PAGE1PAGE14雙層吊索架安裝大跨度鋼梁工法XX長江大橋第7、9兩孔的鋼桁梁跨度為180m，是當(dāng)前鋼路鋼桁梁中采用全伸臂法安裝的最大跨度，對跨度180m的鋼梁采用全伸臂法安裝，需對梁跨設(shè)置2個輔助吊點，提供輔助吊點的結(jié)構(gòu)，稱為“吊索架”。在我國，過去只使用過1個吊點的吊索架如圖1(a)所示，稱為“單層吊索架”。在本橋，則要求具有2個吊點的“雙層吊索架”如圖1(b)所示。吊索架與墩旁托架、臨時墩或浮墩相比，具有造價低、不受水流影響、不影響航道和便于倒用的優(yōu)點，過去在鋼梁全伸臂安裝中多次使用過，而且今后還將繼續(xù)使用。但是，單層吊索架受鋼梁跨度限制，其使用廣泛性不足，迄今為止，單層吊索架只限于在跨度為160m左右的鋼梁安裝中使用。大于這個跨度的鋼梁，則因只有1個輔助吊點，將難于滿足伸臂支點處的強度要求和伸臂端點處的撓度要求。因此，在鋼梁跨度超過160m，采用雙層吊索架對鋼梁伸臂提供2個吊點進行全伸臂安裝，當(dāng)為合理的選擇，如圖2所示。一、特點雙層吊索架是為適應(yīng)大跨度(160m以上)鋼梁全伸臂安裝而在單層吊索架的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。單層吊索架只有一層索，結(jié)構(gòu)是靜定的；雙層吊索架具有兩層索，因此為1次超靜定結(jié)構(gòu)，雙層吊索架在理論上也可為兩個單層吊索的組合如圖1(c)所示，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，實際上也難于操作。對于靜定結(jié)構(gòu)的單層吊索架，其吊索的張拉可以簡單地采用起頂?shù)跛骷艿霓k法來完成，而對于有兩層索的雙層吊索架，在兩層索之間存在著張拉力的分配和相互影響的問題，因此，不能簡單地采用起頂?shù)跛骷艿姆椒?，而需輔以對吊索的直接張拉才能完成對雙層索的張拉。因此，前者吊索架的中心立柱為純壓桿，后者則為壓撓桿件；前者的前后方吊索力相符，后者則有差異；前者吊索不需直接張拉，可以采用簡易錨頭，后者則需引進斜拉橋的冷鑄錨頭。二、適用范圍雙層吊索架適用于大跨度鋼梁的全伸臂法安裝，特別是原在需要修建的臨時墩或浮墩等條件困難和造價昂貴的大江大河或深谷的情況下，雙層吊索架當(dāng)屬首選的合理方案，在當(dāng)前的技術(shù)和設(shè)備條件下，可以滿足跨度為200m以下的鋼梁安裝。由于雙層吊索架的實踐，已基本解決了吊索的張拉工藝和吊索架的結(jié)構(gòu)設(shè)計問題，對于更大跨度的鋼梁如采用三層吊索架，也是可能實現(xiàn)的。三、工藝原理雙層吊索架的施工工藝系采用由單層索向雙層索的體系轉(zhuǎn)換而實現(xiàn)的。當(dāng)?shù)谝粚铀髋c鋼梁伸臂部分連接后，即將吊索架起頂一適當(dāng)高度，隨著鋼梁伸臂長度的增加，吊索索力變隨之增加，此時為單層吊索架，鋼梁在單層索的輔助下伸臂至預(yù)定的設(shè)計長度，然后掛上第二層索。對第二層索要進行“預(yù)緊”，以進入受力狀態(tài)?！邦A(yù)緊”在錨箱(圖3)中進行，可采用動千斤頂和扁擔(dān)梁如圖4所示。此后，繼續(xù)起頂?shù)跛骷?，要求第一和第二層索的索力達到設(shè)計初張拉值。如索力與設(shè)計值相差較大，則可采用如圖5所示的張拉千斤頂來調(diào)整，完成兩層索的初張拉后單層吊層吊索架就轉(zhuǎn)換成雙層吊索架。在雙層吊索架作業(yè)過程中，要定期跟蹤索力的增加是否與設(shè)計值相符。索力的測定采用“鋼索諧振測力儀”(GZ-83，上海市政工程研究所，誤差3%)。對索力的小范圍調(diào)整可采用“長效測力儀”(CXC-200A，大橋局橋梁科學(xué)研究所，行程20mm，誤差1%～2%)。四、施工方法雙層吊索架的施工程序如下：（缺圖）幾點說明：(1)對吊索的直接張拉或預(yù)緊均在索的下端連接處進行，不在塔頂高空作業(yè)。(2)對第一層索的預(yù)緊要求可以寬松些，因為有第1次起頂可調(diào)節(jié)索力，預(yù)緊力約相當(dāng)于索應(yīng)力的0.02～0.03σh。(3)對第二層索的預(yù)緊要求要嚴(yán)格些，因為此時預(yù)緊后的起頂將決定兩層索之間的張拉力的分配和吊索架的總頂高量，第二層索的頂緊力約0.05σh，預(yù)緊可采用手動千斤頂和扁擔(dān)梁進行，如圖4所示。(4)吊索架的最終頂高量以不超過900mm為宜。(5)雙層吊索架在作業(yè)過程中，前后兩根吊索的索力是不同的，其差異約為索力的2%～3%。而且，兩層索前后索力的差值是相反的：第一層索的索力差為負值，第二層索的索力差為正值，上、下兩層索索力的水平分力之和互相抵消。