管道懸索橋上部結構施工技術分析

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0引言

為確保管道順利從河道等處通過，目前大多采用管道橋的形式。懸索管道橋憑借其施工簡單、結構可靠等優勢逐漸得到廣泛應用。而為了保證橋梁施工質量，有必要結合工程實際情況，深入探討其施工技術。

1工程概況

某工程設計采用懸索橋方案從河流段上跨越，管道類型為直縫埋弧焊鋼管，其橋塔采用鋼管桁架橋塔與平面鋼桁梁。整個跨越工程的岸坡均較緩，但在河槽部位的岸坡，基本達到直立，而且河流的水流速度很快。橋梁荷載水平不高，且結構新穎，整個外觀良好。上部結構安裝是該橋梁工程施工主要內容，其安裝質量決定了整個工程的質量，必須引起相關人員的高度重視。

2上部結構施工

2.1結構方案

懸索橋主纜為Φ5mmPES5-187鋼絲，采用PE防腐結構，其標準強度可達1670MPa；吊索采用PES5-13型，為保證安裝順利完成，需在兩端安裝調節桿。對于風索主纜，其整體線形屬二次拋物線，相較于主纜，直徑相對較小，為PES5-85型。鋼塔架為雙柱式塔架，高24m，根開、頂寬分別為10m和6m，塔底支座為鉸支座。懸索橋橋面寬度為3m，采用H型鋼作為支撐型鋼，采用槽鋼和吊索連接，在相鄰兩個吊點的中間布置桁架，桁架用角鋼通過焊接制成，并在橋面滿鋪一層面板[1]。

2.2主纜安裝

（1）整橋布置2根主索，中心距2.6m，采用平行鋼絲索，外部采用PE防腐。主索的成型應一次完成，索長要有20cm的調節余量，加工中必須做好精度控制。在下料開始前，需要以荷載情況為依據，結合現場誤差，對加工精度予以嚴格控制，下料完成后按照預定計劃組織進場。（2）兩岸設有錨碇，作為卷揚機布置基礎，在設置卷揚機的同時，還需將專項滑車安裝到位。采用卷揚機對先導索進行牽引，以此形成完整的牽引系統。先導索在卷揚機作用下到達鋼塔，然后下放至河邊，由人工將其牽引上船，由船拖曳到對面，接著將其上拉到塔頂和另外一側卷揚機連接，至此即可將先導索設置到位。采用鋼絲繩使循環牽引系統實現環形閉合，對鋼絲繩的布置要和橋軸線達到完全重合[2]。（3）沿橋梁縱向對兩岸邊跨進行架設，然后再架設中跨；沿橋梁橫向先對下游進行架設，然后再架設上游。按照以上順序，應先對主塔鉸支座予以加固，使其固結，再設置錨碇錨固座，為各跨主索的安裝奠定良好基礎。在架設邊跨主索之前，應先在錨碇錨固座上進行拉桿的安裝，將索盤放到錨碇之前，然后在索盤上安裝邊跨主索，開始緩慢提升主索頭，并掛設于塔頂，最后將主索銷安裝到位。完成以上施工后，可在索盤當中將剩下的主索全部展開。需注意的是，在主索加工裝盤過程中，應確保塔頂錨頭處于外部，借助滑車組對錨頭進行牽引，使其達到錨碇處，拉桿螺母帶帽后絲杠留絲100mm，以免主塔因邊跨主索產生太高水平作用力。將邊跨主索安裝到位后，再對中跨主索進行安裝[3]。（4）主索調整：先對中跨進行調整，然后再根據主塔具體位置和主索實測數據及溫度，嚴格按照監控指令對中跨主索標高予以適當調整。將中跨調整好以后，按照指令對邊跨主索進行初步張拉。將臨時支撐完全解除后，還需要精確調整主索線性，以確保其處于理想狀態[4]。

