悬索桥施工猫道的设计与施工.doc

悬索桥施工猫道的设计与施工第38卷第10期VOl,38l1.1O铁道技术监督IAll,(JLAI1l,(J(),IIt【)J磷究与支流,f:,l,t,lf,悬索桥施工猫道的设计与施工杨江朋,苗兰弟(陕西铁路工程职业技术学院,陕西渭南714000)摘要:猫道作为大跨悬索桥缆索系统架设的关键操作平台,在悬索桥的施工过程中具有重要的作用.施工猫道不仅是进行高空施工的脚手架,而且是悬索桥上部结构施工的重要组成部分.以佛山平胜大桥为例,对悬索桥施工猫道的设计与施工方法进行了分析研究,为同类桥梁进行借鉴.关键词:悬索桥;桥梁施工;猫道设计;施工中图分类号:U245文献标识码:B文章编号:1006-9178(2010)10-0039031概述2猫道设计佛山平胜大桥的主桥为独塔单跨四索面悬索桥,主跨跨径为350m,采用钢加筋箱梁;锚跨为现浇砼箱梁;主塔为三柱式,高138.75nl.主缆主跨计算跨径为350m,锚跨计算跨径为270m.每根主缆采用127丝,直径为5.1mm的高强镀锌平行钢丝,共48束.主缆长度约为670m,全桥合计4根主缆佛山平胜大桥共设4条猫道作为主缆的施工平台,每条猫道长610m,宽3.6m,并在每幅桥2条猫道之间设置横向抗风连接天桥,作为猫道之间施工人员的行走通道.猫道断面布置如图1所示.2.1设计原则猫道设计应遵循构造简捷,施工方便,安全可靠,经济合理的原则.猫道面的线形应平行于主缆空载线形,并与其保持一定的间距,尽量减轻自重,减少受风面积.具有操作安全可靠,并能满足索股牵引,主缆箍紧等机械作业所需要的工作面和净空,以及强度和刚度的要求.同时,要求安装和拆卸方便快捷,选材经济且利于防火.另外,猫道不能对塔,锚碇和主缆产生附加的影响1.2.2猫道结构形式猫道由承重索,横梁,扶手,面层,索股牵引收稿日期:2OlO一04一Ol作者简介:杨江朋,讲师单位:mm图1猫道断面布置系统和横向走道等组成.(1)承重索.承重索采用37丝直径为5.1mm平行钢丝.正六边形排列.外挤PE保护层,每条猫道由6根承重索组成.选用钢丝强度为1570MPa.单根承重索拉断拉力为F=I140kN,6840kN.承重索两端采用冷铸锚,分2段制作.承重索在塔端连续,安装时通过预先在主塔上横梁处埋设的直径为50mm的钢管孔道,在主20lO10jJ(总288剀)?39?跨距离主塔横梁的2.7m处用吊耳锚连接.在主梁通过预先埋设的预埋件焊接连接耳板,用吊耳拉杆通过钢横梁与承重索连接.(2)猫道横梁.猫道横梁分2种,一种是由l2槽钢组成,每根槽钢长3.6m,每道间距为6ITI,用u型螺栓固定在承重索上.主缆紧缆完成后.通过横梁用钢丝绳悬挂在主缆,进行猫道体系转换.另一种是由直径为48mm3.5m的钢管组成,问距为2m,同样用U型螺栓固定在承重索上.(3)扶手.扶手由扶手立柱和扶手绳组成.立柱采用63ram40lllm不等边角钢,高1.2m.共设3道扶手绳,顶层采用钢绞线外挤PE护套,下面2层采用直径为7mm的钢丝(4)猫道面层.猫道面层为一层5mm钢板制成的75mill75113133.钢板网.固定在承重索上面.底下及扶手两侧用安全网维护.(5)索股牵引系统.主要由拉索拖轮,锚头小车木走道及防滑木条组成.拉索拖轮采用尼龙橡胶轮,在猫道上每3m处设置1个,作为主缆索股牵引,行走通道.在拖轮两侧用木板铺设2条走道,方便锚头小车通过.在猫道无横梁区段,每50cm处设置1个木条作为防滑设施,为索股牵引时方便操作人员行走,起到猫道的安全功能.(6)横向走道.每幅桥设置3条横向通道,其中主跨设置2道天桥.边跨设置1道天桥.2.3猫道计算2.3.1猫道承重索长度计算猫道施工线形平行主索空缆线形中心线,方便索股架设及后续主缆紧缆和安装索夹的需要.猫道面架设标高计算采用主索空缆线形,主缆边,主跨跨中标高下1.3m处的标高,即H=74.926m,H2=63.617m,H,H:分别为主缆边,主跨跨中里程处猫道面的标高.根据猫道索长计算公式可求出边主跨猫道承重索长度.2447,一,f1+一一一l22444f2L38L5,J,J一/式中,S为承重索长度,m:L为塔梁计算点之间的水平距离,m;C为塔梁计算点之间的高差,m;厂为垂度,m.