(6)同一錨箱內(nèi)各索索力也有差異，其差值約為設(shè)計索力的±2%。(7)吊索架中心立柱為壓撓桿件，在合理布置下，撓曲應(yīng)力一般約占截面應(yīng)力10%～15%，基本屬壓桿。立柱的整體的和局部的長細比宜控制在40左右。(8)吊索架的走行機構(gòu)必須以簡支方式將荷載分配給每一車輪如圖6所示，輪壓不宜超過30t。(9)在錨箱內(nèi)，索與索的間距不宜小于500mm，以留有足夠地位并列2臺張拉千斤頂同時張拉2根索。(10)如圖1所示的吊索架偏轉(zhuǎn)角θ，一般不超過0.5°。(11)主要技術(shù)措施：1)雙層吊索架的作業(yè)應(yīng)遵循“平衡、對稱、同步”的原則，在吊索架的走行和起頂作業(yè)中，應(yīng)嚴(yán)格保持同步；在吊索的張拉作業(yè)中，應(yīng)嚴(yán)格保持平衡和對稱。2)要保護吊索冷鑄錨頭上的錨固螺紋不因受蹩而損傷，為此專門設(shè)計了弧形墊圈，如圖7所示。3)為使張拉千斤頂(圖5)在錨箱內(nèi)作業(yè)，專門設(shè)計了錨箱微型桁車，如圖8所示。利用該桁車夾持張拉千斤頂，操作人員只需在出幾十牛頓力便可用上下、左右、前后三向動作。五、主要施工機具(見表1)六、勞動組織(1)吊索架組拼時：裝吊工20人、吊車司機4人、電工2人、鉗工2人、技術(shù)人員2人、合計30人。(2)吊索架起頂時：裝吊工8人、電工2人、鉗工2人、測試人員2人、合計18人。七、質(zhì)量要求(1)吊索制造完后要認真檢驗；(2)對吊索錨頭絲及其配件要認真檢查清理，不得磕碰、打毛；(3)掛索工作必須在一桁的兩側(cè)同時對稱進行；(4)吊索架吊索預(yù)緊和初張拉時，必須保證拉伸機張拉軸線與吊索錨具軸線在同一軸線上，不得存在偏差；(5)所有起頂、張拉用之千斤頂、拉伸機、油泵、油表等均需事先校正；(6)吊索架施工時，要求對吊索起頂高度和吊索架索力雙控制，而以吊索索力為主；要求對其計算和檢測值雙控制，而以檢測值為主；(7)吊索架組拼要求：軌距(中至中)12500±10mm吊索架橫向?qū)挾?中軸線)125000±10mm軌頂高低差(橫向)＜4mm吊索架高度誤差±50mm吊索架垂直度90°±5′八、安全措施(1)吊索在任何情況下不能被電焊火華沖擊。為防止吊索錨具積溫過高，現(xiàn)場可采取遮蔽和降溫措施。(2)吊索在儲運和使用過程中必須防雨、防潮，不能有砸碰、急彎、銹蝕現(xiàn)象。(3)吊索架只能在三級風(fēng)以下的白天走行移位，并要一氣呵成，中間不能停頓，直到裝好止輪器和拉好臨地纜風(fēng)繩為止。(4)吊索架走行時前后吊索拉力要力求一致，其拉力之差要控制在其傾穩(wěn)定性安全度范圍之內(nèi)。切切注意防止將吊索架拉扭、脫軌。(5)頂落吊索架，兩桁要用同一型號的8臺千斤頂，油管路要并聯(lián)，起落要一致，避免吊索架橫聯(lián)承受反力差。(6)吊索架在走行移位和吊索張拉時，不得進行頂落梁和架梁工作。九、效益分析對于跨度為180m和以上的鋼桁梁安裝，除采用雙層吊索架輔助的全伸臂法安裝外，還可選擇在水中建臨時或浮墩的方案，兩者在經(jīng)濟效益和社會效益上的比較如下：1.經(jīng)濟效益本橋有2個比較方案：第一方案：對162m梁，采用單層吊索架；對180m梁，采用臨時墩(或浮墩)。第二方案：對162m梁，采用單層吊索架；對180m梁，將單層吊索架轉(zhuǎn)換成雙層索架現(xiàn)比較如下：采用雙層吊索架的經(jīng)濟效益：投資節(jié)約：668-480=188萬元材料收回：第一方案(1臺吊架，萬能桿件200t/臺)=30萬元第二方案(2臺吊架，借用公路縱梁100t/臺，萬能桿件200t/臺)=60萬元/臺×2=120萬元經(jīng)濟效益：188+120-30=278萬元2.社會效益(1)雙層吊索架方案架梁不影響航道，也不受水流影響，對保證長江航運和施工進度效果顯著；(2)在橋梁技術(shù)上擴大了鋼梁全伸臂安裝的跨度范圍。十、工程實例用于XX長江大橋第7孔的180m跨鋼桁梁全伸臂安裝的雙層叫索架總體布置如圖9、圖10所示。1991年7月16日，吊索架走行就位，18日，在鋼梁伸臂108m后，第一層吊索與鋼梁在長度81m處連接。稍稍起頂?shù)跛骷芤詼p輕輪壓，然后，預(yù)緊吊索，鋼梁繼續(xù)伸臂至126m，此長度為單層索作用下的最大容許伸臂。至29日，第二層吊索與鋼梁在長度99m處連接，并預(yù)緊至預(yù)定值，做好吊索架起頂作業(yè)準(zhǔn)備。8月1日，開始起頂?shù)跛骷?，?日，起頂?shù)轿唬傢敻吡?60mm。兩層索力基本符合設(shè)計要求，誤差4%～7%，雙層吊索架已完成初張拉