采用全液压无级调速卷扬机,牵引示意图如图2。
图2索股牵引示意图在猫道上设导向滚轮,以支撑丝股并使其顺利前行。
每丝股牵引完成后,即将其从滚轮上移入鞍座,然后调整主跨及边跨的垂度,调整应在夜间温度稳定时进行。
对中上层丝股,为观察其丝股垂度,需将其位置稍微抬高,调好后再落下。
3PWS主缆架设系统主缆架设系统主缆索股架设基本方法是:
首先将索股盘从制索厂运至工地A岸,用吊车将索盘放入固定在A岸桥台后的索盘架上,锚头从索盘上引出,通过小车牵引至A岸塔顶,在塔顶通过传力转换,通过拽拉器使索股架锚头翻过A岸索塔,采用缆吊系统沿设置在猫道上的滚筒向B岸进行牵引。
索股牵引至B岸锚碇后用提升架将A岸锚头放出牵引至A岸锚定。
在各主索鞍、散索鞍部位把索股整成四边形,放入索鞍内所规定的位置,然后进行垂度调整,最后当主缆所有丝股全部牵引、垂度调整完毕后进行紧缆。
主缆索股架设系统主要由猫道、缆吊系统(利用架空索道牵引方式)、导向支承轮三部分组成,它们分别承担提供索股架设平台、提供牵引动力、确定主缆丝股牵引方向的职能。
如图3某悬索桥主缆索股架设示意图。
3图3某悬索桥主缆索股架设示意图3.1放索系统放索系统放索系统指主缆放索架。
一般根据主缆架设安排,在一岸的索盘与锚洞洞口之间用钢管架、方木、钢轨铺设好牵引轨道,在锚碇口用万能杆件组拼超过索盘直径高度的索盘放线架。
主缆架设时,索盘移至放线架下,钢横梁穿过索盘,吊起索盘、安装放索刹车杠。
3.2主缆索股牵引系统主缆索股牵引系统架设PWS索股的牵引系统根据锚头承载装置的不同可分为三种:
架空索道牵引系统、轨道小车牵引系统和门架式牵引系统,如图4、图5、图6所示。
门架式牵引系统结构较复杂,加工难度大,造价较高,但工艺较成熟;轨道小车牵引系统架设PWS索股时对猫道刚度要求较高,增加了猫道的造价,且施工实例不多;架空索道牵引系统结构简单,安装方便,造价较低。
这三种牵引系统各有优缺点,由施工单位在施工设计时选定。
图4架空索道牵引系统图5轨道小车牵引系统4图6门架式牵引系统3.3牵引附属系统牵引附属系统
(1)牵引卷扬机两岸卷扬机的牵引速度一般情况下为2025m/min。
最大的牵引速度为30m/min。
牵引第一根索股及拽拉器通过塔顶时,牵引速度为5m/min,过猫道门架的速度为12m/min为妥。
牵引中主、副卷扬机最大拉力根据牵引速度设定。
(2)导向支承轮导向支承轮是控制丝股在牵引过程中运行方向重要装置,同时使丝股在运行过程中处于滚动状态,而不是处于滑动状态导至丝股保护层磨损和捆扎带损坏而撒丝。
为了保护支承轮滚筒上包裹一层3mm左右厚的橡胶皮。
(3)其它两岸塔顶及两岸散索鞍和洞口处搭好平台,在平台上布置好索股滚筒,并在洞口平台处设置变向滚筒,变向滚筒必须锚固牢实,供放索入鞍和牵引丝股之用。
在散索鞍基础上搭设好门架,以便提升丝股横移入鞍。
在塔顶及散索鞍门架上布置好索股提升及横移设备。
3.4张拉系统张拉系统主缆索股架设前,散索鞍、主索鞍完成吊装就位。
同时,索鞍采用液压千斤顶顶推到设计要求的预偏量。
索股架设中,为了使索股受力均衡,在每根索股的垂度调整完成之后,还需调整其锚跨的张力。
索股的设计张力值随着其在锚室内扩散角的不同而略有变化,调整时通过2台500kN千斤顶的油表读数来控制。
3.5调索系统调索系统索股架设中,其索股调整需要的配合设备包括:
测量垂度的全站仪、测量温度的温度仪、自制的游标卡尺(测量一般索股的垂度)、张拉液压千斤顶(索鞍顶推、锚跨张力)等。
在索股架设前,这些仪器、设备均需要经过检查与检验,达到规定的误差标准予以使用。
54.PWS法主缆索股架设工艺及操作要点法主缆索股架设工艺及操作要点4.1架设施工工艺流程架设施工工艺流程索股的架设包括放索、牵引、横移整形入鞍、锚头引入锚碇临时锚固,索股的线形调整,索股的锚固等工作内容。
其工艺流程主要包括:
施工准备索股牵引检查索股的扭曲并校正索股前端到达南锚碇索股前后锚头安装引人装置鞍座部分安装临时拽拉装置中跨上提横移边跨上提横移塔顶主索鞍部分整形与固定塔顶标记就位散索鞍部分整形入鞍两端引入临时锚固索股线形调整(中跨边跨锚跨)。
详见图7-索股拽拉过江施工工艺流程图、图8-主缆架设施工工艺流程图。
图7索股拽拉过江施工工艺流程图索盘吊放在放索架上索股前端锚头引出索股前端锚头与运输小车和牵引连接索股拽拉及转换取下前端锚头将前端锚头用手动萌芦临时悬挂提升架引出索股后端锚头并牵引入洞将后端锚头用手动葫芦临时悬挂检查索股扭转情况完成一根索股牵引利用吊机引出牵引系统为三套,转换为四次:
