３２ 刘 鹏 范高军：桥梁无支架缆索吊系统的设计与施工技术 ２００８年第２期 ４０ ｍＸ１５ ｍ的平台考虑作为混凝土拌和站和预 制件的施工场地。 图１无塔架无支架缆索吊装系统总体布置 ３．２主索 梁宽度１．９ ｍ，高度１．９５ ｍ。在主索、扣索、工作 由于工期非常紧，因此主索考虑上下游两套 索及牵引钢索的共同作用下，垫梁最大垂直承受 完全独立的系统，上游一套主索采用７根Ｆ５６ 力１ ４４８ ｋＮ，垫梁基础为扩大基础，垫梁做配筋 ｍｍ的１７００级普通钢丝绳（６×３７＋１），下游一套 设计；乌斯河岸直接在洞门口开挖部分松散的岩 主索采用１４根Ｆ３９ ｍｍ的１７００级普通钢丝绳 石后浇筑钢筋砼垫梁。 （６×３７＋１），２套主索横向间距为１２．２ ｍ。上游 ３．５主索、扣索地锚方案及优化 侧缆索跨度Ｌ一４２１ ｍ，空索垂度ｆｏ一２１．２ ｍ， 根据地形、地质，两岸最后均采用遂洞式地锚 矢跨比为Ｌ／ｚｏ，当吊运至索跨跨中时，主索垂度 加组合钢箱横梁锚固主索和扣索。 ｆｍ。 一２８ ｍ，矢跨比为Ｌ／１５；下游侧缆索跨度 金口河岸主索扣索地锚合二为一，纵洞深度 Ｌ一４２１ ｍ，空索垂度ｆｏ＝２１．２ ｍ，矢跨比为 进入微风化岩石１０ ｍ后开挖横洞，纵洞长１０ ｍ、 Ｌ／ＺＯ，当吊运至索跨跨中时，主索垂度ｆｍ。 一２８ 宽１．８ ｍ、高２．３ ｍ，横洞长６ ｍ、宽３．３ ｍ、高２．３ ｍ，矢跨比为Ｌ／１５。 ｍ；金口河岸主索、扣索地锚隧洞总计两个，每个 吊重按照８００ ｋＮ设计缆索吊机系统。 锚洞按抗拉力６ ５９６ ｋＮ进行设计。 钢管拱肋吊装完成后，在垫梁处将上下游主 金口河岸地锚最初方案是在标高８０５ ｍ的 索向桥轴线平移１５０ ｃｍ，以便吊杆横梁安装。 位置开挖一个平台，做成混凝土桩式地锚，但是开 ３．３工作索 挖到该标高后仍然是砂砾石覆盖层，不能满足桩 由于吊运扣索、安装横撑、吊杆、检修跑车、滑 式地锚的受力要求，根据山体岩石走向要挖到岩 车及运送小型机具的需要，布置了２×２根直径 石还得有一定高度，开挖量加大，同时布置缆索系 ３９ ｍｍ（６×３７＋１）工作索（靠主索内侧布置），工 统主索的高度不够；若向山体开挖，在８１９ ｍ标 作索安装垂度ｆｏ＝２７ ｍ，按最大吊重８０ ｋＮ进行 高处以上山体是危石，裂隙发育，下小上大，像积 设计。 木堆积，如果朝山体开挖８ １２＂１左右，山体的开挖 ３．４垫梁 量大，且有危石隐患，后面会形成连锁反应，对整 根据地质、地形的特殊性和节约施工成本，金 个山体的稳定造成破坏；另外挖桩式地锚，浇筑混 口河岸和乌斯河岸均不设置塔架，仅在隧洞锚洞 凝土的方量比较大，混凝土浇筑困难。因此最后 前缘设置分离式的钢筋砼垫梁来支承座滑轮，垫 决定在高程８０５ ｍ沿拱肋中心线向山体开挖隧 维普资讯 http://www.cqvip.com
２００８年第２期 刘鹏 范高军：桥梁无支架缆索吊系统的设计与施工技术 ３３ 洞锚洞，在洞内设置Ｈ组合型钢钢箱横梁，把吊 装系统的主索和扣索传来的力通过型钢钢箱横梁 传递到锚洞内的岩石上，型钢和岩石接触面采取 浇筑５０ ｍ厚的钢筋网片混凝土处理。 乌斯河岸最初方案是拱座后面６０ ｍ处设置 一个塔架（跨过交错的两条公路）。地锚设置在标 高７７８ ｍ处，开挖采取放炮明挖，但下面公路边 就是居民房屋，在高程７９８ ｍ处有１０ ｋＶ的高压 电线通过，放炮明挖施工对上下都构成安全威胁； 塔架的设置，桥头仅有的一小块施工场地将被占， ２９８块空心板，４１６块人行道板，２７根吊杆横梁没 有地方预制，同时设置塔架，塔架的基础、塔架、索 鞍等施工需要一个半月的时间，对工期不利，最后 从技术上论证不要塔架的可行性。制约因素是 ７９８ ｍ处有高压线，限制了主索的高度，经过测 量、计算，最后决定在标高７９３ ｍ处开挖隧洞锚 洞，放弃有塔架方案。 