大循环法牵引挂索在成贵铁路贵州鸭池河特大桥成功运用

范阳元

摘要：成贵铁路鸭池河特大桥为主跨436m钢混结合钢桁提篮拱桥，主桥采用缆索吊斜拉扣挂法悬臂拼装施工。针对该项目扣、锚索单股钢绞线根数多、长度大、操作空间极其有限的特点，结合现场地形地貌的实际情况，在扣、锚索挂设安装施工过程中，主要采用了大循环牵引钢丝绳牵引挂设扣、锚索的技术。该技术在成贵铁路鸭池河特大桥项目成功运用，为拱肋斜拉扣挂法悬臂拼装施工过程中扣、锚索挂设和斜拉桥斜拉索的挂设提供了技术工艺参考和新的思路，极具推广意义。

关键词：中承式钢-混结合拱桥；斜拉扣挂悬臂拼装；塔吊；扣塔；操作平台；卷扬机；放索盘；扣索；锚索；锚碇；牵引循环索；锚固梁；P锚；收索；张拉

1工程概况

桥梁起终点里程为：DK472+050.600～DK473+021.600。桥梁全长971米，跨径布置为：8×32.7m简支箱梁＋（32.7+2×61.75）mT构梁＋（1×436）m中承式钢-混结合拱桥＋（2×61.75+32.7）mT构梁+2×24.7m简支箱梁。主桥为（1×436）m中承式钢-混结合拱桥,拱肋采用钢-混结合拱方案，拱上立柱采用双柱式框架墩，主梁采用单箱三室预应力混凝土梁。

2扣、锚系统布置

2．1扣、锚索

扣挂系统由扣索、锚索、扣塔、锚碇、扣点、前后风缆等结构组成。根据节段划分情况，两岸单侧各设13对扣、锚索，在扣塔对应节段平台张拉。扣、锚挂索采用1860Mpa、Φ15.24mm钢绞线，单股扣锚索钢绞线根数22～43根，长度为83m～220m。所有扣锚索张拉端均设在扣塔上，后锚碇端和前扣点端均为P型锚固定。

2．2扣、锚索锚固梁

每岸单侧有13对正式扣、锚索，2对临时扣、锚索。每对扣、锚索均对应相应的扣、锚索锚固梁及其下分配梁。扣、锚索锚固梁位于分配梁之上，分配梁位于扣塔立柱连接系之上。临时扣、锚索布置在横移平台下方，避开待安装拱肋节段及支架。在拱肋外包混凝土施工阶段，除第一节外包混凝土外，在其余节段混凝土外包前，需拆除临时扣锚索，安装正式1#、2#扣锚索，并张拉到设计吨位。

2．3扣塔

整个扣塔塔架由1节柱脚节段+11节标准节段+11节锚固节段+3节横撑节段+塔顶铰座+5道横撑+2道斜撑组成，总共26节，共146m，总体布置如下：

扣塔顶部设置了横撑1，横撑1由管桩联接系安装组成，提供了大循环操作平台，横撑1平面布置如下：

2．4锚碇

鸭池河特大桥成都岸和贵阳岸各有锚索锚碇6个，各设13对扣、锚索，在扣塔对应节段平台张拉。扣塔锚碇1适用于5～13#索锚固，扣塔锚碇2适用于1～4#索锚固，临时锚碇适用于1-2#临时锚索锚固，待首节段外包砼浇筑完成后拆除更换为永久锚索。

2．5扣点

扣点由扁担梁、锚箱、销轴组成，布置在与拱肋箱梁端，具体布置如下如：

3大循环法牵引挂设扣、锚索

3．1扣索循环牵引索布置

将扣索循环系统卷扬机与放索盘布置在扣塔顶第26层横撑1左、右侧，在扣塔26层塔柱、待挂设扣索上一层扣塔节段(即：扣塔N+1节段，待挂设扣索锚固梁扣塔节段为N节段)和钢桁拱待锚固节段分别安装转向轮(左、右侧均布)。安装循环索以先右侧为列：将循环索(直径Φ12mm钢丝绳)一端进右侧卷扬机盘绳，另一端依次进入转向轮：扣塔26侧右侧塔柱、右侧待挂设扣索锚固梁扣塔N+1节段、右桁钢桁拱待锚固节段、左桁钢桁拱待锚固节段、左侧待挂设扣索锚固梁扣塔N+1节段、扣塔26侧左侧塔柱、左侧卷扬机盘绳，通过两台卷扬机收放索形成循环。以上步骤合称S1。

