CN106284083A - 顶推爬移式缆索吊拱桥吊装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种顶推爬移式缆索吊拱桥吊装方法，旨在提供一种施工速度快的顶推爬移式缆索吊拱桥吊装方法。它包括如下步骤：（1）拟定施工方案；（2）辅助吊装设备安装；（3）锚索、地锚梁施工；（4）台车安装；（5）主索安装；（6）液压推进系统安装；（7）起重小车、牵引索、起升索安装；（8）主索垂度控制；（9）缆索吊试运行；（10）拱箱吊装；（11）立柱吊装；以及（12）T梁及桥面系吊装浇筑。本发明适用于两岸地势较高的江河或者两岸地势较陡的峡谷即深V型桥址处预制拱桥架设，也可拼装其他预制桥梁。

Description

顶推爬移式缆索吊拱桥吊装方法

技术领域

本发明涉及拱桥施工技术领域，尤其是涉及一种顶推爬移式缆索吊拱桥吊装方法。

背景技术

随着云南公路建设的迅猛发发展，在云南跨越山涧峡谷，江、河的桥梁众多。较多桥梁由于无法现浇、或者考虑施工工艺及成本等因素，而使用预制吊装的方法来完成桥梁主体结构的施工，特别是大跨度预制拱桥的拼装较为常见。

缆索吊系统是一种常用且较为成熟的桥梁构件吊装系统。然而目前缆索吊多为两端固定式，非缆索吊主缆轴线桥梁构件必须通过吊装横向侧拉系统使构件就位，或者使用多组缆索吊系统,成本较高。吊装过程中还会出现起重牵引过程中与已安装扣锁相互干扰。在宽幅预制桥梁架设中较普遍的则为移动塔架缆索吊。此工艺较固定式缆索吊更具有实用性。但塔架架设钢材使用较多，移动较为复杂繁琐。且塔架移动存在安全隐患。

发明内容

本发明克服了现有技术中的缺点，提供了一种施工速度快，成本低且安全性高的顶推爬移式缆索吊拱桥吊装方法。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种顶推爬移式缆索吊拱桥吊装方法，其包括以下步骤：

(1)拟定施工方案：依据工程地质勘查、桥址地形地貌，以及拱桥架设施工需求，拟定可行施工方案；

(2)辅助吊装设备安装：架设一台固定式25t缆机用于左右岸材料及设备的跨江运输和施工、为安装顶推爬移式缆索吊做准备；

(3)锚索、地锚梁施工：两岸地锚高差约10m，较高一岸为预制场所在；测量放样确定地锚梁基础平台，采用人工开挖，贴坡面开挖至基岩，开挖后的地锚梁基础作为锚索钻孔的操作平台，地锚梁基础基岩面经验收合格后即可浇筑地锚梁，浇筑地锚梁时预埋滑道钢构件，钢筋混凝土地锚梁达到设计强度后可进行锚索的张拉固定；

(4)台车安装：地锚梁锚固系统锁定以后即可以安装台车，台车由工厂加工完成后运至现场，确定安装准备工作完成后由先前25t缆机吊运顶推爬移台车组件到地锚梁上进行组合拼装；

(5)主索安装：包括安装场地布置、辅助索道架设、主索过江、调整主索到预定安装垂度固定、以及主索固定；

(6)液压推进系统安装：将纵向液压千斤顶移动到指定位置，完成千斤顶杆端与台车连接；依据纵向液压千斤顶长度，在侧面滑道上安装顶推系统基座；调整基座位置，将纵向液压千斤顶壳体一端连接在基座上，连接方法同纵向千斤顶与台车的连接；

(7)起重小车、牵引索、起升索安装：

a、起重小车安装：利用25t缆机将小车架吊到主索上部，使主索对应入轮槽，固定在距离左地锚较近便于搭脚手架施工的地方；之后焊接起重滑轮隔板和挡绳圆钢，将起重轮吊到主索下部安装好销轴，同法以此安装对岸小车；

b、牵引索的安装：

先将右岸牵引索从贮绳筒引出绳头，绕过右岸小车上牵引导向滑轮，再穿绕过右岸滑动台车导向滑轮，再将绳头牵引向左岸小车，并留出约100m的余量，盘放在左岸运行小车上，用钢丝绳把牵引索绳头锁定在运行小车上，将来回引导绳接头固定在小车上，开动安装用卷扬机，将小车牵引拖到对岸后，将牵引索绳头绕过导向滑轮，引入牵引机构的摩擦卷筒从摩擦卷筒的另绳槽引出，穿绕过左岸小车牵引导向滑轮后，将绳头固结到左岸滑动台车上，然后用来回引导绳再将小车牵引拖到右岸，牵引索放完，其另一端绳头从贮绳子卷筒上放出后，最后将牵引索绳头固于右岸滑动台车牵引绳固定端，形成封闭的环形牵引系统；

c、起升索的安装：小车位于左岸安装场，先将起升索从贮绳卷筒放出绳头，借助引导绳，穿过导向滑轮，引到小车，将起升索盘绕到起升机构卷筒上；适当调高主索高度，穿上起重绳和大钩，留下适当长度后将绳头固定在吊钩组上；然后开动牵引机构，使小车驶往对岸，到达靠地锚处停下，起升索放完，其另一端绳头从贮绳子卷筒上放出后，将起升索绳头穿绕进左岸起升卷扬机卷筒上固定；右岸小车的起升索安装同上；

