上承式钢拱桥缆索吊装系统安全措施探讨

2016-11-15王广裕

山西交通科技 2016年6期

王广裕

（山西新世纪交通建设工程咨询有限公司，山西太原 030006）

1 工程概况

青海省循隆高速苏龙珠黄河特大桥主跨为220 m上承式钢管混凝土拱桥。该桥主拱肋、拱上立柱、拱上盖梁、π型板梁的吊装施工均使用缆索吊装系统。缆索吊装系统因其载荷多变、机构复杂、结构庞大而存在极大的危险因素，极易发生起重伤害、物体打击、高处坠落、机械伤害等。一旦出现安全事故，必然会造成巨大的人员生命安全及财产损失，因此，加强缆机的安全管理极为重要。

2 缆索吊装施工方案具体布置

缆索吊装施工方案的具体布置是以钢管拱主拱肋的安装为控制工程展开的，缆索索塔采用乙型万能杆件拼装（如图1）[1]，主缆架支架高不小于45 m，固定索鞍，现浇C40混凝土锚碇，缆风固定。缆索系统在安装前制定了专项施工方案，对缆索吊装设计进行详细计算。并考虑了桥址位于山谷及库区地带的情况,计算过程中加入了基本风压和峡谷风系数[2]。并根据缆索系统各组成部位制定了相应的施工风险防控措施，具体内容如下。

图1 缆索系统主要组成部件

2.1 索塔

扣索塔架设置在主拱拱座上，主塔架分别在1、2墩之间和6、7墩之间，塔架由万能杆件拼装而成，塔架调整主要是通过缆风绳调节塔架垂直度，可用经纬仪或全站仪观察，塔顶中心与塔脚中心偏位不宜超过5 cm。调整时，塔架垂直度与缆风绳索力应同时进行测试，在保证塔架垂直度符合要求的情况下缆风绳索力符合设计要求。索力可通过千斤顶直接测得或其他测索力专用仪器测得。

调整过程中应有专人统一指挥，因各操作点距离较远，下端拖拉点，上端调整点和观测点均应配备对讲机或其他可靠的通信工具。缆风绳调试时应顺桥向两侧对称同时进行，并有专人负责观察塔顶位移以便及时调整两侧缆风绳拉力。在调索过程任何时候，缆风绳活头应设保险固定在死头上，以防导链或卷扬机出现意外事故造成溜绳，影响塔架稳定，且应在活头固定后方可把保险卡拆除。使用卷扬机、导链及安装绳夹等应严格按照装吊作业技术有关规定进行施工操作。卷扬机地垅要牢固可靠，卷扬机应正对转向滑轮，其夹角不宜大于2°，地垅采用混凝土地垅，预埋铁板与卷扬机焊接。钢丝绳夹数量、间距及夹紧程度应符合要求，绳夹质量要有保证，应附绳夹出厂合格证。由临时缆风转换到正式缆风应逐步拆除临时缆风，当正式缆风带力经检查安全后，方可逐步解除临时缆风。调整正式缆风索力时，临时缆风必须全部解除，防止塔架中间受水平力产生旁弯。

2.2 主索

吊装主拱肋、拱上立柱、拱上盖梁、π型板梁的缆索系统需架设主索，主索的设计需根据所吊装的构件长度、重量，通过计算确定钢索的类别、直径、长度和绳数（几轮几绳）。主索要具有抵抗横向压力的良好性能，以承受跑车车轮在荷载作用下传来的压力。并且主索还需要具有平滑的表面，以减轻跑车车轮的运行阻力和磨损。为满足上述要求，主索最好采用密封式钢丝绳，其钢丝绳强度不小于设计强度。安装主索采用上下游对称安装，并按设计要求调整锚索索力，保证塔架垂直度符合要求。

主索跨河、过索过程中应有专人统一指挥外，各个工点均应有专人负责指挥（上下游后锚，塔顶及施工有关作业点），通信工具应齐全，信号准确。主索牵引过程中，两岸卷扬机应基本同步收绳和吐绳，并有专人负责观察其垂度情况，垂度不能太小，以免东西岸卷扬机形成对拉拉断钢丝绳，有问题要及时调整两岸卷扬机速度。主索与导索连接在绳夹上后，须由现场技术人员或有经验的装吊人员及工点负责人检查合格后方可进行下一步工序。在过索牵引时，索下方不宜停留施工人员和其他闲杂人员，要设专门人员负责招呼。卷扬机等机械设备及供电设备须派专人值班，有问题及时处理。

