一种多功能钢索塔塔帽及斜拉索安装装置施工关键技术

摘要：斜拉桥是大跨度桥梁的主要桥型之一，其主要由主塔、主梁及斜拉索三部分组成，斜拉索把桥面和主梁的竖向荷载转变成向上的拉力，并通过拉索传递给主塔，主塔再将荷载传递给基础。常规项目主塔塔帽及斜拉索的塔端挂索是借助汽车吊或塔吊等设备进行安装，但主塔高度过高时，需要使用更大吨位的汽车吊，甚至吊装高度仍达不到要求，或者主塔因周围条件限制时，无法架设塔吊。设置可伸缩的活动吊架，将塔帽分节安装，自升式塔顶吊架与桥面卷扬机形成往复式牵引系统，实现斜拉索塔端挂设。

关键词：塔顶吊架；可伸缩的活动吊架；斜拉索往复式牵引挂设；

1 工程概况

珠机城际珠海西江公铁大桥为挑臂式钢箱梁多塔刚构体系公铁同层斜拉桥[1]，桥长1370.5m，跨径布置为（58.5+116+3×340+116+58.5）m，桥宽49.6m，中间通行双线城际铁路，两侧同层通行六车道高速公路。

通过在钢塔顶部设置可伸缩的活动吊架，用于塔帽安装及斜拉索挂设。钢塔塔帽高5m，受钢塔吊装空间限制，将塔帽划分为4个节段，收缩至塔顶。斜拉索采用双索面扇形布置，采用直径7mm平行钢丝拉索，钢丝为抗拉强度标准值1770Mpa。桥塔每侧各设13对斜拉索，全桥共计208根斜拉索。

斜拉桥26#～29#墩为主塔墩，上塔柱为钢结构塔柱，下塔柱墩身为混凝土桥墩。常规项目主塔塔帽及斜拉索的塔端挂索是借助汽车吊或塔吊等设备进行安装，但主塔高度过高时，需要使用更大吨位的汽车吊，甚至吊装高度仍达不到要求，或者主塔因周围条件限制时，无法架设塔吊。

本项目通过在钢塔顶部设置可伸缩的活动吊架，将塔帽分节安装，研制自升式塔顶吊架与桥面卷扬机形成往复式牵引系统，实现斜拉索塔端挂设。

2钢塔塔帽安装

2.1塔顶吊架安装

通过千斤顶进行塔顶吊架顶升安装；

步骤一：将底部套箱和千斤顶底座组装焊接与桥塔柱顶。

步骤二：将竖杆套进套箱中，采用φ24销钉进行定位，高度方向上的移动可以通过竖杆上的定位孔进行调节。

步骤三：利用手拉葫芦将支撑梁进行组装焊接于竖杆顶端。

步骤四：将两侧纵梁组装于横梁之上，将销轴安装于销轴孔内，安装完成后，将竖杆缩回塔顶；

步骤五：现场钢塔安装完成后，在塔顶四个顶角设置顶推装置，进行塔顶吊架顶升安装工作。通过千斤顶和反力座缓慢顶升吊架，利用立柱与限位件间销孔每提升0.3m穿插一次销轴固定，倒顶后再提升，依次反复进行。

2.2塔帽安装

由于受钢塔吊装空间限制，钢主塔塔帽无法与塔柱整体吊装就位。首先在塔柱整体吊装前将塔帽结构平放于塔顶，钢主塔塔帽在塔柱整体安装完成后，在塔顶拼装支架上进行安装。

⑴分段划分

根据钢塔转体高度要求，钢塔上部至多预留1.4米高度，根据塔顶总高度，共划分成四个分段。

⑵安装流程

第一步：塔顶设置吊架，与塔一起发运至桥址，吊装完成后顶升塔顶吊架，达到塔帽安装准备状态。

第二步：利用吊架将二分段从一分段中拔出安装，并与一分段定位固定。利用吊架将三分段从一分段中拔出安装，并与二分段定位固定。利用吊架将四分段从一分段中拔出安装，并与三分段定位固定。

⑶安装工艺

由于相邻分段从方形孔拔出时，四周均存在碰撞，为保证顺利拔出，在制作时四个节段先按理论尺寸预拼。预拼后下节段壁板上口组装焊缝预留500mm暂时不焊，内侧加劲板作现场嵌补板，利用钢板的弹性变形，将下节段上端四周口门尺寸扩大21mm，与上节段下口四周有5mm间隙，在下节段四角用临时码板固定。

3 斜拉索塔端往复式牵引挂设技术

待塔帽安装完成后，将吊架降低高度后，进行斜拉索往复式牵引挂设施工。

3.1牵引系统安装

⑴在钢梁边跨和中跨各布置1台5t卷扬机，其中边跨侧5t卷扬机配备直径10mm钢丝绳，中跨侧5t卷扬机配备直径21.5mm钢丝绳；

⑵施工人员在塔顶采用一根直径20mm麻绳将直径10mm钢丝绳从边跨侧牵引到塔顶，穿过塔顶吊架边跨侧滑轮，再从中跨侧滑轮下放到梁面。

⑶将直径10mm钢丝绳和直径21.5mm钢丝绳连接，边跨侧5t卷扬机收绳，同时中跨侧5t卷扬机放绳，将直径21.5mm钢丝绳牵引到塔顶，穿过塔顶吊架中跨侧滑轮，再从边跨侧滑轮下放到梁面。

⑷将塔顶吊架牵引索布置在边跨，一端与塔顶吊架卷扬机牵引系统连接，另一端与直径21.5mm钢丝绳连接，通过中跨侧5t卷扬机将牵引索牵引到塔顶，穿过塔顶吊架滑轮后从中跨侧下放到梁面。

⑸将中跨侧塔顶吊架卷扬机牵引系统与牵引索连接。

⑹在塔顶吊架滑轮出焊接限位钢筋，防止牵引索跳槽。

⑺塔顶吊架安装完毕，对塔顶吊架进行全面检查并试吊。

3.2斜拉索挂设

⑴施工过程安排专人指挥，保证信号明确。

⑵根据现场情况调整提升索体高度，避免在展索过程中，放索盘碰伤索体。

⑶安排专人观察单轴小车运行情况，当小车遇到障碍物不能正常运转时，及时处理。

⑷单轴小车与索体之间铺垫橡胶皮或棉毡以防索体损伤。

⑸塔端挂设和桥面展索同步进行时，桥面索体牵引速度应与塔端锚杯起升速度相匹配，避免塔顶吊架受力过大。

4 结束语

该技术克服了常规采用大型塔吊施工的局限性，利用主塔顶部的自升式吊架，将塔帽分节安装，然后将卷扬机置于桥面，自升式塔顶吊架与桥面卷扬机形成往复式牵引系统，实现斜拉索塔端挂设。并成功申报“一种多功能钢索塔塔帽及斜拉索安装装置”专利（实用新型专利，专利号ZL 2022 2 0691870.8），该技术其施工稳定、安全可靠，经济效果好，能有效减少碳排放，是建筑行业绿色发展的必然要求，也是行业未来的发展方向，故具有很高的推广价值。

参考文献

[1]李的平，严爱国，黄纳新. 公铁合建四塔斜拉桥桥塔设计研究[J]. 铁道建筑，2019，59（10）：28-31.