(8)主索垂度控制：主索垂度关系到主索和地锚受力、及牵引功率，故必须认真调整并经常检查；

(9)缆索吊试运行；

(10)拱箱吊装：桥每肋分五节吊装，全桥六条拱肋共30个吊装节段，采用单肋合拢方式进行吊装；所有拱肋均按正吊正扣方案进行吊装具体如下：

a、采用液压爬移顶推式吊装系统，主索轴线移至下游边肋轴线一致；预制场由龙门吊将拱肋移至缆索吊轴线下，吊装端节、中节吊至安装位置，使用扣索、揽风将拱肋调至完全符合设计轴线、标高后固定，顶节吊装就位，循环对称放松两岸端节、中节扣锁，和天线，在此过程中由测量组实时测量各节拱肋轴线标高，依据测量结果，不断循环调整上述扣锁、天线，直至顶节吊装合拢；单肋合拢调整好拱肋轴线和标高后，拧紧接头螺栓，吊、扣索全部松掉并解除，收紧拱肋两侧共12根缆风，并进行拱肋接头焊接，准备下一肋的吊装；

b、启动台车液压顶推系统将两岸台车移动至主索轴线与第二肋拱箱轴线重合，第二肋的吊装与第一肋即下游边肋完全相同，合拢调整好拱肋轴线和标高后，拧紧接头螺栓，吊、扣索全部松掉并解出；在接头上将两条拱肋用钢板焊接；焊接完成后，解出临时缆风索，准备下一肋的吊装；双肋合拢后，同样的方法完成剩余拱肋吊装；

c、六条拱肋吊装完毕时，纵横向焊接全部完成后，解除扣索和全部缆风索，拱肋安装完毕，最后浇注纵横接头及拱背现浇层混凝土，整体化拱圈；

(11)立柱吊装；

(12)T梁及桥面系吊装浇筑。

优选的是，所述拟定施工方案包括如下内容：确定顶推爬移式缆索吊吊装跨度和横向宽度、锚索、地锚梁、台车安装高度、最大吊重、顶推爬移式缆索吊平立面布置，以及吊装系统辅助设施的设计。

优选的是，所述台车经台车设计、台车加工定做以及进场、质检后进行安装。

优选的是，所述拱箱吊装前预先进行拱座、桥台施工，以及拱箱预制，质检合格后的拱箱方可进入吊装准备。

优选的是，所述锚索在试验预拉后，根据基础及锚索变形值经计算，再将预紧力适当放松，使得缆机主索张力加载后基础弹力基本消失，以免基础弹力和加载力叠加后超出锚索承受力，破坏锚索造成事故。

优选的是，所述台车安装包括以下步骤：

a、检查滑动台车大钩梁及T型支撑梁滑道安装位置，检查单根滑道高差及两滑道相对差；

b、用25t缆机吊装滑动台车于滑道上，空载模拟滑动实验检查，保证滑动顺畅；

c、将滑动台车定位于合适安装位置，临时锁定滑动台车，与滑道接触部位采用埋头螺丝安装四氟板。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

(1)此方法采用无塔架缆索吊，主索与地锚系统完全分离，两者通过台车、滑道、地锚梁联系在一起。台车与滑道间通过四氟板加润滑油减小滑动阻力，在侧面滑道与台车间加装液压千斤顶顶推系统，实现台车横向平移。起重系统、牵引系统、控制系统以及辅助系统集成于台车。通过理论计算和实践验证，实现了缆索吊爬移系统可满足所有吊装工况的实时横移。因此本方法就很好的解决了上述缆索吊存在的缺陷。在整个拱桥拱箱吊装成型过程中创造了三天一肋快速吊装成型工艺(以托巴大桥为例，拱桥主跨100m，一肋拱由五片拱箱组成，全桥共6肋30片，最重拱箱75t)，拱桥上部构件吊装运输快捷，就位准确。实现全桥范围无盲区吊装。在工期、成本上都展现出了非常可观的经济和社会效益，且大大减小了吊装风险。同时将该方法运用在了卡瓦格博大桥等施工中，都取得了可观的经济效益和社会效益。

(2)拱桥左、右岸均利用山坡地形采用无塔架缆索吊，地锚系统与主索分离，缆索吊主索安装于两岸台车。地锚系统同时作为拱箱扣锁临时扣挂的受力体系。两岸台车可设高差利于吊装牵引利用高差势能。

(3)该缆机操作平台分别位于左右岸台车上，吊装操作人员视野开阔。起重系统、牵引系统、控制系统以及辅助系统集成于台车，系统的高度集成使得结构简单操作方便，缆索吊操作仅需两人，大大节约人力操控和缆索吊运行成本。

(4)由于采用了液压顶推可爬移缆机，平移距离可以满足本桥六条拱肋轴线均为正就位，不需侧拉，所有拱肋均按正吊正扣方案进行吊装。避免了扣锁干扰缆索吊吊装拱箱，一组缆索吊机满足全桥吊装。

(5)台车移动系统为自锁液压顶推，可实现连续和满荷载移动。横移就位液压自锁，定位准确移动方便可靠。吊装过程可实现任意时刻和工况下的横纵吊装就位及运输功能。解决现场狭小及吊装避让问题。

(6)本方法适用于两岸地势较高的江河或者两岸地势较陡的峡谷即深V型桥址处预制拱桥架设，也可拼装其他预制桥梁。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的流程图；

