先导索过海施工方案

先导索过海1国内外概况况及及方案选择择择（1）国内外概概况况先导索过海（江江江）是悬悬索桥桥上部结结构施施工的第第一道道重要工工序，通通常有以以下几几种施工工方法法。1）悬挂牵引法法法这是国内外常用用用的方法法。中中国虎门门大桥桥、海沧沧大桥桥，日本本大鸣鸣门大桥桥均采采用此法法。图1、明石海峡峡大大桥先导索索索牵引图2、（1）海沧大大桥桥先导索索过海海示意图图（尺尺寸单位位：m）图2、（2）海海沧大桥先导导导索牵引图图2、（3）润扬大大桥桥先导索索牵引引江苏润扬长江大大大桥也采采用此此法架设设先导导索，但但采用用大马力力拖轮轮，把先先导索索直径增增加为为φ36。封航时时间6小时，见见图2（3）。2）分段牵引、江江江中对接接方法法为缩短封航时间间间，采用用分段段分次牵牵引、在在江中对对接，即即此岸导导索拖拖至江中中定位位驳船临临时固固结，待待彼岸岸导索拖拖至江江中定位位驳船船后用钢钢丝绳绳卡将两两岸导导索对接接卡紧紧。宜昌昌长江江公路大大桥采采用此法法（见见图3）。图3、宜昌大桥桥先先导索架设设设示意图图3）浮索牵引法法法在先导索上按一一一定间隔隔固定定浮子（能能提提供较大大浮力力的泡沫沫材料料），提提供浮浮力，使使先导导索漂浮浮在水水面，用用拖船船牵引过过海（江江）。日日本关关门大桥桥、因因岛大桥桥曾采采用此法法，见见图4。这种牵牵引引方法不不受水水底障碍碍物的的影响，适适用用于暗礁礁等障障碍物较较多的的水域，缺缺点点是工序序繁杂杂，受风风浪等等水文条条件影影响大，需需要要长时间间封航航，岸边边需要要有码头头。图4、浮索牵引引法法4）江江江（海）底底牵牵引法在岸上放置先导导导索，用用大马马力拖船船牵引引过江，牵牵索索过程中中先导导索可沉沉入江江底，故故名“江底铺设设法”，见图5。该法曾曾在在中国江江阴长长江大桥桥应用用。它适适用于于水底平平坦，无无大的障障碍物物的江河河或海海域。缺缺点是是受水浪浪、水水文条件件影响响大，需需要长长时间封封航，岸岸边需要要有码码头。图5、海底牵引引法法示意图（2）西堠门大大桥桥先导索过过过海方案案选择择西堠门大桥海域域域的环境境条件件，可概概括为为以下三三点：：1）西堠门大桥桥桥跨度大，桥桥梁跨越的西西堠门水道，海海水深、海底底地质情况复复杂，暗礁很很多。西堠门门水道潮流一一般以不正规规半日潮流为为主，潮流运运动形式多为为往返复流。该该水道流速大大，且有强烈烈漩涡。如采采用海底直接接铺设牵引索索，很可能造造成牵引索被被礁石等缠绕绕或勾拌。如如采用浮子法法，会收到潮潮流及水流流流速和漩涡影影响，而且要要在平潮时段段进行。平潮潮时段仅仅有有40分钟，可用用时间段短，牵牵引难度较大大。2）北塔处于海海海中狭小的的老老虎礁上上，四四周陡峭峭，水水流湍急急，无无法停靠靠施工工船只，需需要要建专用用临时时码头，但但根根据地形形，在在此建码码头的的难度较较大，施施工时间间和费费用较大大。3）西堠门航道道道为国际航航道道，很多多大型型商船和和军舰舰通过，不不允允许中断断通航航。基于上述三点，不不能采用传统统水上牵引法法牵引西堠门门大桥先导索索。此外，西堠门大大大桥还对对直升升机牵引引法与与发射火火箭牵牵引法（此此法法在湖北北四渡渡河桥实实施）进进行了研研究比比选。由由于火火箭发射射先导导索的落落点位位置误差差达到到40～80m，且发射射牵牵引索过过海后后还要横横移、提提升先导导索，在在此过程程中，先先导索仍仍然会会重入水水中，影影响通航航。经经反复研研究比比较后，西西堠堠门大桥桥选用用了直升升机牵牵引先导导索过过海法，并并根根据中国国实际际情况对对日本本方法进进行了了重大改改进。2、直升机牵引引引先导索过过海海技术方方案直升机法实施有有有两种比比选方方案，一一是主主动放索索方式式（见图6），即把把整整个放索索系统统设置在在直升升机上，由由直直升机带带动放放索系统统放出出先导索索。出出于安全全考虑虑，在直直升机机上除设设置通通常的缆缆索切切断装置置外，还还设置了了紧急急情况时时的切切断装置置，结结构比较较复杂杂。放索索机和和先导索索重量量由直升升机承承担，直直升机机负载较较大。由由于设备备较多多，需要要对直直升机进进行改改造，费费用较较大。图6、被动放索索模模式示意图图图7、主动放放索索模式示示意图图第二套方案是被被被动放索索方式式（见图7），即把把放放索系统统安装装在南塔塔塔顶顶平台，直直升升机牵引引带配配重块的的先导导索向北北塔飞飞行，利利用牵牵引张力力放出出先导索索。这这种方法法减轻轻了直升升机的的负荷，不不需需要改装装直升升机，提提高了了直升机机的飞飞行安全全系数数，降低低了费费用。西堠门大桥对直直直升机法法的两两套方案案进行行研究探探讨和和对比分分析，决决定采用用被动动放索方方式。