3．2锚索循环牵引索布置

将锚索循环系统放索盘布置在扣塔26层横撑1左、右侧，在待挂设锚索上一层扣塔节段(即：扣塔N+1节段，待挂设锚索锚固梁扣塔节段为N节段)分别安装转向轮(左、右侧均布)。循环卷扬机布置在左、右侧1#锚碇上。安装循环索以先右侧为列：将循环索(直径Φ12mm钢丝绳)一端进右侧卷扬机盘绳，另一端依次进入转向轮：右侧待挂设锚索锚固位置附近、扣塔N+1节段、左侧待挂设锚索锚固梁扣塔N+1节段、左侧待挂设锚索锚固位置附近、左侧卷扬机盘绳。通过两台卷扬机收放索形成循环。以上步骤合称S2。

3．3扣索牵引安装

扣索扣挂施工：a、采用扶着扣塔TC7035B-16塔吊将卷扬机、放索盘、钢绞线(φj15.24)、循环索(直径Φ12mm钢丝绳)与转向轮等如S1所述进行扣索循环系统布置。b、扣索循环系统布置完成后，在扣塔26层横撑1左、右侧布置收索卷扬机、在扣塔26层塔柱与待挂设扣索锚固梁扣塔节段N+1节段安装转向轮(即：钢绞线、收索卷扬机钢丝绳转向轮，左、右侧均布)。c：将收索卷扬机钢丝绳(直径Φ28mm钢丝绳)通过转向引至待挂设扣索扣塔N节段锚固梁处。d：将钢绞线(φj15.24)从放索盘(设置刹车系统)引出，按以下工序进行：通过转向轮引至待挂设扣索扣塔N节段锚固梁→钢绞线(φj15.24)通过工作锚具→与循环索锁定(钢绞线预留段3～4m)→牵引进入钢桁拱锚箱→进行P锚施工→采用收索卷扬机(直径Φ28mm钢丝绳)与外露工作锚具钢绞线(φj15.24)进行锁定→按钢绞线扰度收索，同时解除与循环索锁定→工作锚段锚固→钢绞线在外露工作锚80cm处切割→循环系统进入下个周期。

循环索牵引前将循环索(直径Φ12mm钢丝绳)与工作锚后端钢绞线锁定牵引至锚固点，形成P锚。收索时将收索钢丝绳(直径Φ28mm钢丝绳)与工作锚前段锁定，并同时将循环索与钢绞线锁定解除，根据垂度收索。

3．4锚索牵引安装

锚索扣挂施工：a、采用汽车吊与扶着扣塔TC7035B-16塔吊将循环索卷扬机、放索盘、钢绞线(φj15.24)、循环索(直径Φ12mm钢丝绳)与转向轮等如S2所诉进行扣索循环系统布置。b、锚索循环系统布置完成后，在扣塔26层横撑1左、右侧布置收索卷扬机(扣、锚索共用)，在扣塔26层塔柱与待挂设锚索锚固梁扣塔节段N+1节段安装转向轮(即：钢绞线、收索卷扬机钢丝绳转向，左、右侧均布)。c：将收索卷扬机钢丝绳(直径Φ28mm钢丝绳)通过转向引至待挂设锚索扣塔N节段锚固梁处。d：将钢绞线(φj15.24)从放索盘(设置刹车系统)引出，按以下工序进行：通过转向轮引至待挂设锚索扣塔N节段锚固梁→钢绞线(φj15.24)通过工作锚具(如图1)→与循环索锁定(钢绞线预留段3～4m，如图1)→牵引进入锚碇锚箱→进行P锚施工(如图2)→采用收索卷扬机(直径Φ28mm钢丝绳)与外露工作锚具钢绞线(φj15.24)进行锁定→按钢绞线扰度收索，同时解除与循环索锁定→工作锚段锚固→钢绞线在外露工作锚80cm处切割→循环系统进入下个周期。

