大跨懸索橋施工貓道構(gòu)造設(shè)計要點
2018-03-12 
   1 前言

   施工貓道作為懸索橋主纜系統(tǒng)乃至整個上部結(jié)構(gòu)施工的工作平臺,通常架設(shè)在主纜之下,平行于主纜布置,作為施工人員進(jìn)行空中作業(yè)的高空腳手架。施工貓道在安全上應(yīng)有足夠的強度和抗風(fēng)穩(wěn)定性,并保證工作人員行走的安全性和舒適性;功能上要滿足主纜架設(shè)、索夾安裝、吊索安裝、加勁梁吊裝、主纜纏絲、主纜涂裝等施工作業(yè)時的需要。

   施工貓道的結(jié)構(gòu)構(gòu)造設(shè)計,涉及到施工貓道的布置與貓道索的布置、錨固和調(diào)整裝置、橫向天橋、抗風(fēng)系統(tǒng)、貓道面層等構(gòu)造參數(shù)的設(shè)計。其設(shè)計與施工環(huán)境、主纜結(jié)構(gòu)形式、施工所用機(jī)械等有密切聯(lián)系,合理的構(gòu)造設(shè)計可以明顯優(yōu)化施工貓道的工作形態(tài),確保施工順利進(jìn)行。

   2 貓道的布置

   作為服務(wù)于主纜系統(tǒng)架設(shè)的高空腳手架,施工貓道的承重索線形設(shè)計需與主纜空纜線形基本保持一致,通常將貓道承重索中心與主纜中心的豎向距離設(shè)為1.2~1.5m,便于施工操作。

   施工貓道在橫向布置上,一般使貓道中心與主纜中心保持在同一豎直線上。日本的關(guān)門橋和國內(nèi)的海滄橋采用貓道中心與主纜中心不重合的偏向布置,但偏心布置使得施工人員的活動集中于一側(cè),容易影起貓道的傾覆,不利于貓道的自身穩(wěn)定??紤]到架纜后期緊纜、放松、貓道改吊及纏絲作業(yè)的方便,對稱布置比偏心布置更好,所以施工貓道橫向一般都采用對稱布置。

   施工貓道的寬度確定,與主纜的施工工藝有一定關(guān)系。如主纜采用AS法,貓道寬度一般取2.8-3.5米;當(dāng)主纜用PWS法施工,需要在貓道上設(shè)滾動支架,貓道寬度一般取3.5-4.5米。

   3 貓道索的布置

   貓道索由貓道承重索、扶手索、門架承重索(設(shè)置貓道門架)組成。承重索是貓道結(jié)構(gòu)的主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件,門架承重索是貓道結(jié)構(gòu)的次要結(jié)構(gòu)構(gòu)件,而扶手索屬于輔助非結(jié)構(gòu)構(gòu)件。

   3.1 承重索布置

   貓道承重索按其布置方式可以分為連續(xù)式和分離式兩種。連續(xù)式就是兩邊跨和中跨三段貓道承重索采用連續(xù)的一根整索,在塔頂需設(shè)置轉(zhuǎn)索鞍、變位鋼架和下壓裝置;連續(xù)式貓道施工架設(shè)比較困難,貓遒線形調(diào)整相對麻煩。分離式就是貓道承重索按主跨和邊跨分成三段,每段各自錨固;分離式貓道施工較為簡單,貓道線形調(diào)整也較容易進(jìn)行。

   3.2 承重索選型

   貓道承重索所選擇的鋼絲繩,應(yīng)具有強度高、耐腐蝕、耐疲勞、低松弛等特點。作為臨時施工結(jié)構(gòu),還需考慮其經(jīng)濟(jì)性及重復(fù)利用的可能。承重索的前期下料工作是一個比較重要的環(huán)節(jié),它直接關(guān)系到貓道承重索的工作線形是否符合要求。

   承重索的總面積依據(jù)計算確定[4],并根據(jù)所選擇鋼絲繩確定所需根數(shù)(一般選擇偶數(shù)根);如圖1所示,承重索在橫向應(yīng)對稱布置;但須注意避免在主纜正下方布置,以避免對主纜吊桿的安裝帶來影響。

   3.3 扶手索、門架索布置

   貓道的每側(cè)欄桿一般布置l一3根扶手索。扶手索對貓道剛度的貢獻(xiàn)并不明顯,主要起到安全防護(hù)作用。考慮迎風(fēng)面大小和人的安全心理,扶手索高度在1-1.5米之間。

   門架承重索在貓遵每側(cè)欄桿上方設(shè)置一根,與貓道面層豎向距離約為2.5~3.5m。在主纜索股架設(shè)階段,通過貓道門架與貓道相連,形成穩(wěn)定空間結(jié)構(gòu);門架承重索在后期施工中與貓道分離,作為天吊索。

   4 錨固與調(diào)節(jié)裝置

   貓道承重索的備錨固端一般要設(shè)線形調(diào)節(jié)裝置,以使貓道適應(yīng)施工過程中主纜線形改變,保證施工人員和機(jī)械設(shè)備能進(jìn)行正常操作。錨固和調(diào)節(jié)裝置最好能方便地進(jìn)行單根和整體調(diào)整,目前實際中常采用的錨固和調(diào)節(jié)裝置主要是承重索兩端灌鑄錨頭的錨梁、錨桿方案和承重索兩端灌鑄錨頭的錨梁、錨桿方案2種。