图2为锚索及地锚梁的施工工艺流程图；

图3为锚索、地锚梁及滑道示意图，图中：31地锚梁，32正面滑道，33锚索，34侧面滑道，35锚杆，36扣锁孔；

图4台车主体结构示意图，图中：41四氟板，42卷扬机，43主索锚头，44主索穿孔；

图5为主索安装完成示意图，图中：33锚索，35锚杆，42卷扬机，43主索锚头，45主索；

图6为液压千斤顶推系统的结构图，图中：34侧面滑道，61台车，62自锁千斤顶，63纵向液压千斤顶；

图7为液压千斤顶推系统俯视图，图中：32正面滑道，34侧面滑道，61台车；

图8为图6中的基座大样图，图中：34侧面滑道，81夹片，82L型扣头；

图9为拱肋吊装示意图；

图10为图9的俯视图；

图11为拱肋吊装顺序图，按图中数字从小到大进行吊装；

图12为本发明中实施例一的托巴大桥示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种顶推爬移式缆索吊拱桥吊装方法，其包括以下步骤：

(1)拟定施工方案：依据工程地质勘查、桥址地形地貌，以及拱桥架设施工需求。拟定可行施工方案，确定顶推爬移式缆索吊吊装跨度和横向宽度、锚索、地锚梁、台车安装高度、最大吊重、顶推爬移式缆索吊平立面布置，以及此吊装系统辅助设施的设计，主要工艺流程见图1。

(2)辅助吊装设备安装：架设一台固定式25吨缆机(跨度301米，左岸地锚高程1722，右岸地锚高程1712，缆绳高度高于顶推爬移缆索吊高度)，用于左右岸材料及设备的跨江运输和施工、为安装80吨顶推爬移式缆索吊做准备。该缆机操作平台位于左岸桥台下游侧10米处。

(3)锚索、地锚梁施工：左岸顶推爬移缆索吊地锚位于设计桥面高程上方约60米处，地势陡峭。采用脚手架搭设人行梯道供人员上下；材料、设备运输采用25吨缆机提升。右岸地锚位于设计桥面高程上方约50米处，地形坡度较缓，人员可以从便道上下；材料、设备运输自抗滑桩施工平台往上采用25吨缆索吊运输。两岸地锚高差约10米，较高一岸为预制场所在，便于吊装牵引平移为下坡方向。

测量放样，确定地锚梁基础平台，采用人工开挖，贴坡面开挖至基岩，开挖后的地锚梁基础作为锚索钻孔的操作平台，锚索及地锚梁的施工工艺流程见附图2。地锚梁基础基岩面经验收合格后即可浇筑地锚梁，浇筑地锚梁时预埋滑道钢构件，钢材为Q345钢，钢筋混凝土地锚梁达到设计强度后可进行锚索的张拉固定。锚索、地锚梁及滑道示意图见图3所示。

锚索在试验预拉后根据基础及锚索变形值经计算，再将预紧力适当放松，使得缆机主索张力加载后基础弹力基本消失，以免基础弹力和加载力叠加后超出锚索承受力，破坏锚索造成事故。

(4)台车安装：地锚梁锚固系统锁定以后即可以安装台车，台车由工厂加工完成后运至现场，确定安装准备工作完成后由先前25t缆机吊运顶推爬移台车组件到地锚梁上进行组合拼装，以下为具体步骤：

a、检查滑动台车大钩梁及T型支撑梁滑道安装位置，检查单根滑道高差及两滑道相对差，满足要求。

b、用25吨缆机吊装滑动台车于滑道上，空载模拟滑动实验检查，保证滑动顺畅。

c、将滑动台车定位于合适安装位置，临时锁定滑动台车。与滑道接触部位采用埋头螺丝安装四氟板。台车主体结构如图4所示。

(5)主索安装：

a、安装场地布置

1)主索卷筒位置布置及主索卷筒地锚安装。

2)主索卷筒刹车制动机构制作(一般按照钢卷筒边沿直径，用5mm厚、约200mm宽钢板内铆接刹车石棉带或平皮带制作制动围带2套)。

3)主索卷筒安装及导向轮布置，按设计图布置主索卷筒，用导向轮将主索导入临时土索土承码上，导向轮用托轮临时固定在地锚上；

4)安装收紧主索卷扬机布置，安装收紧滑轮组地锚安装。

5)安装牵引卷扬机布置安装，安装牵引卷扬机也可以利用永久卷扬机将牵引绳临时放长，并在左右岸1652高程各安装一个下压导向滑轮，以便利用牵引索左右岸牵拉。

6)土索(临时承载索地锚安装等强)安装场平面应与地锚平面保证一定高差，约6～8m，方便各机构穿绳操作。

b、辅助索道的架设

为了主索过江和安装，先架设一套临时的辅助索道。

本项目由于同时布置有25吨缆机，故利用25吨缆机安装好土索并调整垂度到约6L％(架上6根主索时土索张力约20吨)，两土索垂度差小于30mm，再安装土承码固定好。

辅助索道所需设备及器材主要包括：5t卷扬机、导向滑轮、滑轮组若干套(数量根据具体布置确定)、牵引钢丝绳等。

土索(辅助牵引索)施工参阅25吨缆机相关部分。

c、主索过江

1)将主索头和25吨缆机大钩连在一起(注意头部焊一个外形不大于主索直径的牵引环，并预留约20米长以便穿过大滑轮)，拉到左岸1711高程穿过地锚左2号100吨大滑轮，返回经过土承码拉向对岸(右岸)，拉到对岸后将主索头穿过右岸1701地锚右2号大滑轮。再返回穿过左岸左3号大滑轮，再将主索拉过江穿过右3号100吨大滑轮，以此穿绕最后将主索头固定在左5号100吨大滑轮上。