猫道承重索长度计算结果见表1.表1猫道承重索长度计算结果nl?40?2.3.2荷载组合及验算验算的构件包括有承重索,预埋件,调节钢横梁,调节螺栓及横向走道等.验算采用2种荷载组合:一种为结构恒载+施工荷载(人员+被架设的主缆单元索股);另一种为结构恒载+风载.对猫道边,主跨承重索荷载的计算结果见表2.表2主缆施工猫道承重索荷载验算表表2中,荷载1为结构恒载,荷载2为施工荷载.荷载3为偶然荷载(风荷载).根据表1,表2承重索长度与验算荷载结果,可以进行猫道承重索裸索状态下架设标高计算.首先计算承重索在主塔处水平力.保证索塔水平受力平衡,继而计算出猫道无应力状态的索长,最后确定架设标高.3猫道施工3.1猫道施工工序猫道施工工序为塔梁预埋件安装一耳板焊接钢横梁及调节螺杆安装一承重索安装一索梁连接一承重索力,索的垂度调整一猫道面网,横梁和扶手安装一索股牵引系统安装一安装安全网一猫道之间垂度调整一横向天桥安装猫道验收,使用3.3.2技术要求猫道作为主缆安装的重要施工设施(图2),施工中必须满足设计要求.施工前必须对承重索(包括锚头)制作质量,预埋件安装,耳板焊接性能等进行全面系统的检查.猫道面层从塔顶向边,主跨方向铺设,4条猫道要对称,平衡地架设.猫道架设时做到边,主跨对称施工,减少对塔的变形的影响.监测塔的偏移量,控制裸塔塔顶变形及扭转在设计允许范围内.猫道承重索架设后要进行线形调整,应预留1m以上的可调长度,各根索的跨中标高相对误差应控制在30mm内,保证调节螺杆长度与索力一致.铁道技术监督图2悬索桥猫道3-3承重索,猫道面层,索股牵引系统及横向走道的安装3.3.1承重索在承重索安装之前,首先在预埋件上测量放线.焊接耳板,安装调节螺杆和过渡钢横梁.猫道承重索每根索分2段制作,一段承重索两端设置锚头.用于主跨:另一段承重索一端设置锚头.另一端暂时不设锚头,方便穿越索塔预留孔道用,用于边跨,成圈包装运输到桥面上.安装时,首先将边跨侧承重索放置在展索盘内.用卷扬机将不设锚头端拉索沿拖轮轨道牵引至主塔附近.然后用塔吊提升到塔顶,施工人员在塔顶作业平台将猫道索穿越过塔顶预留管道,拉索端部伸出2.7m后停止,将主跨侧靠近塔顶处猫道索用夹头锁死,然后将边跨侧24根承重索依次拖拉到位.在主跨侧塔顶处灌注猫道索锚头,锚头为冷铸锚,待达到强度后,即可拖拉主跨侧承重索,牵引方式与边跨侧相同.最后用吊耳锚连接,直至全部主跨侧承重索牵引完毕.用卷扬机同时拖拉边,主跨猫道索另一端锚头,牵引至过渡钢横梁处,穿过横梁后旋上锚头螺母为了使猫道承重索能够满足设计要求,在安装完承重索后,必须对裸索进行线形调整,根据测量观测结果,用千斤顶调整调节螺杆长度来控制猫道垂度,直至达到设计要求.3.3.2猫道面层猫道面层从塔顶向两边同时安装,通过固定在承重索上并可以在其上面行走的小车来运输.首先,制作运输小车,通过塔顶设置卷扬机来牵引和放松运输小车.将猫道面层放置在小车上面,然后启动卷扬机将猫道面层运输到塔顶附近,也可通过塔吊帮助进行.操作人员安装猫道横梁和扶手,铺设猫道面网,逐步向下安装,直至安装到两侧猫道过渡横梁处.3.3.3索股牵引系统牵引系统安装主要是安装拉索拖轮,锚头小车木走道,防滑木条及猫道施工门架.安装时用绑扎铁丝固定在猫道面网上,同时,要注意与塔顶过渡段及两侧锚跨处轨道顺接,保证拖拉主索时安全可靠.3.3.4横向走道在已铺设完成面层结构的猫道上安装导向滑车,卷扬机钢丝绳引导到天桥安装位置后,将钢丝绳放到桥面上与天桥连接.2条猫道上的卷扬机将天桥同步提升到猫道承重索附近,再用u型螺栓将天桥扣在2条猫道横梁上.为使天桥走道处于水平状态,在天桥上玄杆与猫道横梁之间的u型螺栓上要衬垫木块.4结语佛山平胜大桥猫道设计用高强镀锌平行钢丝代替原有钢丝绳,减少了承重索加工繁杂的程序,减少加工成本.猫道结构受力安全性和稳定性也得到保障.在施工上,该桥梁猫道更新了施工工艺,取消了轨道索,使锚头小车直接在猫道上行走,简化了施工,提高了主缆索股架设速度.全桥192根索股平均每天以1012根进行架设,在不到20d的时间里全部完成主缆架设施工任务.作为自锚式悬索桥,猫道施工有其独特特点.承重索牵引拖拉可以在桥面上进行,且不受地形等因素的影响.参考文献1彭世恩.大跨