索道桥快速施工方法浅析

索道桥快速施工方法浅析

李文宇

中国葛洲坝集团三峡建设工程有限公司湖北宜昌443000

摘要：某水电站因施工需要快速连通金沙江两岸，因此施工时间短、结构简单、造价低，但安全、牢固，以满足工程施工和运输的要求的索道桥便是首选方案。

关键词：索道桥；施工；工艺流程

1.施工顺序

根据索道桥工程的特点，结合施工现场实际情况，为加快工程施工进度，采取锚碇施工、桥台构筑和构件加工并行，尔后完成主索牵引、张拉、调整和桥面系铺设工作的顺序进行施工：

①测量、放线，左右岸桥台基坑开挖；

②浇筑锚板砼；

③打锚索孔，做锚索抗拔試验，主索（稳定索）锚索施工；

④浇筑桥台、台帽，安装索鞍；

⑤张拉主索和稳定索，并调整至设计矢度；

⑥安装横梁；

⑦铺装车行道、人行道、栏杆等桥面系，安装风缆及拉索；

⑧回填锚坑，完成引道路面等附属设施；

⑨检测验收。

2测量放样

控制网及施工测量均采用LeicaTCR702全站仪进行。测量作业由2名专业人员实施。桥址开挖前需进一步精确测定桥轴线及左、右岸桥台轴线，地锚开挖线，建立测量控制网，设置半永久性水准点，在开挖过程中要随时测量控制。

混凝土浇筑前，再进行一次精确测量。两岸桥台轴线间距严格控制。两岸索鞍上表面高程差间距控制在±2cm以内。桥台轴线与桥轴线必须垂直。此外，砌体、混凝土结构要求位置准确、高程无误。

架设安装前，在左岸上游50m处设置测量控制点，控制整个桥梁的架设安装过程。

3基坑土石方开挖

桥址开挖前进一步精确测定桥轴线及左、右岸桥台轴线，地锚开挖线，建立测量控制网。根据地形、地质及开挖深度选择适宜的开挖爆破方案。桥台地基及地锚坑的开挖应采用预裂爆破或者光面爆破，严禁使用大爆破。分层开挖控制每层开挖厚度在2m以内，并严格控制单响药量，以减少对基岩面的扰动。爆破后使用机械清渣，人工配合。桥台地基开挖深度必须使基础有足够的襟边，且地基承载力不得小于0.35MPa，具体可适当调整。地锚坑严格按照设计尺寸开挖，开挖必须准确、整齐，严禁超挖。根据实际地址情况，在锚板、桥台基础以及桥头边坡上局部岩体较破碎处可增设Φ25锚杆。

4锚板混凝土施工

锚板施工工艺流程框图见图1。

图1锚板施工工艺流程图

两岸锚坑开挖完成后，分别制作锚板，采用C30混凝土现浇。每块锚板高度4m，拟分3层进行混凝土浇筑，即底板一层、侧板2层（分层高度小于2.5m），具体分层见图2。模板安装时，在地锚锚孔处预埋D200mmPVC管，地锚锚孔位置必须准确。钢筋、模板、混凝土浇筑施工须严格按照相关规范规定进行。

图2锚板混凝土浇筑分层示意图

5锚孔施工

单座索道桥的两岸锚索数量为92根，锚孔数量共96个（其中主索锚孔92个，试验锚孔4个），锚孔总长约2400米（其中主索锚孔长2300米，试验锚孔长100米）。锚孔采用2台锚索钻机钻孔，在正常情况下，两台钻机日成孔100~120米，全部锚孔可在20～24天内完成。钻孔时，在地锚坑内采用φ48钢管和标准扣件搭设满堂排架形成工作平台，工作平台上铺设竹跳板，并使用铁丝绑扎牢固。由于锚孔分布较密，钻孔精度要求较高，在钻孔过程中要加强观察，进行严格的技术监控，以确保钻孔质量。

6锚索施工

锚索采用与主索相同的钢丝绳，型号为（φ42-6×19+FC-1870）。锚索施工紧跟着钻孔进行，即在成孔后应及时下索注浆，以防塌孔。

6.1锚索的制作方法

①截取钢丝绳，其长度为锚孔深度L加外露部分长度的和；锚孔深度L暂定为20m，具体深度和锚固段长度根据现场地质情况确定。

②锚固段制作。锚固段长度根据现场地质情况确定，将该段钢丝绳股散开，并去掉中间麻芯，然后用细砂清洗表面油污，再用煤油清洗一遍，最后用纱布擦拭干净后编扎。隔离架间距为60~80cm，注浆管从中间穿过；

