悬索桥隧道锚高强钢拉杆及型钢定位支架缆索吊装技术应用研究

摘要：云南高速公路的建设大多位于深山峡谷，悬索桥是跨越深山峡谷的优选桥型，在山区悬索桥的方案设计中，为合理利用实际地形条件，避免大范围开挖造成植被破坏，加强生态环境保护，体现“绿色交通”的设计理念，大多采用隧道式锚碇，结合香丽高速虎跳峡金沙江特大桥隧道锚高强钢拉杆及型钢定位支架缆索吊装技术的研究应用情况，总结了悬索桥隧道锚高强钢拉杆锚固系统安装创新施工关键技术，对山区复杂地形条件下的悬索桥隧道锚锚固系统安装定位具有极大的借鉴作用，有明显的社会效益和经济效益，值得推广应用。

关键词：悬索桥、隧道锚、锚固系统、吊装

悬索桥隧道式锚碇施工内容主要有：初期支护，锚固系统安装，锚塞体钢筋混凝土施工和二次衬砌施工。除锚固系统安装外，其余工序均能在隧道锚内有序进行。悬索桥锚固系统的安装精度要求高，因此为保证隧道锚锚固系统安装精度，施工方法显得尤为重要。以往未形成系统的吊装方法，大多以龙门吊或倒链吊装，这样会增加作业人员，且进度慢，从而导致成本较高，同时在隧道狭小的空间环境内采用该类方法施工，安全性差。

虎跳峡金沙江特大桥主缆锚固系统设计为高强预应力钢拉杆，在隧道锚内整体吊装钢拉杆按照传统方式基本无法完成。且针对高强钢拉杆锚固系统的安装定位，特别是有限空间（隧洞）内的安装定位在国内经验很少，故需不断研究相关安装工艺。

1.小缆索吊的研究

小缆索吊系统作为大跨度施工中的关键设备，其承重索的锚固与布置显得尤为重要。在后锚面岩体中，承重索通过精心设计的锚杆进行稳固锚固，确保了整个系统的稳定性与安全性。这些承重索在洞外巧妙地与门架的横梁相连，形成了坚固的支撑体系。根据索股的锚固位置，承重索被多根精心布置，每根承重索都对应着一列索股，这样的设计不仅提高了系统的承载能力，还确保了力量的均衡分布。

在洞口位置，根据IP点的精确位置，设置了主索保持架，进一步增强了承重索的稳定性和定位准确性。牵引索卷扬机通过门架上的转向滑轮，将力量传递至洞内的牵引滑车。洞外，则通过另一组转向滑车与地面的牵引卷扬机相连，卷扬机稳稳地锚固在洞口塔吊的基础上，为整个牵引系统提供了强大的动力源。

牵引滑车采用了开口式单轮滑车设计，使得滑车能够在各承重索之间灵活转换。为了方便滑车的操作与维护，洞口门架上还特别设置了施工平台。在牵引滑车下方，利用倒链进行吊物的提升，不仅提高了施工效率，还确保了吊装过程的安全与稳定。

2.小缆索吊特点

承重索作为隧道锚固系统的关键组件，其稳定性与安全性至关重要。通过在洞口精心设置的门架结构，以及后锚面深入岩石的坚固岩锚，承重索得以牢牢固定，为整个隧道支撑体系提供了坚实的基础。定位支架采用高效轻便的型钢结构设计，实现了分片化的加工与安装流程，这一创新不仅提高了工作效率，还极大地加速了高强钢拉杆及定位支架在隧道中的安装进度。

小缆索吊系统在后锚面巧妙布局了7个锚点，对应配置了7根承重索，每根承重索都与一列高强钢拉杆紧密相连，确保了力量的均衡传递。牵引滑车采用了开口式单轮设计，这一设计巧思使得滑车能在承重索上灵活穿梭，大大提升了作业的灵活性与效率。

鉴于钢拉杆的安装长度非同一般，传统塔吊无法直接将其转运至洞口吊装位置。因此，施工团队采取了先将钢拉杆一端送入洞内，再利用洞内的倒链与洞外的塔吊协同作业，缓缓将钢拉杆向洞内移动的策略。特别是当钢拉杆的洞外端接近洞口时，通过安装临时倒链，实现了钢拉杆在洞内的精准运输。