2.3 跑车

跑车俗称搬运小车，安装在主索上，跑车车轮在主索上行走，跑车上装有起重滑轮组，从而达到提升构件并起到水平运输的作用。考虑到苏龙珠大桥吊运的拱上钢立柱较长且需要吊装π型板梁，因此需采用两部跑车同时起吊。起吊过程严格按高空作业安全技术规程施工。对跑车需经常检查、保养，并在每次起吊设备前对其进行严格检查，消除事故隐患。

2.4 牵引索

牵引索是为拉引搬运小车沿主索在水平方向上往返运输构件而设。宜采用柔软、圆形截面和平滑表面的钢丝绳，以利其绕过滑轮和缠绕在卷扬机的卷筒上。

2.5 起重索

起重索是用来起吊重物作垂直升降运动的钢丝索。选用时要求起重索柔软、圆形截面和平滑表面，同时在工作过程中不产生回捻扭结和自转。易采用反向捻双重绕麻芯钢丝绳较好。

2.6 扣索

扣索主要负责主拱肋悬挂固定的主要设备。钢拱肋安装过程中高空作业多，应严格执行交叉作业安全规程，钢拱肋安装时应焊接操作平台，挂设安全网，严格按高空作业安全技术规程施工。对索具经常检查、保养，并在每次起吊设备前对其进行严格检查，消除事故隐患。扣索所用卷扬机每次挂索时，卷筒上钢丝绳至少保留5圈以上，卷筒上钢丝绳应连接牢固，排列整齐，钢丝绳不得有乱绳和弯曲，不得使用扭结变形的钢丝绳。扣塔在没安装风缆前，经常对塔梁临时固结处进行检查。钢拱肋安装一个节间就要对风缆与索塔平联进行检查，调整控制扣塔垂直度。扣塔施工期间的上行通道和施工平台要定期检查。在风雨情况下，对扣索的振动情况进行检查，如果振动过大要加强减振措施。

扣索是拱肋悬挂固定的主要设备。必须通过试拉来确保可靠性。具体方法：将两岸的扣索用卸甲连在一起，将收紧索收紧进行对拉，来全面检查扣索、扣索收紧索、扣索地锚和动力装置是否达到要求。

2.7 地锚装置

地锚装置用于固定缆索吊车主索、扣索、风缆、绞车及转向滑轮等不可缺少的设备，它关系着吊装和人身的安全。左右岸主索地锚均在基岩里挖坑，锚坑及索槽需采用人工硬打（放小炮预留保护层人工撬挖），以保证基岩的整体性。开挖过程中控制锚坑底面及索槽底面的倾角与主索相同，保证锚坑深度及锚坑两端嵌入基岩的长度，锚梁整体后仰（其倾角与主索倾角同），不允许横断面尺寸欠挖。主锚碇四周应排水畅通，以免锈蚀锚扣和滑车。钢筋绑扎节点全部电焊，整个钢筋骨架后仰，锚扣预埋应精确控制其倾角（与主索倾角一致），锚扣之间被隔断的主筋，两头应打弯与锚扣焊接，同时用短钢筋若干根焊在锚扣腹板，以保证混凝土对地握裹力。地锚设计荷载时考虑吊装最大重量时所同时承受的主索拉力、塔架后缆风索拉力等设置在主地锚上的全部荷载总重并再考虑安全系数。

左右岸扣索地锚为苏龙珠桥桥台U扩大基础，基底地基承载力不得小于400 kPa，施工中应优先施作该桥桥台U扩大基础。该地锚设计荷载时考虑扣索全部钢拱肋时所承受的扣索拉力和扣索等设置在地锚上全部荷载的总和并考虑安全系数。

地锚要求全部试拉，可利用地锚相互试拉，使其完成一部份位移，受拉值为设计荷载的1.5～2.0倍。

所有缆索设备及起吊滑轮组、钢丝绳安装前必须经过严格的检修和检验，缆索设备不能带病作业，钢丝绳必须进行破断检验，吊具必须进行专门的设计、计算。并建立健全机械设备台账及运转记录、机械维修保养记录，定期对设备进行检查，以确保施工安全。