索道桥快速安装施工工艺研究

尚明乾

（中铁八局集团桥梁工程有限责任公司， 四川 成都 610017）

1 项目概述

灵关河索道桥全长134.5m，主跨125m，设计桥面车行道宽度4.5m，双侧人行道各0.75m，行车速度小于15km/h，设计单车载荷40T，最大纵坡度为不大于12%。悬吊索由桥面索、人行道索、稳定索组成。索道桥设置34束悬吊索，索面总宽13m。桥面采用防腐木桥面板，在车行道处铺设花纹钢板。

该桥横跨灵关河，山高坡陡、水深流急，施工条件恶劣。东岸桥台紧邻既有省道210，交通安全风险较大；西岸桥台无便道通达，材料、机具运输困难，该桥作为主体隧道工程的运输通道，要求在12月内具备通车条件。本文对索道桥的快速安装施工工艺进行了研究和探索。

2 索道桥快速施工工艺

2.1 牵引系统及工作索锚锭

在索桥轴线上方架设工作索道，主要用于上部结构安装中的悬吊索牵引、物资构件吊运、钢梁安装及桥面系安装等工作。锚锭尺寸为2m（长）×2m（宽）×1.8m（高），工作索采用一根Φ24-6×37+FC-1770mm钢丝绳，钢丝绳最小破断拉力295KN，工作索采用一台3t双卷筒卷扬机牵引。

2.2 自适应结构猫道施工

在桥台左侧风缆桩基处设置一处猫道，供人员走行和铺设混凝土泵管，用于浇筑西岸结构混凝土。猫道全长148米，宽度为0.7米。猫道桥由主索和锚桩组成，施工猫道的锚桩采用索道桥风揽索桩基。猫道主索采用3根φ32-6×37+FC-1770mm钢丝绳，栏杆采用φ12钢丝绳，桥面上满铺D6带肋钢筋网，满铺木板。猫道主索采用单根钢绳和两端转向滑轮组合方式，即采用一根钢丝绳绕过猫道桥台两端转向滑轮，布置成三排受力索，钢丝绳固定分别在桥两端锚桩上。该方式钢丝绳一次性安装完成，钢丝绳各段的矢量一致，受力均匀，桥面在任何受力状态都保持在一个水平面上，不需要对钢丝绳逐根调节，节约了施工时间，降低了施工成本。

2.3 桥台与锚碇组合体系施工

为减小开挖量及桥台工程量,两岸均为桥台与锚锭组合体系，该体系包含了桩基、桥台、锚锭、以及锚锭后方的框架梁防护、主锚等，该体系有效地将主锚与桥台、桥台主缆索鞍等有机地结合构成一个支撑锚固系统，并将索鞍预埋螺栓、等强钢拉杆、主索滑轮地锚索等预埋与结构体内，为后期主索安装奠定了基础。

⑴主锚索施工：本桥主锚索由5根φ15.2mm一组的填充型环氧涂层钢绞线预应力(拉力型)锚索(FECSM15-5)低松弛钢绞线(1860MPa)、孔底导向帽、架线环、紧箍环、15-5型锚具组成。单根锚索超张拉力为550 kN，在稳定岩体中锚固长度为6m。自由段长度为12～21m。

主锚索采用潜孔钻机钻孔。按照设计要求下料钢绞线，锚索加工完毕后，妥善存放，不得发生扭曲。吊车配合人工缓慢将锚索放入孔内。锚索注浆采用孔底注浆施工，砂浆由孔底注入，空气由排气孔排出，采用砂浆位置指示器控制注浆位置。