2)在主索卷筒处利用滑轮组反向回拉主索适当收紧，在左2号大滑轮处临时固定。

3)将卷筒上剩余的主索放下，将另一个头焊好牵引环再拉向对岸(注意制动方法：1.隔20米和牵引索固定，2.用夹板刹车制动，3.再在卷筒上绕3周利用卷筒制动)，拉到对岸后穿过右1号大滑轮返回，在穿过左1号大滑轮，利用滑轮组收紧，与原来的6根主索垂度相当时松开左2号大滑轮临时固定绳卡。

d、调整主索到预定安装垂度固定。

主索从其贮索卷筒上松出时，必须采取措施加以制动，以免松放太快造成危险，用人力制动要特别注意安全。

主索施放时沿途地面铺设好垫板或枕木，不允许将主索直接在地面上施放。

在主索拉开后，将主索前端预留3m的截除段(做上标识)，从3m处开始计量主索长度，在松放过程中应仔细计量和校核主索长度，并用白色喷漆和号码每距25米在主索上标记出，主索的连续长度也必须标记到主索上，纪录员须详细记录测量尺寸(精确度为mm)。在测量主索同时测量当时气温，要求每小时记录一次，当测量长度到后即可截断主索。

e、主索固定

主索截断后，在活动台车固定处用绳夹按照规定的工艺规程和质量要求进行操作，调整好垂度后，固定主索绳头，主索安装后的结构图见图5。

(6)液压推进系统安装：

主索安装完毕后，滑道与台车接触面充分接触贴合，且在安装台车时已在滑道上涂抹润滑油。台车位置不正时可在主索安装过程中调整，此时可安装台车推进系统，如图6-8所示，具体如下：

a、将纵向液压千斤顶移动到指定位置，千斤顶杆端为环装，环内安装有滚珠轴承。将千斤顶杆端环卡如台车圆环卡座能，穿入插销轴承，并固定好轴承。即完成千斤顶杆端与台车连接。

b、依据纵向液压千斤顶长度，在侧面滑道上安装顶推系统基座。基座内自锁千斤顶，基座L型扣头与滑道顶端钢板相扣，滑道面扣头间卡入夹片，自锁千斤顶在夹片与顶推基座间由螺栓连接，夹片与滑道间隙在自锁千斤顶行程30mm以内。不断调式安装间隙，使得夹片放松和抱紧锁死千斤顶行程在1/3～2/3之间。

c、调整基座位置，将纵向液压千斤顶壳体一端连接在基座上，连接方法同纵向千斤顶与台车的连接。

液压千斤顶推横移系统计算：

液压千斤顶横移推进系统、推进速度0.1m/min；推进阻力＝主、副轨和平台摩察系数×主、副轨压力+和平台摩察系数×轨缘压力＝0.15×(374+94)+0.15×23＝73.65t；选用100t液压推、拉杆，行程500mm；

副油缸压力＝推力/双面夹紧摩察系数＝73.65/(0.15+0.15)＝245.5t；选用300t液压千斤顶、行程30mm；油泵电机＝100×0.1×9.81/(60×0.75)×2＝4.4kw；选用5kw油泵，油泵压力和液压缸匹配、由制造厂成套提供。

(7)起重小车、牵引索、起升索安装：

a、起重小车安装：

1)将起重小车起重轮销轴拆除(小车架上起重轮-10×180×200隔板、挡绳Φ30×800圆钢要等吊装完毕架在主索上后才能焊接安装)，小车架部分拿下，利用25吨缆机将小车架吊到主索上部，使主索对应入轮槽，固定在距离左地锚较近便于搭脚手架施工的地方。

2)焊接起重滑轮隔板和挡绳圆钢(焊接时注意搭接专用焊机地线，以免电流通过钢丝绳使主索损坏报废)。

3)将起重轮吊到主索下部安装好销轴。

4)同法以此安装第二个小车。

5)核算左右岸小车连接绳张力垂度，确定连接绳长度，连接固结2小车连接绳。

6)再次调整主索垂度到设计值。

b、牵引索的安装：

机构布置在左岸，先将右岸牵引索从贮绳筒引出绳头，绕过右岸小车上牵引导向滑轮，再穿绕过右岸滑动台车导向滑轮，再将绳头牵引向左岸小车，并留出约100m的余量(现场根据安装场平面与地锚平面高差估算)，盘放在左岸运行小车上，用钢丝绳把牵引索绳头锁定在运行小车上，将来回引导绳接头固定在小车上，(此时来回引导绳可通过临时导向滑轮引出)。开动安装用卷扬机，将小车牵引拖到对岸后，将牵引索绳头绕过导向滑轮，引入牵引机构的摩擦卷筒(从摩擦卷筒远离电动机的第1绳槽引入)从摩擦卷筒的另绳槽引出，穿绕过左岸小车牵引导向滑轮后，将绳头固结到左岸滑动台车上，然后用来回引导绳再将小车牵引拖到右岸，牵引索放完，其另一端绳头从贮绳子卷筒上放出后，最后将牵引索绳头固于右岸滑动台车牵引绳固定端，形成封闭的环形牵引系统。