对于上层钢拉杆，由于其安装位置较高，施工团队先将拉杆吊至小缆索吊能够触及的区域，并临时放置于定位支架的杆件上。随后，在拱顶位置设置倒链，进行二次提升，从上至下逐层精确安装，确保了整个施工过程的顺利进行。

3.施工工艺技术

3.1施工工艺流程

小缆索吊安装→定位支架安装→高强钢拉杆安装→高强钢拉杆测量定位。

3.2小缆索吊安装

小缆索吊承重索的锚固与安装是大跨度施工中至关重要的一环，特别是在复杂的地质条件下，如深山峡谷中的隧道锚施工中，其稳定性和安全性直接关系到整个工程的成败。以下是关于小缆索吊承重索锚固与安装的详细阐述。

小缆索吊承重索在后锚面岩体中通过精心设计的锚杆进行稳固锚固。岩锚采用φ25钢筋锚杆，单根长度达到5m，确保了锚杆的抗拉强度和稳定性。在安装前，需要对后锚面进行垂直钻孔，钻孔直径不小于5cm，以确保锚杆能够深入岩体，形成稳固的锚固点。注浆采用0.5：1的水泥净浆，通过注浆管将水泥浆注入钻孔中，待水泥浆凝固后，锚杆与岩体之间将形成强大的粘结力，从而确保承重索的稳固锚固。

承重索在洞外与门架横梁相连，其荷载直接作用在门架吊耳上。因此，吊耳与横梁之间的焊缝质量至关重要。在焊接过程中，需要采用高质量的焊材和先进的焊接工艺，确保焊缝的强度和韧性满足设计要求。同时，在设计门架横梁时，需要充分考虑其强度和刚度，采用加大材料截面的型号，如双槽钢组成的箱型截面，以提高横梁的承载能力。

牵引索卷扬机是小缆索吊系统的动力源，它通过绕过门架上的转向滑轮，将力量传递至洞内的牵引滑车。洞外，牵引索则通过另一组转向滑车与地面的牵引卷扬机相连，卷扬机锚固在洞口塔吊基础上，为整个系统提供稳定的动力支持。

在安装承重索时，需要先安装洞口端门架顶部的锚固点，再安装后锚面岩锚的锚固点。安装过程中需要严格控制跨中的安装垂度和安装张拉力，以确保承重索的稳定性和安全性。锚固采用骑马式钢丝绳卡，每个卡子都需要拧紧至夹内钢丝绳压扁1/3为止，以确保钢丝绳不会因松动而脱落。开始受力后，应立即检查卡子是否有走动现象，如有走动应立即采取措施进行加固。

为了便于检查和维护，可以在最后一个卡子后面间距500mm以上处加设一个保险卡子。当钢丝绳因某种原因滑动时，保险卡子将起到保护作用，防止钢丝绳突然断裂或脱落。一旦发现钢丝滑动导致安全弯被拉直，应立即停止作业，并采取相应的加固措施。

在安装完成并正式使用前，需要对小缆索吊系统进行试吊。试吊的目的是检验整个系统的稳定性和安全性，确保在正式使用时能够安全可靠地承担预期的荷载。

3.3定位支架安装

定位支架作为悬索桥隧道锚高强钢拉杆及型钢定位支架缆索吊装技术中的重要组成部分，其结构设计和安装精度直接关系到整个锚固系统的稳定性和安全性。

定位支架主要采用格构柱+平联结构，这种结构形式具有足够的刚度和稳定性，能够承受高强钢拉杆和定位支架自身的重量以及施工过程中的各种荷载。定位支架的主要材料为∠75×6型角钢，这些角钢经过精密的切割、焊接和组装，形成了基础、桁架、后支撑架和精准装置及其支撑等组成部分。

在安装定位支架时，采用小缆索吊进行分节分段安装。为了确保吊装过程中的稳定性和安全性，安装前需要先焊接临时杆件，组成封闭结构，这样可以有效地防止定位支架在吊装过程中发生变形。同时，临时杆件的设置还可以为后续的焊接工作提供支撑和定位。