③非锚固段用塑料薄膜包扎两层；

④下索。下索前，用清水或高压风将锚孔清洗干净，下索时应慢慢进行，防止塌孔或卡住，并确保锚索到位。

⑤注浆。浆体为纯水泥浆，水灰比通过试验确定，注浆时采用自然压力注浆，从孔底起注，边注浆边抽出注浆管。

7桥台施工

两岸桥台台身结构为C25混凝土，加C30钢筋混凝土台帽。桥台的施工按常规混凝土工程施工方法实施。桥台上应预埋索鞍地脚螺栓，初凝后安装承载钢索索鞍。桥台施工工艺流程见图3。

混凝土浇筑前，基底必须清洗干净并验收合格，预埋构件安装牢固准确。

图3桥台施工工艺流程图

8桥梁构件加工

桥梁构件主要包括横梁、连接调整器、固定件、桥面钢护板等钢构件及木桥板，全部构件均在工厂加工后再运到现场安装使用。钢构件采购大厂材料进厂入库，经抽样检验合格后方能下料进行加工，孔板采用专用模具定位加工，钢梁采用自动下料，自动校正，自动流水焊接，焊接后进行探伤检测。

木桥板按选材化验、采购、解料、自然风干、加工、防腐处理的程序进行。

9主索张拉与调整

单座索道桥主索为46根，主索过江采用从左岸展放至右岸的方法。人工渡船将一根临时索牵引到对岸，并引入卷扬机；利用临时索，将两根稳定索牵引到对崖岸，并锚固作为临时工作索。在临时工作索上安装跑车，采用两岸对牵的形式，分别将主索和稳定索以及人行道索牵引到对岸，并安装到位。并调整各工作索到设计垂度。

钢索张拉要统一指挥，两岸分设技术人员严格把关，钢索与地锚严防挂接锚错。在张拉过程中两岸配有足够的人员，并用对讲机做好协调工作，一边放一边拉，保持钢索在江面上的垂度，禁止钢索垂入江中使江水冲刷钢索造成张拉失败。当张拉至超过设计空索矢度3~5厘米时停止。由于钢索本身存在徐变效应，应间隔12小时以上重复张拉1~2次，直至钢索的矢度变化相对稳定为止。全部钢索的矢度偏差应控制在一定的范围内（约为跨度的0.1%）。

钢索张拉完毕后，进行钢索矢度调整。调整必须达到设计要求，各钢索的矢度差不得大于3cm。空缆时钢索跨中最大垂度取0.49m，此时钢索长为110.01m，无应力索长为109.67m。空缆时（跨中最大垂度为0.49m时）需在钢索上对应两端索鞍位置作出标记并固定，保持每根钢索在跨中曲线部分的理论长度相同，以确保成桥后每根钢索跨中最大垂度约为1.5m。为了便于施工架设及控制，将钢索架设分为三个阶段，第一阶段为空缆状态（仅有缆索自重），第二阶段为成桥状态（桥面全部恒载均加上），第三阶段为600kN的重车作用在跨中状态（为偏安全，将全车当作一个轴加载），以上三种状态下钢索的跨中最大垂度fmax及单根钢索的最大水平力Hmax列表如下。设计计算按单根Φ42mm钢丝绳的理论截面积A=528mm2，弹性模量E=1.0×105Mpa进行，三个阶段单根钢索的垂度及拉力参数要求见表1，实际操作时应以实际购买的钢丝绳截面积和弹性模量进行复核计算。

表1三个不同阶段单根钢索的垂度及拉力参数表

10横梁安装

横梁安装从左岸往右岸推进，先将横梁两头安装、悬挂在稳定索和防险索上，然后在左岸用卷扬机缓慢将横梁拉至预定位置，再将其固定安装在相应位置上。

横梁安装技术要求：

①横梁须在主索调整完成后方可进行；

②安装要按设计图规定的间距架设，滚轮轴、销安装前应用黄油润滑，并在装配好后用卡环或开口销保险；

③横梁在左岸结构吊装，从左岸向右岸展开到设计位置。横梁安装必须与桥轴线垂直，且位置准确无误。

11桥面板、车行道安装

桥面板安装安排两个施工组从左右岸同时向中间推进，桥面板由自卸汽车搬运至工作点，从两岸同时向跨中对称铺设，由熟练工人进行安装，桥面板安装密紧，中间不留有较大空隙，并用专用的螺栓固定在主索上。同时，车行道的安装同样用专用螺栓固定安装在桥面板上。所有桥面板在使用过程中，均做防腐处理。