循环索牵引前将循环索(直径Φ12mm钢丝绳)与工作锚后端钢绞线锁定牵引至锚固点，形成P锚。收索时将收索钢丝绳(直径Φ12mm钢丝绳)与工作锚前段锁定，并同时将循环索与钢绞线锁定解除，根据垂度收索。

综上所述，扣索与锚索安装方法和步骤一样，仅方向相反（相对于扣塔大、小里程），待成对扣（锚）索牵引挂索和利用Φ28mm钢丝绳初步收索完成后，合适温度下于扣塔相应张拉位置，根据武汉桥梁科学研究院驻场人员相应张拉指令，利用单索顶对称张拉扣索端、锚索端到设计吨位，即完成单个吊装节段钢拱肋扣、锚索张拉施工，可进入下一个吊装节段施工。

3．5扣、锚索牵引索循环说明

扣、锚索系统分别对应布置在扣塔大、小里程两侧，同组扣锚索共用一根扣锚梁。扣锚梁两端设有反力座和锚孔，扣、锚索钢绞线一端穿过锚孔利用锚具和夹片锚固在反力座上，扣、锚索钢绞线另外一端分单根穿过锚箱锚孔通过P型锚具锚固在锚箱底部。

大循环牵引钢丝绳牵引挂设扣、锚索的技术主要通过利用扣塔顶部横撑较大的安全操作平台和锚碇位置布置卷扬机，同时在扣塔两侧和扣点分配梁附近布置转向滑轮，再利用钢丝绳分别将跨中侧和边跨侧对应牵引卷扬机和转向滑轮串在一起形成上、下游共用的大循环牵引系统。最后通过这个大循环牵引系统分别逐根将扣、锚索钢绞线牵引至锚固位置并锚固。

4大循环法牵引挂设扣、锚索优点

⑴使用的机械设备比较简单，采用3t卷扬机，其他机械设备利用少，可将机械设备利用率提高，工作面宽广。

⑵投入人力、物力少，且劳动强度相对较低，效率高。

⑶单根扣挂钢绞线相对安全风险低；锚箱端锚固与工作锚具端锚固按对应顺序进行锚固，不出现钢绞线相互间打搅现象，受力较为明确。

⑷采用循环系统扣挂索，左、右幅可均匀挂设，效率高。以先挂设右幅为例：当循环索将钢绞线牵引至右幅锚固点进行锚固时，左幅可将工作锚具端待挂设钢绞线线与循环索锁定，在右幅锚固完成后解开右幅钢绞线与循环索锁定，即可进入左幅钢绞线挂设施工。

⑸采用收索卷扬机进行施工，按单根钢绞线扰度进行收索，可提高正式张拉张拉索效率，同时又节约钢绞线。

⑹钢绞线受力明确，排列均匀，有利于安装抗风装置，可有效的对其采取保护措施。

5结束语

大循环法牵引挂设扣、锚索技术创新，有效保障了涉及深水、河谷、通航繁忙河道、复杂地形山区拱桥的主拱悬臂扣挂法施工安全。同时大大提高了扣锚索挂设效率，保障了工期目标。有利于均匀控制扣、锚索索力，从而有效地保证了主拱悬臂拼装线形、受力与设计相符，简化了施工，确保了施工精度，节约了施工成本，为在同类型桥梁拱肋斜拉扣挂悬臂拼装主拱施工过程中扣锚索挂设提供技术工艺参考，应用前景广泛。

参考文献：

[1]《新建铁路成都至贵阳线乐山至贵阳段（第5标段）贵州鸭池河特大桥施工图设计》第二册（第一分册共二册）

[2]《铁路桥涵工程施工安全技术规程》（TB10303-2009）

[3]《铁路工程基本作业施工安全技术规程》（TB10301-2009）

[4]《铁路建设工程安全生产管理办法》（铁建设[2006]179号）

[5]《建设工程安全生产管理条例》（中华人民共和国国务院令第393

[6]《成贵铁路五标贵州鸭池河特大桥实施性施工组织设计》