   5 橫向天橋布置

   橫向天橋是聯(lián)系上、下游貓道之間的高空橫向走道,同時增強了貓道的整體穩(wěn)定性和抗風(fēng)能力。橫向天橋不僅要考慮其自身的剛度,還要盡量降低恒載質(zhì)量,所以一般制作成以鋼管為主體的三角形桁架。

   對于大跨徑懸索橋施工貓道,應(yīng)該布置多少道橫向天橋才合理,和很多因素有關(guān),如貓道是否設(shè)置了抗風(fēng)纜,橋址處的風(fēng)環(huán)境等,最終歸結(jié)于能否滿足了抗風(fēng)穩(wěn)定性要求。橫向天橋能減小貓道的豎向變形,有效抑制貓道的扭轉(zhuǎn),但對貓道的橫向位移沒有明顯的效果。如果施工貓道沒設(shè)置抗風(fēng)纜,可以增加橫向天橋數(shù)來加強貓道的抗風(fēng)穩(wěn)定性。在初步設(shè)計時,臨海(或基本風(fēng)速大)的橋址處,橫向天橋可以間隔150-180米布置;內(nèi)陸的橋址處可以間隔180-200米布置。但由于各貓道設(shè)計及橋址的情況不同,有必要可通過風(fēng)洞試驗來確定橫向天橋的布置。

   6 抗風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計

   傳統(tǒng)的貓道抗風(fēng)系統(tǒng)是指抗風(fēng)纜和抗風(fēng)吊索??癸L(fēng)系統(tǒng)的設(shè)置,能有效提高貓道的抗風(fēng)穩(wěn)定性,減小施工人員通過貓道時局部變形和振動,還可調(diào)整貓道的線形。但是,在特大跨度懸索橋上設(shè)置抗風(fēng)索,特大跨度懸索橋貓道抗風(fēng)索的錨固比較困難,貓道設(shè)置抗風(fēng)索會導(dǎo)致施工難度和施工費用的大量增加。

   近年新建的懸索橋已經(jīng)較少采用傳統(tǒng)的抗風(fēng)纜式的抗風(fēng)系統(tǒng)。目前,常采用以下方法構(gòu)建特大跨度懸索橋新的抗風(fēng)系統(tǒng)。

  ?。?)增加橫向天橋的數(shù)量,無抗風(fēng)纜貓道橫向天橋間距采用130—170 m為宜。

  ?。?)利用連接承重索、門架索的剛性抗風(fēng)門架形成空間結(jié)構(gòu),提高貓道的抗風(fēng)穩(wěn)定性。

   (3)利用抗風(fēng)門架、橫向天橋和斜拉索形成貓道制振裝置。

   7 貓道面層設(shè)計

   貓道面層一般由橫梁、雙層鋼絲網(wǎng)和木踏步等組成。橫梁可采用角鋼、槽鋼和工字鋼,間隔布置。雙層鋼絲網(wǎng)采用大小直徑及不同孔眼兩種,下層用大直徑大孔鋼絲網(wǎng)、上層用小直徑小孔鋼絲網(wǎng),這樣布置不僅可減輕自重,還可減小了貓道的阻風(fēng)面積,也可防止施工小件墜落。

   橫梁由角鋼和槽鋼交替布置組成,主要是為了將承重繩聯(lián)系起來共同受力變形,增加貓道的剛度和穩(wěn)定性。此外貓道的欄桿立柱固定在角鋼上;貓道改吊后,貓道需通過橫粱懸掛在主纜上。如果貓道設(shè)有抗風(fēng)纜,一般還需設(shè)工字鋼橫梁,用于抗風(fēng)吊索的連接。橫梁只需做構(gòu)造設(shè)計。

   8 結(jié)束語

   本文結(jié)合國內(nèi)外部分懸索橋旅工貓道工程實例,對施工貓道的結(jié)構(gòu)構(gòu)造特點進(jìn)行了詳細(xì)闡述;對施工貓道的布置、貓道索的布置、錨固和調(diào)整裝置、橫向天橋、抗風(fēng)系統(tǒng)、貓道面層等構(gòu)造參數(shù)進(jìn)行了比較和分析,對國內(nèi)懸索橋貓道的構(gòu)造設(shè)計有積極的參考意義。

   參考文獻(xiàn):

   [1]盧義等.貓道荷載在懸索橋施工控制中的影響分析[J]重慶交通大學(xué)學(xué)報,2009,10

   [2]壩陵河大橋項目經(jīng)理部,貓道系統(tǒng)計算文件[M].壩陵河大橋項目經(jīng)理部.2008

   [3]韋世國,薛光雄等.潤揚大橋懸索橋貓道系統(tǒng)設(shè)計與施工[J]橋粱建設(shè),2004,04:29-35

   [4]黃平明等.大垮徑懸索橋貓道承重索施工控制計算方法[J]中國公路學(xué)報,2000,7
Copyright © 2007-2022 cnbridge.cn All Rights Reserved
服務(wù)熱線:010-64708566 法律顧問:北京君致律師所 陳棟強
ICP經(jīng)營許可證100299號 京ICP備10020099號  京公網(wǎng)安備 11010802020311號