这种过海方案使使使直升机机与先先导索的的连接接简单，紧紧急急情况下下易于于解除连连接，对对直升机机具有有极大的的安全全保障。把把放放索系统统放在在塔顶平平台，减减少了直直升机机的负荷荷，给给直升机机选型型提供更更大的的空间。把把放放索系统统放在在塔顶平平台，有有利于监监控放放索机工工作状状态和指指挥作作业，控控制先先导索牵牵引过过海过程程中的的速度、张张力力和线形形，保保证不影影响通通航及直直升机机的安全全。3、先导索技术术术参数与直直升升机选型型（1）先导索技技术术参数先导索选用高强强强、轻质质、直直径小的的尼龙龙绳，同同时也也要满足足用先先导索牵牵引Φ22过渡牵引引索索的拉力力要求求。根据据国内内该类牵牵引索索的情况况，拟拟选用Φ6高强尼龙龙绳绳作为先先导索索，再转转换成成Φ13高强尼龙龙绳绳，高强强尼龙龙绳采用用高强强度的尼尼龙纤纤维做成成，它它的拉伸伸强度度、质量量见表表1所示。表1直径mm破断荷载每米重量结构伸长率弹性伸长率破断伸长率1312.1t0.072kggg2.5%0.63%3.8%63.19t0.0187kkkg2.5%0.63%3.8%特点轻质、高强、不不不导电、抗抗酸酸碱性强强（2）先导索牵牵引引飞行过程程程中的最最大牵牵引力根据牵引飞行的的的工况条条件和和选定的的尼龙龙绳、配配重等等参数进进行计计算，直直升机机到达终终点时时受力最最大，最最大受力力为168..11kg。（3）直升机选选型型根据先导索的技技技术性能能和先先导索牵牵引飞飞行计算算出的的最大牵牵引力力，选择择直-9型直升机机能能够满足足直升升机牵引引先导导索过海海作业业的动力力牵引引需要。（4）直升机牵牵引引先导索过过过海作业业的飞飞行条件件视野度（可视距距距离）44kkm云高超过350mm风向风速逆风风9mm/s；顺风3m/ss4、南北索塔操操操作平台布布置置（1）南北塔操操作作平台的选选选择直升机牵引先导导导索过海海跨越越南北索索塔之之间的水水道，两两塔之间间跨径径16500m，索塔高233..2286m。由于悬悬索索桥上部部结构构已进入入施工工阶段，根根据据施工的的要求求，南北北塔顶顶已布设设了相相应的施施工平平台、塔塔吊等等实施，见见图图8～9。图8、南塔顶上上部部结构施工工工布置图9、北塔顶顶上上部结构构施工工布置图图根据现场的实际际际情况，南南北北塔顶均均布设设有塔吊吊、门门架，南南塔布布设有2台塔吊，北北北塔布设设有1台塔吊。由由由于南塔塔上横横梁上已已安装装了1台塔吊，占占占横梁位位置较较大，将将上横横梁作为为飞行行牵引的的操作作平台空空间位位置不够够，只只有选择择低塔塔吊一侧侧的门门架顶作作为操操作平台台。北北塔上横横梁上上还未布布置大大型施工工设备备，空间间位置置比较宽宽敞，可可以作为为飞行行牵引的的操作作平台。根据直升机牵引引引飞行的的操作作特点，终终点点操作平平台要要求尽量量大些些，以便便于先先导索的的接收收，因此此，将将南塔低低塔吊吊一侧门门架顶顶作为先先导索索牵引起起始点点，将北北塔上上横梁作作为先先导索牵牵引锚锚固终点点。（2）南塔顶平平台台布置南塔门架顶面为为为5.5××221m的框架，为为为了便于于施工工操作，将将门门架顶面面拓宽宽，变为9×211m的平台，在在在平台顶顶面满满铺木板板作为为施工操操作平平台，周周围设设置护栏栏，见见图10。在平平台台上靠前前端安安装放索索机，将将放索机机与门门架固定定在一一起以承承受先先导索的的张力力，在平平台前前端安装装滚轮轮，便于于先导导索的放放出。图10、南塔作作业平平台布置置图（3）北塔锚固固平平台的布置置置图11、北塔上上横梁梁锚固点点布置图图北塔上横梁顶面面面为长24.99333m、宽6.1m的混凝土土面面，作为为先导导索的接接收锚锚固平台台空间间较大，能能较较好的满满足施施工操作作要求求。平台台顶面面主要布布置先先导索的的接收收、锚固固装置置。1）锚固点布置置置由于北塔上横梁梁梁长24.99333m，考虑在在此此范围内内都能能接收、锚锚固固从南塔塔牵引引到此的的先导导索，根根据上上横梁的的宽度度计算，需需要要设置三三个锚锚固点才才能满满足要求求，锚锚固点布布置在在靠边跨跨一侧侧。2）锚固点设计计计根据先导索的受受受力分析析计算算，锚固固点受受力较小小，仅仅几十千千克力力。锚固固件设设置为预预埋件件和锚固固耳板板，预埋埋件埋埋设在上上横梁梁混凝土土顶面面，锚固固耳板板与预埋埋件焊焊接。3）锚固绳设计计计锚固绳采用比先先先导索直直径大大的φ10迪尼玛绳绳，特特制长度5.5m，两端加加工工成环扣扣，后后端和前前端采采用卸扣扣与锚锚固耳板板和先先导索连连接。4）上横梁顶面面面中跨侧边边缘缘滚轮设设置为了避免先导索索索与上横横梁顶顶面边缘缘混凝凝土相摩摩擦，更更好的保保护先先导索，在在上上横梁顶顶面中中跨侧边边缘滚滚轮设置置塑胶胶滚轮，先先导导索牵引引到上上横