大跨度鋼筋混凝土箱形拱橋纜索吊裝系統的檢驗

劉興臣

(西南交通大學，四川成都610031)

1.工程概況

    金沙江通陽大橋是連接四川、云南兩省的一座上承式鋼筋混凝土懸鏈線箱形拱橋。主橋主孔凈跨徑為l88 m，凈矢跨比為1／4，拱軸系數m=2.099。拱圈采用預制吊裝方法施工，單箱分9段預制安裝，全橋拱箱共45個吊裝節段。拱箱吊裝系統索跨組成為136.5m+315.8m+141.5m。吊裝系統兩岸塔架采用M型萬能桿件拼裝而成，四川岸塔架高71.027m，云南岸塔架高85.207m。四川岸主錨定采用索錨分配梁結構；云南岸主錨定則設置5根鋼筋混凝土錨樁。

圖1纜索吊裝設備總體布置圖

2.試吊裝試驗目的

    進行試吊試驗的主要目的是對纜索吊裝系統進行全面檢查，檢驗系統的吊重能力是否滿足設計要求、系統的安全可靠性及其工作狀態。試吊過程中主要檢查以下幾個方面的內容。

    (1)檢查加載起吊后至跨中主索的垂度情況與設計是否相符。

    (2)觀測主塔受力變形情況、塔架基礎、地錨的變形數據和穩定安全情況。

    (3)牽引索、起重索的運作情況，跑車、倒拐滑車、滑車輪  組的運轉情況，卷揚機組的運行情況等。

    (4)測試吊裝指揮系統調度配合能力及通訊系統的暢通  情況。

3.試吊裝方案的設計

    3.1試吊裝加載方案

    試吊裝試驗按空載、60％設計荷載、l00％設計荷載、l20％設計荷載分別進行。本橋拱箱最大重量節段為第二段邊箱，其重量G=74.4 t，因而以第二段邊箱作為100％試吊重量。而本橋根據現場實際情況，60％試吊重量采用引橋25 m空心板(4t)加上配重鋼箱梁(5t)；120％試吊重量采用兩塊25m引橋空心板(82t)加上配重鋼箱梁(5t)及鋼筋(2.5t)。

    3.2試吊裝觀測方案

    (1)主索吊重垂度及張力觀測

    垂度=主索吊點位置標高與同一豎直線處兩岸塔架頂連線標高的差值。使用儀器為全站儀一臺。

    主索張力使用索力儀測量。使用儀器：SL一2型多通道索力儀一臺。

    (2)塔架頂位移觀測。分兩個測量階段，一是塔架在風纜初張力作用下的最大位移情況；二是每次加載后塔架位移情況。

    檢查方法：在塔頂分配梁上安裝一棱鏡，用全站儀直接．測出塔架位移情況，并將數據及時匯報給指揮小組。

    使用儀器：全站儀一臺。

    (3)塔架基礎沉降量觀測。在試吊裝前先測量基礎頂面標高，記錄原始數據，再與試吊過程中各階段測量的基礎標高進行比較，計算出沉降量。

    使用儀器：水準儀兩臺。

    (4)云南岸地錨位移觀測。在錨樁上下游垂直于橋軸線方向各設置一個點(高度基本一致并略高于錨樁頂面)，然后拉上鋼絲繩，在鋼絲繩垂直下方作出基線記號，在試吊過程中，觀察基線與鋼絲繩的偏移量，用鋼尺測量出地錨的位移。

    (5)四川岸錨梁、錨具變形觀測。用肉眼觀測錨梁及主要受力構件是否有變形，錨具夾片是否有松動，錨索伸長量及錨梁是否與混凝土墊梁分離等情況的觀測。

    (6)塔頂結構、塔架構件、緊固件的變形觀測。用望遠鏡對塔頂座滑輪肋板及插銷、上下分配梁、萬能桿件及連接螺栓等進行觀測，通過目測、敲擊、辨別異常聲音等手段進行檢查。 (7)檢查塔架頂座滑輪、橫移系統、牽引索、起重索、滑車輪的工作情況，跑車的行走及卷揚機組的的運轉情況。

    (8)檢查吊裝系統設備滿負荷運行時，供電系統和用電設備線路能否滿足施工要求。

    (9)檢查通訊設備是否足夠，通訊是否暢通。

    3.3試吊裝程序

    試吊裝按加載重量分四次完成。

    3.3.1空載運行試驗

    讓跑車空載在云南岸與四川岸之間往返跑一次，主要是用于觀測纜索系統各個部分是否能正常工作。

    3.3.2 60％設計荷載試吊

    從四川岸起吊60％設計荷載至離地面50cm并停留10min，進行各項觀測并做好記錄；如無異常，則提升并牽引重物至索跨跨中并停留l0min，重復各項觀測并做好記錄，如無異常，則牽引重物至云南岸并停留10min，重復各項觀測并做好記錄；最后將重物返回起吊點。