⑵桥台与锚碇组合体系下设5根Φ1.2m桩基，锚锭桩身直径80cm。桥台桩基采用跳桩开挖。灌注C30水下混凝土。

⑶锚板拉杆定位骨架及锚板拉杆安装。钢拉杆采用460强度级别IO型等强合金钢钢拉杆，杆体直径D为55mm，拉杆与索具配套使用。桥梁东岸采用不可调节钢拉杆，西岸采用可调节钢拉杆，调节最大长度±200cm。钢拉杆采用加劲骨架定位。加劲骨架主骨架构件（竖向及横向）采用L100x10角钢，其余抗剪构件采用L75x8角钢，定位构件采用L50x5角钢，u型锁定钢筋采用φ8mm钢筋。

⑷钢筋安装及预埋件安装。桥台与锚索组合体系钢筋加工按照设计尺寸进行加工。在钢筋的安装过程中，先将已经锚固到岩石中的锚索自由端穿入100mmPVC管内,并按照设计位置及设计角度在桥台和锚碇体系钢筋骨架中预埋。在桥头胸墙安装15-5型锚具，锚具周围安装防裂螺旋钢筋。

⑸桥台及锚碇模板安装。模板采用定型钢模，桥台模板安装先安装桥台胸墙模板。模板安装采用两排钢管脚手架进行模板加固支撑。

⑹桥台及锚碇混凝土浇筑。东西岸混凝土输送采用混凝土输送泵进行输送。西岸砼运输，在索道桥东岸安设混凝土60地泵，在施工猫道铺设泵管，进行西岸砼桥台浇筑。混凝土采用分层浇筑，分层厚度30cm，浇筑顺序按照先浇筑底板，再浇筑桥台和锚碇，以及操作室之间的隔墙。

⑺索鞍安装。索鞍分为行车道索鞍、人行道索鞍、稳定索索鞍。索鞍由加强钢板、滑轮组、25号槽钢、M20螺栓、地脚螺栓组成。滑轮组装配好后，先将钢板和25号槽钢与滑轮组焊，加强板平均分布，安装时将支焊接好的索鞍与桥台顶面地脚螺栓用螺帽安装牢固，同时涂上配套标准涂装。

⑻主锚张拉压浆。锚座混凝土强度达到混凝土设计强度的90%以上且龄期不少于7d才能张拉钢束，单根锚索超张拉力为550kN，锚固长度根据地层岩性情况确定。采用上下对称，左右对称进行张拉的原则进行张拉。注浆压力为0.6～0.8MPa。锚索张拉锁定后，从钢垫板上的灌浆孔补充灌浆后，再封锚头；封锚采用C40砼，净保护层厚度不小于35mm。

2.4 索道桥主索快速架设施工方法

索道桥主索为34根6*26WS+IWR-1770型钢芯钢丝绳，公称直径40mm，其中桥面索22根，人行道6根，稳定索6根。主索采用厂制加工，出厂时压制好锚固端和调节端，运至现场安装。主索安装设备：采用两台3t主索牵引卷扬机，三个定滑轮共同组成主索牵引系统；1台8t卷扬机，2个4线滑轮组共同组成主索张拉系统。由于受场地限制，3台卷扬机均布置在索道桥东岸，通过西岸的转向滑轮，实现对西岸侧张拉牵引。

⑴主索牵引过河。主索下料用砂轮切割，水冷降温，在主索两端安装叉耳式装置，锁定主缆端部。主索端头锁定和拉伸后，根据主索长度在主索跨中位置贴好反光膜片，以备安装完毕后矢度检测。将主索锚固端固定于东岸相应的叉耳式不可调节合金拉杆销孔内，并与锚碇预埋拉杆传销连接牢固。两台牵引卷扬机同时开启，一台卷扬机匀速放出主索，卷扬机保持受力状态，另一台卷扬机匀速将主索匀速牵引至西岸，当主索活动端通过西岸索鞍的时停止牵引。将西岸调节端临时固定于西岸相应合金拉杆销孔内。

