桥梁大吨位缆索吊夜间吊装施工技术

龚怀前

中铁二局第五工程有限公司 四川 成都 610091

摘 要：巫山大宁河双线大桥主桥为跨度282m中承式钢管外包混凝土平行拱桥，主跨采用钢管劲性骨架外包混凝土拱+钢箱梁。钢管拱肋和钢梁吊装施工时采用“大吨位缆索吊夜间吊装”施工技术，即在两岸边坡和缆索系统主塔架安装夜间照明系统，利用旅游航道夜间空闲时间段进行钢管拱肋和钢梁吊装。

关键词：中承式钢管外包混凝土平行拱桥；大吨位缆索吊；钢管拱肋和钢梁吊装；夜间吊装

0前言

拱桥以其跨越能力较大、造型美观、经久耐用、节约材料等优点，在目前这个交通网络飞速发展、大量跨越山川河流且景观要求较高的时代，发挥着不可替代的重要作用，被广泛用于公路、铁路及各类市政景观工程。山区大跨度拱桥受地理条件限制，一般采用大吨位缆索吊和扣锚塔进行主拱肋和钢梁等大吨位预制件的吊装施工，通常大吨位预制件利用既有河道直接运至桥梁下方，由缆索吊直接垂直起吊安装。

大吨位缆索吊系统构造复杂，缆索钢丝绳、滑轮组、轴承、地锚系统、卷扬机、塔架等关键部位的运行状况都直接决定着吊装工作的成败，因此大吨位缆索吊装施工一般都选择在可视条件较好白天进行，以便随时观察缆索吊系统各部位运行是否正常，起吊物姿态是否正确，如遇突发状况可及时处理，避免盲目操作而造成更大的吊装安全事故。

本文通过对大吨位缆索吊夜间吊装施工技术的方案选择和现场实施效果进行了详细介绍，既满足了现场施工需要，又保证了旅游航道的正常通航，成功地解决了大吨位缆索吊夜间吊装这一技术难题，为今后类似项目的顺利实施提供了可借鉴的经验和方法。

1工程概况

巫山大宁河双线大桥中心里程为D1K664+804.5，全长372m，孔跨布置30m+282m+30m，其中主桥为1-282m中承式钢筋混凝土平行拱桥，桥梁共设2个桥墩2个桥台，桥台桩基共长300m，桩径为1.25m，桥墩柱下设计2个拱座基础，每个拱座基础下分别设计1根斜桩和1根竖桩支撑，全桥工设计4根斜桩和4根竖桩，分别位于郑州岸和万州岸。

主拱形式采用平行拱，两片拱肋中心横向间距19.2m。每片主拱肋为4根主钢管呈矩形布置，钢管外径为70cm，钢管壁厚为18mm~22mm，主钢管之间采用型钢作为斜杆。全桥主拱肋节段共分为16根单管预埋段+28个组合节段+8根单管合拢段，节段最大重量为第二节段77.48t；在两幅主拱肋之间设计9道横撑，横撑主要由4根直径50cm钢管呈倒梯形布置，主钢管之间采用型钢作为斜杆。

主梁由两道纵梁和多道横梁组成。纵梁横向中心距12.6m，采用箱形断面，腹板中心距2m，梁高2.5m；墩顶及拱肋横梁处区域纵梁腹板厚24mm，顶板厚30mm，底板厚36mm；其他区域腹板厚16mm，顶板厚24mm，底板厚24mm。腹板设竖向加劲肋和水平加劲肋，底板设水平加劲肋。吊杆与纵梁通过纵梁外侧锚箱构造连接。横梁与纵梁等高，支座处横梁为箱形断面，腹板厚24mm，顶板厚32mm，36mm，底板厚36mm；吊杆处主横梁为工形断面，腹板厚24mm，顶板厚32、36mm，其余横梁均为工形断面，腹板厚16mm，顶板厚24mm，底板厚24mm。钢梁共分为33个普通节段+1个合拢段，节段最长为12m，最短为4.4m，最长为12m，最大吊重为D2节段112.08t。

受两岸地形条件限制，钢管拱肋和钢梁采用工厂集中制作，船运至桥梁下方，利用40t×4大吨位缆索吊进行起吊安装。

图1 巫山大宁河双线大桥总体效果图

1.1 施工环境

大桥位于重庆市巫山县境内，东西走向，横跨大宁河；桥西为万州方向，接小山峡隧道；桥东为郑州方向，接桂花村；桥梁设计在两山体之间山势陡峭，河面较窄，上游紧邻旅游景点巫山小山峡，来往游船较多，旅游船只通航时间约为8：00-17：30，周围渔船不定时过往，无法预测，水上运输条件丰富，水上吊装施工需避开通航高峰期，同时封闭航道。

1.2 水文气象条件

1. 水文

大宁河双线大桥横跨大宁河，属长江支流，发源于大巴山南麓，穿过崇山峻岭，接纳众多小溪，由北向南，在巫峡西口注入长江，受长江三峡蓄水倒灌影响。每年9月～次年3月库区蓄水，最高水位175米，夏季6～8月份雨量丰沛，河流丰水期的水位高，流量大，汛限水位145米，全年水位变化约30米。