    3.3.3 100％設計荷載試吊

    從四川岸起吊l00％設計荷載至離地面50cm并停留10min，進行各項觀測并做好記錄；如無異常，則提升并牽引重物至索跨跨中并停留l0min，重復各項觀測并做好記錄；如無異常，則牽引重物至云南岸第二段上方(云南岸第二段邊箱為100％設計荷載)并停留l0min，重復各項觀測并做好記錄；最后將重物返回起吊點。

    3.3.4 120％設計荷載試吊

    從四川岸起吊l20％設計荷載至離地面50cm并停留10min，進行各項觀測并做好記錄；如無異常，則提升并牽引重物至索跨跨中并停留10min，重復各項觀測并做好記錄；如無異常，則牽引重物至云南岸第二段上方并停留10min，重復各項觀測并做好記錄；最后將重物返回起吊點。

4.試吊裝實驗觀測結果及分析

    4.1主索索力觀測結果及分析

    主索索力觀測結果見表l。

表1主索垂度觀測結果（單位．kN）

    試驗結果分析：實測主索索力皆大于理論計算索力。其主要原因有(1)測量誤差；(2)鋼索與滑輪之間的摩擦以及卷揚機與鋼索間的摩擦；(3)實際試吊重量大于計算重量。

    4.2主索垂度觀測結果及分析

    主索垂度觀測結果見表2。

表2主索垂度觀測結果(單位：m)

    試驗結果分析：實測主索垂度大于理論計算垂度，除測量誤差原因外，實際試吊重量大于計算重量是主要原因。

    4.3索塔位移觀測結果及分析

    索塔位移觀測結果見表3。

表3索塔位移觀測結果

    試驗結果分析：四川岸索塔實測位移小于理論計算位移，云南岸索塔實測位移大于理論計算位移。

    四川岸索塔位移偏小的主要原因是四川岸前后風纜截面面積大于理論計算面積，風纜剛度增加，從而抵抗索塔位移的能力增強。云南岸索塔位移偏大的主要原因是云南岸后風纜截面面積小于理論計算面積，風纜剛度減小，從而抵抗索塔位移的能力減弱。

    4.4地錨變形觀察結果

    (1)四川岸地錨變形觀測結果(見表4)及分析。

表4四川豈妯錨蠻形羽測結巢

    試驗結果分析：四川岸錨梁最大撓度約為2—3 mm，鋼鉸線最大伸長量約為l～2 mm，變形屬于正常的結構彈性變形。鋼鉸線異響是自由段孔l：l砂漿拉裂所至。因為砂。

    漿灌滿了全錨索孔，最外緣砂漿受力最大，且錨孔向下傾斜，砂漿收縮后孔口部分容易出現上部微小空隙，在較大拉力下�？卓诓糠稚皾{容易拉裂，而實際鋼鉸線和夾片皆沒有出現松動現象。

    (2)通過觀測，云南岸錨樁未見明顯位移。

    4.5根據試驗結果得出的結論

    (1)主索在最大荷載作用下的受力是安全的。

    (2)兩岸索塔位移皆在設計控制值范圍之內，卸載后的殘余變形值很小，說明索塔結構處于良好的工作狀態；索塔基礎未見明顯下沉，說明地基承載滿足要求。

    (3)四川岸錨梁、鋼鉸線處于彈性變形狀態，錨具、夾片未見變形和松動，拉板未見明顯變形、焊縫未見開裂，說明四川岸錨定受力是安全的。

    (4)云南岸錨樁未見明顯位移，說明云南岸錨樁強度和地基抗力滿足要求。

    (5)機電系統運轉正常，指揮、通訊系統協調暢通。

    綜上所述，本橋的纜索吊裝系統完全符合設計要求，能滿足正式吊裝的施工要求。

4.結束語

    通過對金沙江通陽大橋試吊裝試驗，初步掌握了試吊裝試驗的操作程序，為大跨度纜索吊裝系統的檢驗積累了寶貴的經驗。

參考文獻:

[1]顧懋清，石紹甫．公路橋涵設計手冊——拱橋(上)[M]．北京： 人民交通出版社，l996．

[2]顧安邦，孫國柱．公路橋涵設計手冊——拱橋(下)[M]．北京：人民交通出版l996．

[3]鐘圣斌．橋梁計算示例集——拱橋(二)[M]．北京：人民交通 出版社，l989．

(本文來源：陜西省土木建筑學會  文徑網絡：尚雯瀟 溫紅娟 尹維維 編輯  文徑 審核)