12栏杆安装

先根据设计要求将栏杆固定在相应的位置上，然后再将Φ15.5钢丝绳串联起来并穿上栅栏式护栏调整间距后固定好。

13锚坑回填

主索张拉调整完成并对所有被埋部位做好防腐处理后对锚坑进行回填，用砂卵石或符合规范要求的碎石土分层回填夯实。回填前，将连接调整器（松紧器）、主索的坑内部分和暴露的锚索部位涂上黄油，并用塑料布包裹。用塑料套管将靠近桥台基础附近3米长的钢丝绳套上形成保护。

14索道桥的使用说明

索道桥是在平行张拉锚固于江河两岸的多根悬索上结构桥面而直接通行车辆的桥梁，它属于半永久性桥梁。它使用的好坏、管理维护直接关系到桥梁的寿命和通行的安全。

14.1通行要求

①车辆限速10km/h，严禁履带车辆直接通行；

②通车时，应在桥梁端部设置调整哨，指挥各车辆通行，并在桥头设置限速标志，要求车辆顺中心行驶，尽量减少偏心，最大允许偏心距为0.3m，严禁车辆在桥上急刹车、转向与偏驶。被迫停车时，禁止在原地猛烈起动；

③只限通行载重60t及以下的单车，超过规定荷载的单车禁止通行。15t、20t车辆通行间距不小于50m；30t、40t车辆通行间距不小于80m；50t、60t车只允许单车通过；

④禁止行人列队过桥，人员通行时，可按两路纵队便步行走，不得齐步走，适当限制每批的人数和距离，行人前后的距离应不小于1.5m；

⑤禁止自行车在桥上骑行；

⑥禁止火把照明通行；禁止在桥上烤火、煮饭、或焚烧物品；

⑦不准行人在桥上停留、抽烟、凭栏观望等；

⑧遇有6级及以上大风、大雨和冰雪天气，停止车辆通行或降低通行荷载，必要时可拆除部分桥板。

14.2维护保养

①保持桥面清洁，无积雪等。

②桥面螺钉如有松动、损坏、丢失要及时装好、更换、补充。

③桥板位移损坏，要及时修复、更换。

④金属构件要定期检查保养。

⑤较大的拆换、检修需由专人指导，钢索矢度，纵坡横坡，在设计范围内不得随意调整。

⑥所有涂黄油的构（零）件，每年清除油、泥沙、石，并重新涂防锈油一次。埋入桥台内的主索、锚索及连接器均应先涂刷一遍黄油，再用玻璃纤维布缠绕锚索两圈，然后再在表面涂刷一遍黄油，使桥台内的钢丝绳不与桥台混凝土连接。

⑦涂有油漆的金属构件，每两年除净铁锈、油污、泥土等，随即涂二度底漆（防锈铁红油漆）；再涂二度面漆。

⑧木质桥板等木质构件，每年重新涂漆一次，应及时更换腐烂、断裂的构件。其他构件，一年应维修保养一次。

⑨定期检查桥梁主索的矢度、主缆拉力、桥面线型和锚碇部分情况，发现异常及时向主管部分报告。

⑩定期检查主缆的防锈措施，对主缆上缺少防护油的地方及时补涂防护油。

未尽部分按广州军区工程科研设计所编写的《现代索道桥》中相关内容执行。

结束语：

索道桥在克服山地宽大的江河、峡谷等障碍和抢修大跨径桥梁中发挥至关重要的作用，施工过程中一般都伴随着工期紧任务重的特点，无论施工进度如何紧张，施工中必须加强施工现场技术人员的质量意识，责任意识，提高自己的业务水平，对可能出现的问题制定切实有效的防范措施，尽最大努力杜绝各种质量事故的发生，为企业赢得良好声誉和效益。

参考文献：

[1]《现代索道桥》黄绍金、刘陌生编著