A岸塔顶、B岸塔顶、B岸锚洞口和A岸散索鞍部位6图8主缆架设施工工艺流程图4.2索股架设顺序索股架设顺序索股的架设顺序是以对索鞍部位索股的移动、散索鞍部位索股的折角和长度调整不形成障碍并考虑温度等因素,原则上是上、下游对称,从下至上,从中间向两侧依次架设。
4.3主缆索股牵引主缆索股牵引4.3.1索股牵引程序索股牵引程序主缆索股拽拉系统采用立于桥塔顶的万能杆件塔架(多功能索道的架),两岸隧道锚体作为承重绳的锚固点架设承重绳,将承重绳分成三段布置,同时由于承重绳的设计垂度与锚洞内的坡度不一致,在锚洞口和散索鞍位置,用支架将承重索固定,这样形成四级小车转换接力将索股前端从A岸牵引至B岸锚体拉杆处。
在A岸锚洞顶顺主缆方向设放线架,在洞口前端设提升架。
索股架设过塔顶见示意图9。
按照场地布置,选择由A岸向B岸单方向牵引索股。
架设时,将索盘吊放在放线架上,把索股锚索股架设准备索股牵引索鞍安装及调整辅助装置安装索股前端锚头引出索股牵引及转换临时悬挂前端锚头与牵引系统相连索股后端锚头引出与牵引入洞索股横移整形中跨索股横移索鞍部位整形就位两端锚头引入,临时锚固解除临时伸拉装置各跨索股提起边跨索股横移确定向上的抬高量矢度测定中跨矢度测定锚跨拉力调整边跨矢度测定完成一根索股架设7头引出,分别与牵引系统的运输小车(开口滑车)和牵引索相连,运输小车将索股前端锚头吊起一定的高度,牵引索拉着索股前端锚头,沿着猫道滚筒过江。
牵引到位后,将索股临时悬挂。
其程序见图7。
图9索股架设示意图4.3.2缆索牵引过江注意事项缆索牵引过江注意事项
(1)牵引过程中派专人跟踪索股前端锚头,通过手动葫芦及时调整锚头的高度,避免锚头与猫道滚筒相撞。
(2)牵引过程中,索股定型胶带连续2处被损坏时,为防散束,要停止牵引并进行修补。
(3)牵引过程中,应派专人检查着色钢丝位置,防止索股扭转。
牵引到位后,从跨中朝两端再次检查,若有扭转及时纠正,保证索股内钢丝平行,确保成桥后每根钢丝受力均匀。
(4)后端锚头的索股,由于引出时的摩擦,钢丝较乱,必须进行修整,钢丝鼓出部分应用木槌敲击梳理,从锚跨疏散到边跨。
(5)由于卷盘内的索股钢丝存在松散现象,放出时要特别注意钢丝的弯折、扭结情况,发现问题及时处理。
(6)索股牵引至转换位置前,应放慢牵引速度,先用手动葫芦将锚头提起,换挂邻跨牵引系统,再摘下前跨的牵引绳。
4.4索股提升和入鞍索股提升和入鞍4.4.1索股横移索股横移牵引完成后索股位于猫道滚筒上,距主缆设计中心位置约1m。
在距塔顶支架和散索鞍支架约1520m处将牵引握索器安装在索股上,并将握索器与挂在支架上的手动葫芦相连,收紧手动葫芦把索股从猫道滚筒上提起,确认全跨径的索股已离开猫道滚筒后,收放手动葫芦,让索股慢慢摆到主缆中心线位置,见图10。
8图10主缆索股牵引至塔顶、索鞍的横移示意图4.4.2索股的整形入鞍索股的整形入鞍确认索股着色钢丝的位置,检查索股是否有扭转现象并予以纠正。
在各索鞍部位前后1.5m左右的索股上安装六边形整形器,拆除索鞍段索股的绑扎带。
整形分初整形和连续整形两阶段,先用四边形整形器把正六边形的索股整理成矩形,垂直方向尺寸不变,将水平方向尺寸从57.2mm压成46.8mm左右;再用200kN、100kN链条葫芦将鞍座附近的索股吊起呈应力最小状态,将四边形整形器轻轻向前敲,并用木棰敲打索股;而后将整成矩形截面的索股装入鞍体。
整形顺序:
主索鞍部位是从边跨向中跨进行;散索鞍部位是从锚跨向边跨进行。
整形示意图、整形前后索股钢丝排列情况见图11。
图11索股整形、整形前后索股钢丝排列情况示意图94.4.3缆索提升、横移、整形入鞍时的注意事项缆索提升、横移、整形入鞍时的注意事项
(1)把索股从猫道滚筒上提起的工作是在中跨和边跨同时进行,横移是按中跨、边跨的顺序进行;横移前要确认全跨径的索股已离开猫道滚筒。
(2)拽拉过程中,因索股张力增加,索股与握索器间发生滑动的危险性增大,故须注意控制拽拉量,并保持中跨、边跨拽拉平衡。
(3)用手动葫芦临时悬挂锚头时,手动葫芦不能收得太紧,否则,会给散索鞍部位索股整形带来困难。
(4)索股一般是边整形边入鞍,因而入鞍方向与整形方向相同。
鞍槽内应及时揳入木块,以防隔板被索股压弯;随整形好的索股入鞍及时用木制卡具控制,以防止整形被破
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