2.3橋面結構安裝

（1）橋面采用平面桁架結構，寬3m，在工廠進行加工預制。在工廠對橋面桁架進行加工預制的過程中，需要對加工件精度進行嚴格控制，然后嚴格按照編號進行預拼裝。在構件出廠之前，還要對結構進行檢查驗收。根據相關計劃與要求，將預制結構運輸到現場與主塔距離較近的位置。在主塔邊緣選擇適宜的位置對橋面結構進行焊接，形成標準節段，并對扶手欄桿等一系列輔助構件予以完善。在組焊完成并檢查確認合格后，還需要對鋼結構予以防腐施工。（2）纜索吊機是橋面安裝施工重要設備，要求吊裝重量達到3t，并采用2-Φ24鋼絲繩作為承重索，采用16工字鋼作為主橫梁，其間隔距離為800mm，采用L75角鋼相連。吊籃附著于纜索吊機，周圍用鋼絲網加以防護。采用纜索吊機進行起重的過程中，將承載力傳遞至主纜，在空載狀態下行走的過程中，借助手拉葫蘆平穩提起。（3）單片鋼梁重1.8t左右，利用船舶對纜索吊機進行運輸，然后借助纜索吊機進行提升和安裝。纜索吊機通過尼龍輪走行于主索，通過單繩起吊按照從跨中至邊跨的方向安裝，具體的架設順序為從跨中到主塔，并保證對稱[5]。（4）成品標準節段借助25t吊車運輸到專門的船舶上，然后由運輸船舶把成型的標準階段平穩運輸到纜索吊機正下方，同時在待起吊橋面位置對纜風繩和吊帶進行綁扎。（5）纜索吊機在循環牽引系統作用下到達塔邊指定位置，現場作業人員進入至掛籃當中，將安全繩系好，然后利用循環牽引繩到達跨中處，利用主索對纜索吊機進行臨時固定，同時解除和起重繩之間的臨時固定，接著開啟卷揚機，將吊繩下放至運輸船的上方。（6）將吊繩和橋面上的吊帶連接好后，開啟卷揚機開始沿垂直方向起吊，同時借助纜風繩避免鋼梁發生轉動。在從吊索叉耳高度處通過后，方可停止提升。掛籃中的工作人員可采用軟梯到達走道板，注意全程系好安全帶，同時用接長安全繩和橫梁牢固綁扎。吊索和橋面結構之間采用銷接的方法相連，然后將吊帶拆除，現場作業人員利用軟梯返回吊籃當中，結束第一片橋面的施工，之后采用相同的方法對其他橋面單元進行架設。（7）考慮到運輸船不能靠岸太近，故需要借助汽車吊進行起吊，對近塔一側的橋面結構進行安裝，吊鉤應從主索中間進行下鉤與起吊。在提升高度超出叉耳連接高度后，方可停止對吊鉤的提升。鋼梁處提前到位的作業人員負責對吊索進行銷接，在緩慢下鉤的同時對平面結構進行連接，至此即可完成近塔一側結構的吊裝施工。

3結論

綜上所述，得出以下主要結論：（1）以上部結構類型及現場場地條件為依據，確定適宜的上部結構安裝施工方法，保證施工順利完成，并達到預期的質量、工期與成本目標。（2）主纜長度對管道橋成型后整體線性有很大影響，不可完全按照設計要求的長度進行下料。在下料開始前，需要以荷載情況為依據，結合土建誤差由專門的機構提供指令單，對下料長度予以適當調整。（3）上部結構安裝是橋梁施工主要環節，任何一個環節出現問題都可能影響整體橋梁質量，甚至造成安全隱患。因此，實際施工過程中必須嚴格按照相關規范進行操作，關注每個施工環節的注意事項。

參考文獻

[1]陳沖，侯越，焦泉，等.風載作用下懸索橋大跨度油氣管道應力分析[J].管道技術與設備，2018（1）：45-50.

[2]楊永清，馮睿為，黃坤，等.管橋耦合下管線懸索橋的動力特性和地震反應[J].沈陽工業大學學報，2016,38（2）：211-215.

[3]陳希湘，陳譽，林智寰.普光天然氣管道懸索橋地震時程反應研究[J].廣西大學學報(自然科學版)，2014，39（6）：1432-1440.

[4]萬田保，陳巍，沈銳利，等.基于主纜內部輸氣的大跨度懸索橋除濕系統總體設計[J].橋梁建設，2020，50（S2）：55-61.

[5]王琦，陶翠英，胡浩.川氣東送管道工程野三河跨越懸索橋設計[J].中外公路，2012，32（5）：128-131.

作者:劉超 單位:山西省高速公路集團有限責任公司