牵引索安装注意事项：

1)从贮绳卷筒放绳时，应采取将贮绳卷筒穿心轴搁在支架上，切线方向放绳的办法，避免“加劲”或“破劲”；

2)绳头必须始终有细钢丝密绕扎牢，避免松散；

3)牵拉时将绳头夹在来回引导绳上；牵引绳放出时需隔一定距离将牵引绳固定在来回引导绳上或使用土承马固定牵引绳。

4)绕过滑轮及摩擦轮等时均须用引导绳。

5)将牵引索两绳头固定于小车后，再利用引导绳将牵引索下支收紧一次，然后将牵引索绳头重新固定。

6)牵引索垂度的控制钢丝绳弹性模量有关，待钢丝绳厂家制造完成后由厂家提供，此时再确定牵引索工作垂度到设计值。

7)由于牵引机构布置位置不同，需要设置钢绳路径不同的导向滑轮，则根据现场布置位置安装时确定。

c、起升索的安装：

1)左岸小车

小车位于左岸安装场，先将起升索从贮绳卷筒放出绳头，借助引导绳，穿过导向滑轮，引到小车，将起升索盘绕到起升机构卷筒上。适当调高主索高度，穿上起重绳和大钩，留下适当长度后将绳头固定在吊钩组上。然后开动牵引机构，使小车驶往对岸，到达靠地锚处停下，起升索放完，其另一端绳头从贮绳子卷筒上放出后，将起升索绳头穿绕进左岸起升卷扬机卷筒上固定。

2)右岸小车

小车位于右岸安装场，先将起升索从贮绳卷筒放出绳头，借助引导绳，穿过导向滑轮，引到小车，将起升索盘绕到起升机构卷筒上。适当调高主索高度，穿上起重绳和大钩，留下适当长度后将绳头固定在吊钩组上。然后开动牵引机构，使小车驶往对岸，到达靠地锚处停下，起升索放完，其另一端绳头从贮绳子卷筒上放出后，将起升索绳头穿绕进右岸起升卷扬机卷筒上固定。

3)起升机构调整

起升绳穿绕完毕，开动起升卷扬机构，检查调整两钩(小车)起升索平衡、张力。

注意：起升索在小车行驶时，需根据小车位置实时调整吊钩组高度，保持起升索张力和垂度。起升索在安装时，不必立刻将多余长度部分的钢丝绳截断，建议缆机使用一段时间后，再逐渐截去多余段起升索，以延长起升索寿命。

(8)主索垂度控制：

主索垂度关系到主索和地锚受力、及牵引功率，故必须认真调整并经常检查。在安装承载索就位后，空索中点的垂度为缆机的空索安装垂度。

待安装好小车、吊钩滑轮组、起升索、小车牵引索，开动小车至距地锚铰点一定位置处，提升吊钩滑轮组使之与主索中心高差为8米，测量承载索的跨中垂度，并作出记录。此记录作为以后工作中垂度调整的基准值(在以后工作中，承载索需调整时，小车位置及吊钩高度也必须与上述条件相同，调整后跨中垂度名义值也应等于此基准值，允许偏差为±0.3m)。

主索空索安装垂度、主索工作垂度，均与主索弹性模量有关，待钢丝绳厂家制造完成后由厂家提供，此时再确定主索空索安装垂度及工作垂度，实际安装时调整主索垂度到设计值。(参考：主索安装垂度与主索弹性模量有关，按路桥施工设计手册提供的弹性模量765000kg/cm2，空索安装垂度为17.7m；)

其它附件的安装：

由于起升牵引机构布置位置不同，需要设置钢绳路径不同的导向滑轮，则根据现场布置位置安装时确定。

各机构底座锚定基础、导向滑轮锚定基础需预先设置，根据承载要求由土建施工完毕，安装时将各机构底座、导向滑轮与锚定基础固结。

安装台车平移机构液压系统、管路等。

电气设备底座固定基础应平整，布置固结基础型钢底座框架。

电气安装前的检查：

1)安装之前须仔细阅读设备相关的技术资料和电气图纸，了解机械构造和各部分电气的工作原理及操作特点。根据电气布置图，了解电气设备的安装位置，对各电气设备进行仔细检查，不得有缺件或机械损坏，清除电气设备上的灰尘杂物。

2)对所有电动机、电气控制柜及电气设备等作直观检查、尺寸检查、绝缘电阻的测试，电控设备中各电路的对地绝缘电阻应大于0.5MΩ以上。检查电动机、电控柜和电气元件的相关参数。

3)对安装线缆的检查测试，线缆应无短路、开路点，对地绝缘电阻值应大于0.5MΩ以上。

低压设备的安装：

1)安装电控柜、电阻器时，将电控柜、电阻器底座焊接在安装场规定位置，柜体与底座采用螺栓安装牢固，紧固螺栓应有防松措施。

2)电气控制柜用基础型钢作底座。基础型钢与接地干线应可靠焊接上，对基础位置误差及不平度限制，保证控制柜的相对位置。

3)根据安装点的振动情况，采取一定的防震措施，如垫橡皮块等。

4)电阻器也应安装在基础型钢上，当叠装超过6箱时应另列一组。

5)操作凸轮控制器也应安装在基础型钢上，安装稳固，

6)缆机的电气设备，应考虑能方便和安全地维护。整个电气布置操作地应做防雨防护，由用户制作简棚防护。

7)电缆敷设时，应根据缆机电缆一缆表，以及现场电缆走线布置图布置。电缆应整齐排列、合理布置在电缆走线槽内或采用钢管防护；布置在电缆槽及电缆管内的电缆不允许出现缠绕和交叉。在线槽或金属管不便敷设或有相对移动的场所，可穿金属软管敷设。电缆允许直接敷设，但在有机械损伤、化学腐蚀、油污浸蚀的地方应有防护措施。