乌斯河岸主索、扣索地锚分离，高程相距１５ ｍ，主索地锚纵洞深度进入微风化岩石８ ｍ后再 开挖横洞，纵洞长度８ ｍ、宽１．８ ｍ、高ｒ．８ ｍ，横 洞长６ ｍ、宽２．３ ｍ、高１．８ ｍ；扣索地锚纵洞深度 进入微风化岩石６ ｍ后再开挖横洞，纵洞长度 ６ ｍ、宽１．８ ｍ、高１．８ ｍ，横洞长６ ｍ、宽３．３ ｍ、 高１．８ ｍ。主索地锚２个，扣索地锚３个，每个主 索地锚按抗拉力４ ５４６ ｋＮ进行设计，每个扣索地 锚按抗拉力２ ７０８ ｋＮ进行设计。乌斯河岸主索和 扣索分离布置解决了拱肋吊装和扣索干扰的问题。 隧洞锚洞施工采取微差爆破开挖，开挖关键 是要对围岩进行保护，确保岩石结构的完整性，不 影响受力。施工时采取控制微差爆破，坚持中间 掏槽、短进尺、浅孔、密眼，布置卸载孔，控制装药 量，毫秒微差雷管，尽可能减弱爆破对锚洞围岩的 扰动。 ３．６主索、扣索扁担梁设计 主索、扣索钢横梁采用Ｈ６０型钢和 ２Ｏ的钢 板组焊成钢箱结构，局部进行加强。 计算模型的确定：扁担钢箱横梁长５００ ｃｍ， 锚洞宽１８０ ｃｍ，与岩石接触各有ｌ６０ ｃｍ，扁担梁 和岩石接触面反力简化成离洞口５０ ｃｍ的集中支 反力，即扁担梁按照跨径２８０ ｃｍ的简支梁进行计 算，型钢扁担梁的变形按照Ｌ／１ ０００控制，对岩 石的局部受力有利，结构偏于安全。 ３．７扣挂系统 扣索前端锚固于拱肋挑梁上，后端通过垫梁 顶进入锚洞锚固于钢箱横梁上，前端拱肋上采用 ＯＶＭ固端Ｐ型锚具，后端地锚上采用ＯＶＭ 夹片锚，并采取限位措施，防止低应力下退锚。 扣索在洞式地锚钢箱横梁上进行张拉放张，张拉 放张均采用ＹＣ一２４千斤顶进行操作。扣索采用 １５．２４钢绞线。 ３．８起重索、牵引索及动力系统 拱肋吊装节段由前后两个吊点抬吊，间距１８ ｍ；起重索采用直径１９．５ ｍｍ（６×３７＋１）麻心钢 索；起吊滑车组走１２线布置，跑头拉力Ｆ一３３ ｋＮ，安全系数Ｋ一５．９７＞［５］，采用５ ｋＮ卷扬机 做起重动力。 牵引索采用直径２６ ｍｍ（６×３７＋１）的麻心 钢索。最大牵引力ｌ９２ ｋＮ，牵引按来回线布置， 滑车组走２线布置，跑头拉力Ｆ一９６ ｋＮ，安全系数 Ｋ一３．ｏ６￣Ｅ３］，采用ｌＯ ｋＮ中快速卷扬机牵引。 工作索起重索采用直径ｌ９．５ ｍｍ（６×３７＋ １）麻心钢索，滑车组走４线布置，采用５０ ｋＮ卷扬 机做起重动力。工作牵引采用直径ｌ９．５ ｍｍ （６×３７＋１）麻心钢索，滑车组走２线布置（来回 线），采用５ ｋＮ卷扬机牵引。 ３．９钢管拱肋浪风缆索 拱肋风缆绳采用直径１９．５ ｍｍ（６×３７＋１） 的麻心钢索。 风缆与地面夹角不大于３Ｏ。，风缆水平投影 与桥轴夹角不小于５Ｏ。，为减小风缆垂度的非弹 性影响，风缆初张力按５０ ｋＮ控制，在最大风力 作用下，最大受力风缆张力为８６ ｋＮ，安全系数 Ｋ＝４．５２＞［３］。风缆地垄抗拉力不小于１５０ ｋＮ设计。全桥２个拱肋设置３２道风缆绳。 ４ 结语 ２００７年４月８日本桥拱肋成功合龙，说明缆 索系统提供了稳妥、安全、有效的施工作业环境， 达到预期目的。本工程结合当地的地质、地形地 貌，取消了常规的缆索塔架和锚桩，采用锚洞加型 钢横梁锚固无塔架缆索吊装施工技术，具有先进 性、经济实用性和可操作性，使工期和成本得到了 优化，对其他类似高山峡谷地形的拱桥施工具有 重要的借鉴意义。 参考文献 Ｅｌｉ周水兴，何兆益，邹毅松．路桥施工计算手册［Ｍ］． 北京：人民交通出版社，２ＯＯ１． ［２］ＪＴＪＯ４１—２０００公路桥涵施工技术规范Ｉｓ］．北京：人 民交通出版社，２０００． ［３］交通部第一公路工程总公司．公路施工手册：桥涵 ［Ｍ］．北京：人民交通出版社，２０００．
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