⑵主索张拉安装。安装西岸张拉滑轮组。滑轮组系统由两个4线滑轮组成，定滑轮固定在西岸桥台锚箱预埋的钢丝绳上，动滑轮与主索调节端相连。将8t张拉卷扬机Φ20钢丝绳通过工作索牵引至西岸，并通过西岸的转向滑轮后与滑轮组跑头线连接。将主索调节端的调节锁具丝扣调至最长（保留至少5cm丝扣在调节端以内）。匀速慢速启动8t张拉卷扬机将主索调节端慢慢拉进西岸合金拉杆销孔内，并安装好销杆及销杆螺丝。

⑶主索矢度调整。将全站仪架设到控制点，后视三个以上控制点，照准跨中反光纸测量跨中坐标，计算主索跨中矢度，将计算矢度与设计矢度对比，通过8t张拉卷扬机“松、紧”钢丝绳，人工调节叉耳式调节锁具，反复多次调整矢度，直至主索矢度满足设计要求。主索锚固端和调节端安装就位后，通过西岸的叉耳式调节锁具调节装置（调整长度范围±20cm）进行微调。按照相同的施工方法，安装并调节完成所有主索，其主索矢度与设计值误差控制在±2cm内。主索力用频谱分析仪测出，作为索力校核的工具。在索力和矢度均满足设计要求的条件线，张拉合格。

2.5 钢横梁及桥面板快速安装施工

横梁为焊接成型的工字钢，截面尺寸（500mm～200mm）×200mm，单根长度13米，全桥布置17根.钢横梁两端各设置3个稳定索滚轮。

⑴钢横梁穿索定位。在东桥台（靠近S210国道）主索下部排放钢横梁；通过人工配合吊车提升逐根从下往上提升横梁，将钢横梁稳定索滚轮插销拔出，将左右3根稳定索套入滚轮槽内，安装插销，钢横梁安装完毕。人工配合将稳定索放

入横梁上稳定索滑轮基座后，再通过销轴安装滑轮，将17根钢横梁用此法全部与稳定索连接好。根据每根横梁的设计位置（横梁间距3.5m～9m，跨中稍密，沿净跨中心对称布置），将东岸首根横梁用钢丝绳与桥台固定好，依次按照设计间距排列，并用限位钢丝绳连接并固定好。

⑵牵引钢横梁。通过8t卷扬机将东岸连接好的17根横梁由东岸缓慢牵引至西岸。由于东岸首根横梁已用钢丝绳与桥台固定好，这些串联并限位好的横梁在拉伸时即可保证全部位置基本准确。横梁位置基本准确之后，在后续桥面板安装过程中，再使用全站仪精确调整位置，并通过横梁螺栓加以固定。

⑶张挂风缆索。风缆索采用Φ24-6×37+FC-1770钢丝绳，通过临时工作索将风缆索拖放至西岸，并在东、西岸风缆索锚锭用绳夹分别将风缆索预固定。在桥面布置跳板为施工平台，将风缆拉索与钢横梁预留的挂钩挂接，并与风缆索缠接。完成两侧拉索与缆索、钢横梁挂接后，上下游同时张拉紧固。

⑷桥面板安装

桥面安装包括车行道板、人行道板、栏杆、安全标志及缘材等。其制作加工、安装就位严格按照设计图纸和相关规范要求执行。

2.6 荷载试验

桥梁架设完成后进行荷载试验，荷载试验通过40吨汽车直接加载，测量跨中工作状态下主索垂度及主索张拉力是否满足设计要求（垂度误差范围由设计单位根据使用的主索弹性模量确定）。当40吨汽车作用在跨中位置时，实测跨中主索垂度2.950m,小于设计垂度3.511m，满足设计要求。

3 结语

险峻地势条件下重载索道桥快速施工技术，解决恶劣地段，大型机械设备无法顺利到达对岸进行施工难题，节约了工期，降低了安全风险，节约了安装成本。本项目实际施工工期8个月，较原定工期缩短4个月，减少了人员、设备、工装的投入。索道桥快速安装工艺对同类桥梁的施工有一定的借鉴意义。