8)所有线缆不允许有中间接头。

9)所有电气设备、电气盘柜的金属外壳等均须可靠接地，严禁用接地线作载流母线。缆机上所有设备应无裸露的带电部分。

(9)缆索吊试运行；

(10)拱箱吊装：

本桥每肋分五节吊装，全桥六条拱肋共30个吊装节段，采用单肋合拢方式进行吊装。由于采用了液压爬移顶推式缆机，平移距离可以满足本桥六条拱肋轴线均为正就位，不需侧拉，所有拱肋均按正吊正扣方案进行吊装。

1)采用液压爬移顶推式吊装系统，主索轴线移至下游边肋轴线一致。预制场由龙门吊将拱肋移至缆索吊轴线下，吊装端节、中节吊至安装位置，使用扣索、揽风将拱肋调至完全符合设计轴线、标高后固定，顶节吊装就位，循环对称放松两岸端节、中节扣锁，和天线，在此过程中由测量组实时测量各节拱肋轴线标高，依据测量结果，不断循环调整上述扣锁、天线，直至顶节吊装合拢。单肋合拢调整好拱肋轴线和标高后，拧紧接头螺栓，吊、扣索全部松掉并解除，收紧拱肋两侧共12根缆风，并进行拱肋接头焊接，准备下一肋的吊装。拱肋吊装如图9-10所示。

2)启动台车液压顶推系统将两岸台车移动至主索轴线与第二肋拱箱轴线重合，第二肋的吊装与第一肋即下游边肋完全相同，合拢调整好拱肋轴线和标高后，拧紧接头螺栓，吊、扣索全部松掉并解出。在接头上将两条拱肋用钢板焊接。焊接完成后，解出临时缆风索，准备下一肋的吊装。双肋合拢后，同样的方法完成剩余拱肋吊装。

3)六条拱肋吊装完毕时，纵横向焊接全部完成后，解除扣索和全部缆风索，拱肋安装完毕，最后浇注纵横接头及拱背现浇层混凝土，整体化拱圈。拱肋吊装顺序如图11所示。

(11)立柱吊装：

在上述整体化拱圈，浇筑拱背钢筋混凝土面层时同时浇筑立柱底梁。待混凝达到设计强度时既可以吊装立柱。

使用龙门吊将预制立柱游动至缆索吊下方。缆索吊两个挂钩分别勾住立柱两个吊点，吊运至安装位置后，一个挂钩提高使得立柱直立。调整顶推系统及缆索吊天车，使得立柱到达指定位置。放松立柱底端挂钩，调整扶正立柱并做焊接。同样方法吊装对岸同一位置立柱，每条地梁三根立柱吊装完毕后浇筑立柱间的连系梁。以此方法从两拱脚位置至拱顶位置的共八条底梁24根立柱吊装施工完毕。

立柱间联系梁达到设计强度后使用抱箍架模浇筑柱顶盖梁。

(12)T梁及桥面系吊装浇筑：

在盖梁上安装好T梁支座后可以开始吊装T梁。T梁的吊装同样依照对称安装的原则。由于缆索吊系统可以同时纵横向移动及竖向提升。T梁的吊装十分快捷方便。相邻T梁安装就位后浇筑T梁间的横向联系加劲肋。达到强度检查验收后即开始浇筑桥面面层，及栏杆等桥面系的施工。

其中，所述台车经台车设计、台车加工定做以及进场、质检后进行安装。由于台车高度集成多种功能，工地现场难以自行生产。施工方案确定后即可设计台车。台车主要集成起重系统、牵引系统、操作控制系统以及液压顶推系统。依据现场地锚梁、主索受力情况、起吊、牵引等综合计算台车受力。设计好后交由工厂定做加工，台车为组装式，运现场后只需要组合安装。

其中，所述拱箱吊装前预先进行拱座、桥台施工，以及拱箱预制，质检合格后的拱箱方可进入吊装准备。

本发明中的台车的移动系统通过一套液压顶推千斤顶系统完成，液压千斤顶一端固定在台车上，一端固定在侧向滑道上。千斤顶滑道基座一端安装有横向锁定千斤顶，通过横向千斤顶的顶紧让基座端头夹片抱死固定在滑道上，千斤顶放松后端头与滑动松开，端头基座即又可以在滑道上移动。台车通过基座端头锁死，纵向千斤顶输油，纵向千斤顶推动台车，端头基座夹片松开纵向千斤顶回油，端头缩回台车一端，锁死端头，纵向千斤顶输油台车被再次推动。循环上述步奏可将台车从地锚梁一端移动到另一端。或反方向操作实现台车的连续或来回移动。

本工法为深V峡谷、江河的拱桥吊装开创的开辟了主索与锚固分离式，液压顶推爬移缆索吊系统，一套缆索即解决吊装对多套缆索的需求。

台车可以回收多次重复使用。同时为缆索吊系统的改装提供新思路。地锚梁等可进一步采用可回收的钢箱梁代替赶紧混凝土地锚梁。

由于顶推爬移式缆索吊系统实现了所有拱箱吊装的正吊正扣正就位，可吊装运输范围为一个立方体的三维空间。可动态实现整个吊装范围的满载调整。实现了快速吊装就位，且高度集成的操控简单集中易控制，大幅度节约工期，30片拱箱的吊装较常规缆索吊节约工期12天，拱箱合拢节约工期近40％。