当定位支架被吊至设计位置后，需要立刻与预先安装的定位支架或预埋件进行焊接连接。在焊接过程中，需要严格控制焊接质量和焊缝的形状，确保连接处的强度和稳定性。焊缝的质量检查是安装过程中的重要环节，必须严格按照相关标准和规范进行。

此外，定位支架的安装精度也是非常重要的。在安装过程中，需要采用高精度的测量设备和工具，对定位支架的位置和高度进行精确测量和调整，确保支架的安装精度严格控制在2cm之内。这样可以有效地保证整个锚固系统的稳定性和安全性，为后续的施工工作提供坚实的基础。

3.4高强钢拉杆安装

高强钢拉杆作为悬索桥隧道锚锚固系统中的关键部件，其安装过程复杂且对精度要求极高。以下是高强钢拉杆安装的详细过程和技术要点。

在地面进行高强钢拉杆的组装工作是首要步骤。由于钢拉杆的长度较大，因此组装过程中需要特别小心，确保各个部件的尺寸准确无误，并且连接牢固。组装完成后，采用双轮单根整体吊装的方法进行吊装。这种吊装方法不仅可以确保钢拉杆在吊装过程中的稳定性，还可以提高吊装效率。

为了确保吊装的安全性和稳定性，滑车的选择和布置至关重要。在本工程中，滑车间距不小于20m，并且在滑车之间设置了串联钢丝绳。这样的布置不仅可以增强滑车的承载能力，还可以确保在吊装过程中，钢拉杆能够平稳地移动。

然而，由于钢拉杆的长度较大，塔吊无法直接将其转运至洞口吊装位置。因此，在实际吊装过程中，采取了先将钢拉杆一端放进洞内的策略。具体来说，先将洞内一侧的倒链下放，与钢拉杆的一端连接，然后缓慢提升钢拉杆，使其脱离地面约1m。同时，另一侧仍采用塔吊进行提升，缓慢地将钢拉杆向洞内移动。当钢拉杆的另一头也接近洞口位置时，下放钢拉杆，并在洞口方向安装倒链。此时，利用倒链整体提升钢拉杆，并调整其角度，使其能够顺利地进入洞内。然后，松放卷扬机，将钢拉杆向洞内运输至指定位置。

在高强钢拉杆的安装过程中，定位杆、定位牛腿及精调装置的安装也是关键步骤。这些部件的安装需要在定位架安装完成后进行，并且需要按照从下往上的顺序依次安装。在安装前，由测量组放出定位杆及定位架的位置，并进行精确标记。然后，将定位杆和定位架焊接牢固。接下来，进行二次放样，确定精调装置的坐标位置，并进行焊接。为了加快精调装置的焊接速度，可以事先通过临时杆件将其焊接成整体。

对于上层钢拉杆的安装，由于受到吊装高度的影响，需要先将其吊装放置于临时支撑杆件上。具体来说，每根定位杆上面可以放置两根钢拉杆。然后，先安装最顶层的钢拉杆，采用倒链进行提升。当顶层钢拉杆安装定位完成后，同样采用倒链提升剩余的钢拉杆，并焊接定位杆。至此，高强钢拉杆的安装工作全部完成。

4.结束语

本技术适用于采用隧道锚进行锚固的悬索桥高强钢拉杆及型钢定位支架施工，该技术与同类技术相比，由于在高强钢拉杆锚固系统安装过程中施工简单方便，安全性高，能够保证安装精度，确保施工质量与进度，很好的利用现有资源，对人力物力的消耗投入较少；对施工区域周边环境基本无扰动，能够很好的适应洞内安装场地狭小的工况；对复杂地形条件下的悬索桥隧道锚锚固系统安装定位具有极大的借鉴作用，有明显的社会效益和经济效益。

参考文献：

[1]任涵.山区悬索桥缆索吊装关键技术研究

[2]王崇旭，庄值政.大跨度悬索桥缆索吊吊装施工技术

[3]陈富强.大跨径悬索桥缆索吊装系统的设计与施工研究