2.气象

区域内属中亚热带季风湿润气候，气候温和，四季分明，水热充足，冬暖、春早、夏热。降水充沛，湿度大，云雾多，具有层次分明的山地立体气候和明显的盆地气候特征。年平均气温约18.4度，极端最高气温约42度，极端最低气温约-2.8度，桥位区20年年平均风速为0.4～2.6m/s，主导风向为N～E；最大风速为4.4～17.5 m/s，极大风速为9.8～32.6m/s；极大风速主要出现在7～8月。重庆为多雾地区，尤其以冬春两季为甚。其中1月雾天最多，年平均雾日245～260天，雾多发生在凌晨，一般上午11：00时～12：00时消散，个别浓雾可延续几天。

2 安装方案选择

根据航道管理部门对保证通航安全的管理要求，通过对航道通航时间段的统计与分析，结合缆索吊装各个操作环节的耗用时间和对通航安全的影响状况，经过充分论证后，确定大桥钢管拱肋和钢梁节段采用“大吨位缆索吊夜间吊装”的吊装方案。

3缆索吊装系统夜间吊装方案简介

3.1 照明准备

为避免缆索吊装与旅游船只重叠作业，根据船只的航行时间将吊装时间制定在下午18：00至次日6：00。为保证吊装期间照明条件，在塔架、地垄、扣索操作平台、拱座前端、拱梁连接点、两岸河堤、卷扬机机房等均布置高射灯及照明灯具，具体布置如下：

1.郑州岸主地垄挡墙处安装一盏高射灯照明地垄处滑车与钢丝绳，卷扬机房内布置10盏100W的LED照明灯；

2.郑州岸扣索地垄处安装一盏高射灯；

3.两岸塔架均布置5盏高射灯，分别为塔顶一盏，第二层B联结系左右各一盏，塔架基础左右各一盏；

4.两岸扣索操作平台左右幅各布置一盏可移动式照明灯；

5.两岸拱座处左右各一盏，两处边坡左右各两盏；

6.万州岸每个扣索地垄处均布置一盏照明灯；

7.万州岸卷扬机房内布置两盏100W的LED照明灯；

8.万州岸主地垄左右幅各布置一盏高射灯；

9.拱肋上两幅各安装一盏可移动照明灯，用于照明拱肋对接。

图2 照明布置图

3.2 监测系统准备

在主塔架安装测风测温监控系统，实时掌握吊装环境风力情况，确保缆索吊的运行安全。在缆索吊钩上安装视频监控系统，实时了解起吊物的姿态变化情况，以便及时调整各个缆索吊钩运行参数。

3.3 航道封闭

钢结构吊装前，由航道管理部门提前发布封航公告，并派遣管理船只在桥梁下方吊装区域上、下游各500m外进行临时封航，吊装期间非施工人员及船只不得入内，设立警示标志，专人巡视。待吊装完成后方可恢复通航。

3.4 夜间吊装作业

1.开启夜间照明系统，确保缆索系统各个监测部位、吊装区域内均清晰可见；

2.吊装操作手和监测系统监测人员全体就位，吊装操作人员严格按照监测人员的监测结果进行操作；

3.钢结构运输至桥址后先停靠至上游左侧的驳船停靠区，吊装前航运至桥梁正下方，调整驳船姿态，然后锚固驳船。

4.施工人员将起吊物捆绑并挂到缆索吊钩上，由缆索吊操作手使用集中控制系统进行统一操作起吊，吊装过程中根据监测情况及时调整各个缆索吊钩运行参数，确保起吊物安全、准确就位。

4 实施效果

巫山大宁河双线大桥钢管拱肋和钢梁节段吊装期间，全部采用夜间吊装，保证了白天旅游航道的通航安全。同时也验证了缆索吊在保证夜间照明清晰和各关键部位实时监测到位的情况下，也可以保证缆索吊的安全运行。

5 结语

巫山大宁河双线大桥受现场地形和狭窄的旅游航道限制，缆索吊装只能在夜间进行，施工难度大，安全风险高，目前国内外拱桥钢管拱肋和钢梁大吨位缆索吊夜间吊装施工技术无可借鉴的类似施工经验。根据本项目实际工程情况和现场环境条件，在确保吊装安全的前提下，深入研究探讨，采用大吨位缆索吊夜间吊装施工技术安装钢管拱肋和钢梁节段，突破了常规缆索吊白天吊装的施工工艺。采用大吨位缆索吊夜间吊装施工技术，结合测风测温监控系统和视频监控系统，经过多次现场演练和实践操作，实现了钢管拱肋和钢梁节段夜间吊装和精确定位，顺利破解了大吨位缆索吊夜间吊装技术难题。本项研究成果可为类似大吨位缆索吊夜间吊装施工所借鉴，在实际施工应用中具有很高的推广价值。

参考文献

[1]《中华人民共和国航道管理条例》. 国务院令第545号（2008）.

[2]余厚极.简明结构吊装手册[J],1995.

[3]周继祖主编.缆索吊车[J],1981.

作者简介：

龚怀前（1988一）男，汉族，土木工程系本科，工程师，主要从事项目施工技术管理工作。

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