桥址处澜沧江水流湍急，且拱桥跨度大，江水较深。建设期不可避免洪水汛期。搭设满堂脚手架难度大，成本高昂。转体施工由于桥址处地形地貌不适宜。本工法在此种条件下的应用成本大为降低。

顶推爬移缆索吊装过程较传统缆索吊装工艺可减少侧拉班组，工序步奏简化，指挥较容易，缆索吊系统仅需左右岸两人操作。节约劳动力成本。较移动塔架缆索吊相比，大量节约钢材，移动塔架移动前要解除吊重，松开揽风，放松地锚，才能用卷扬机两岸循环小幅度拖动，一个移动过程耗费巨大，往往整个吊装只移动一次或多次。而顶推爬移缆索吊的横向移动代价非常小，电气化程度高，一个顶推行程仅需几度电且在吊装任何工况，实时待命横移。横移成本上是革命性的降低。对于全预制拱桥吊装任务频繁，更加现象出了顶推爬移式缆索吊的优越性。

台车可以回收利用，这也相对降低了设备成本。与类似工程相比，吊装成本较塔架缆索吊节约30％以上，较无塔架固定式缆索吊节约20％左右。

缆索吊结构简单，受力明确，高度集成。顶推爬移安全可靠与移动塔架相比受外界环境影响较小。地锚梁直接由锚索锚固在基岩或地基上，不存在失稳。

拱箱正吊正就位，吊装过程可有效避让扣锁。不发生相互干扰。拱箱就位有效避免吊装拱箱对已安装完成拱肋的撞击，降低施工吊装风险提高成桥质量。

实施例一

如图12所示，托巴大桥全长135.12m+13.90m+10.53m＝159.55m。大桥桥型为上承式箱型拱桥，采用无塔架两岸顶推爬移缆索吊吊装施工，主桥位于直线段，左岸引桥为直线段，右岸引桥位于线路曲线段。主拱计算跨径为100m，计算矢跨比为1/5.主拱上部构造为预制立柱、盖梁及11×10m预制T梁，左岸引桥为1×13m预制T梁，右岸引桥采用1×12m钢筋混凝土现浇箱梁。

托巴大桥主拱肋为横向单箱6室截面，每肋分5段吊装，最大吊重约75吨。30片拱箱的吊装较常规缆索吊节约工期12天，拱箱合拢节约工期近40％，拱圈上部结构吊装节约工期约30％，托巴大桥吊装任务繁重，采用本工法经济效益、社会效益显著。

实施例二

卡瓦格博大桥位于云南省迪庆州德钦县境内，横跨澜沧江，距离德钦县城33公里连接梅里雪山景区公路与德维二级公路支线。桥面宽10米，桥长115.624米，设计汽车荷载公路-II级，主拱圈净跨径80米，矢跨比1/6.拱圈高度1.7米，拱圈混凝土C40。

卡瓦格博大桥工期紧，质量要求高，为保障卡瓦格博施工质量，降低成本、保障工期杜绝安全事故等要求，云岭高速公路建设集团有限公司决定采用了《无塔架两岸顶推爬移式缆索吊拱桥吊装工法》。2014年6月开工建设2015年7月竣工通车。

实施例三

黄登大桥位于黄登水电站大坝下游约900m位置处，是黄登水电站施工期间以及电站动营期间连接左右两岸的主要交通枢纽。大桥净跨114m，全桥长168.272m，两侧引桥长度均为25m，全桥共长约170m，桥面中电心高程为1502.129m，桥面净宽为10m，桥净宽10m+2×1.5m，设计荷载汽-63、挂-120，由中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司设计、云南云桥建设股份有限公司承担建设。采用《无塔架两岸顶推爬移式缆索吊拱桥吊装工法》施工。

现场应用表明，该工法有效提升了施工质量，大幅度提高吊装速度，对节省工期有显著效益。同时降低了施工成本，吊装系统高度集成操作简便。较传统吊装工艺消除了很多安全隐患。易于施工质量控制管理，具有相当广泛的应用和推广价值。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种顶推爬移式缆索吊拱桥吊装方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）拟定施工方案：依据工程地质勘查、桥址地形地貌，以及拱桥架设施工需求，拟定可行施工方案；

（2）辅助吊装设备安装：架设一台固定式25t缆机用于左右岸材料及设备的跨江运输和施工、为安装顶推爬移式缆索吊做准备；

（3）锚索、地锚梁施工：两岸地锚高差约10m，较高一岸为预制场所在；测量放样确定地锚梁基础平台，采用人工开挖，贴坡面开挖至基岩，开挖后的地锚梁基础作为锚索钻孔的操作平台，地锚梁基础基岩面经验收合格后即可浇筑地锚梁，浇筑地锚梁时预埋滑道钢构件，钢筋混凝土地锚梁达到设计强度后可进行锚索的张拉固定；

（4）台车安装：地锚梁锚固系统锁定以后即可以安装台车，台车由工厂加工完成后运至现场，确定安装准备工作完成后由先前25t缆机吊运顶推爬移台车组件到地锚梁上进行组合拼装；

（5）主索安装：包括安装场地布置、辅助索道架设、主索过江、调整主索到预定安装垂度固定、以及主索固定；

（6）液压推进系统安装：将纵向液压千斤顶移动到指定位置，完成千斤顶杆端与台车连接；依据纵向液压千斤顶长度，在侧面滑道上安装顶推系统基座；调整基座位置，将纵向液压千斤顶壳体一端连接在基座上，连接方法同纵向千斤顶与台车的连接；

（7）起重小车、牵引索、起升索安装：

a、起重小车安装：利用25t缆机将小车架吊到主索上部，使主索对应入轮槽，固定在距离左地锚较近便于搭脚手架施工的地方；之后焊接起重滑轮隔板和挡绳圆钢，将起重轮吊到主索下部安装好销轴，同法以此安装对岸小车；

b、牵引索的安装：

先将右岸牵引索从贮绳筒引出绳头，绕过右岸小车上牵引导向滑轮，再穿绕过右岸滑动台车导向滑轮，再将绳头牵引向左岸小车，并留出约100m的余量，盘放在左岸运行小车上，用钢丝绳把牵引索绳头锁定在运行小车上，将来回引导绳接头固定在小车上，开动安装用卷扬机，将小车牵引拖到对岸后，将牵引索绳头绕过导向滑轮，引入牵引机构的摩擦卷筒从摩擦卷筒的另绳槽引出，穿绕过左岸小车牵引导向滑轮后，将绳头固结到左岸滑动台车上，然后用来回引导绳再将小车牵引拖到右岸，牵引索放完，其另一端绳头从贮绳子卷筒上放出后，最后将牵引索绳头固于右岸滑动台车牵引绳固定端，形成封闭的环形牵引系统；

c、起升索的安装：小车位于左岸安装场，先将起升索从贮绳卷筒放出绳头，借助引导绳，穿过导向滑轮，引到小车，将起升索盘绕到起升机构卷筒上；适当调高主索高度，穿上起重绳和大钩，留下适当长度后将绳头固定在吊钩组上；然后开动牵引机构，使小车驶往对岸，到达靠地锚处停下，起升索放完，其另一端绳头从贮绳子卷筒上放出后，将起升索绳头穿绕进左岸起升卷扬机卷筒上固定；右岸小车的起升索安装同上；

（8）主索垂度控制：主索垂度关系到主索和地锚受力、及牵引功率，故必须认真调整并经常检查；

（9）缆索吊试运行；

（10）拱箱吊装：桥每肋分五节吊装，全桥六条拱肋共30个吊装节段，采用单肋合拢方式进行吊装；所有拱肋均按正吊正扣方案进行吊装具体如下：

a、采用液压爬移顶推式吊装系统，主索轴线移至下游边肋轴线一致；预制场由龙门吊将拱肋移至缆索吊轴线下，吊装端节、中节吊至安装位置，使用扣索、揽风将拱肋调至完全符合设计轴线、标高后固定，顶节吊装就位，循环对称放松两岸端节、中节扣锁，和天线，在此过程中由测量组实时测量各节拱肋轴线标高，依据测量结果，不断循环调整上述扣锁、天线，直至顶节吊装合拢；单肋合拢调整好拱肋轴线和标高后，拧紧接头螺栓，吊、扣索全部松掉并解除，收紧拱肋两侧共12根缆风，并进行拱肋接头焊接，准备下一肋的吊装；

b、启动台车液压顶推系统将两岸台车移动至主索轴线与第二肋拱箱轴线重合，第二肋的吊装与第一肋即下游边肋完全相同，合拢调整好拱肋轴线和标高后，拧紧接头螺栓，吊、扣索全部松掉并解出；在接头上将两条拱肋用钢板焊接；焊接完成后，解出临时缆风索，准备下一肋的吊装；双肋合拢后，同样的方法完成剩余拱肋吊装；

c、六条拱肋吊装完毕时，纵横向焊接全部完成后，解除扣索和全部缆风索，拱肋安装完毕，最后浇注纵横接头及拱背现浇层混凝土，整体化拱圈；

（11）立柱吊装；

（12）T梁及桥面系吊装浇筑。

2.根据权利要求1所述的顶推爬移式缆索吊拱桥吊装方法，其特征在于：所述拟定施工方案包括如下内容：确定顶推爬移式缆索吊吊装跨度和横向宽度、锚索、地锚梁、台车安装高度、最大吊重、顶推爬移式缆索吊平立面布置，以及吊装系统辅助设施的设计。

3.根据权利要求1所述的顶推爬移式缆索吊拱桥吊装方法，其特征在于：所述台车经台车设计、台车加工定做以及进场、质检后进行安装。

4.根据权利要求1所述的顶推爬移式缆索吊拱桥吊装方法，其特征在于：所述拱箱吊装前预先进行拱座、桥台施工，以及拱箱预制，质检合格后的拱箱方可进入吊装准备。

5.根据权利要求1所述的顶推爬移式缆索吊拱桥吊装方法，其特征在于：所述锚索在试验预拉后，根据基础及锚索变形值经计算，再将预紧力适当放松，使得缆机主索张力加载后基础弹力基本消失，以免基础弹力和加载力叠加后超出锚索承受力，破坏锚索造成事故。

6.根据权利要求1所述的顶推爬移式缆索吊拱桥吊装方法，其特征在于：所述台车安装包括以下步骤：

a、检查滑动台车大钩梁及T型支撑梁滑道安装位置，检查单根滑道高差及两滑道相对差；

b、用25t缆机吊装滑动台车于滑道上，空载模拟滑动实验检查，保证滑动顺畅；

c、将滑动台车定位于合适安装位置，临时锁定滑动台车，与滑道接触部位采用埋头螺丝安装四氟板。