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[装备] 飞索往返越阳逻 [复制链接]

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桥梁网 发表于 2012-2-8 11:01:09 |显示全部楼层 |          |
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飞索往返越阳逻6 j, A& y$ o& Y2 P( @7 b6 j

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文/方乃平 高庚元& A4 O0 S6 j7 n0 w) P

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  2007年12月26日,武汉市第5座长江大桥——阳逻长江大桥正式建成通车。大桥为一跨过江悬索桥型,主跨1280m,是世界第八大悬索桥。在大桥施工中,结合本桥的特点,综合和拓展了原有的施工方案,设计了大跨度单机往返式双作用悬索桥主缆空中架设方案。) e2 {% r! P2 ~1 ^% s% }+ B

工程概况4 e) S! \+ y1 y/ s


! i2 A/ d9 n0 e9 v. n# A) l, X6 X  悬索桥施工中,主缆的架设是桥上部结构施工的关键工序之一,施工中存在位置高差变化大、工作空间狭小、索股为较长的柔性材料、安装过程中技术要求高等因素。
/ I( L5 h' W; G+ _& V  武汉阳逻长江公路大桥主桥为250+1280+440m双塔单跨简支钢箱梁悬索桥,下游侧主缆从北锚碇到南锚碇的索股有154股(简称“通长索”),北边跨另设8根索股在北塔索鞍处锚固(简称“背索”)。每根索股由127根直径为5.35mm的高强镀锌钢丝组成,主缆在架设时竖向排列成尖顶的近似正六边形,紧缆后主缆为圆形,在索鞍内为矩形。北边跨主缆直径为847mm(162索),中跨及南边跨直径为826mm(154索)。
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4 |0 U9 e/ c3 h6 d# [: e. X8 ^- N  主缆架设的技术要求:主缆是悬索桥的主要受力构件,为确保主缆各钢丝受力均匀,在六边形断面的左、右两个顶点分别编制基准丝和着色丝,安装索股时通过着色丝检查索股是否扭绞;各跨钢丝束相对于基准束必须平行,钢丝束在拽拉过程中必须妥善保护,不得损伤镀锌层。丝丝之间也必须平行整齐,不得出现扭转、鼓丝、散股、油污,锚端的张拉力应控制在允许范围内。( S! I" E* k* F3 y$ t8 n2 h2 R, d& b

方案技术分析
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5 E9 h; a/ z8 f/ G0 H: A  以前的施工方案及本项目的投标中均采用锚头小车方案,牵引绳、锚头和索股在猫道上运行。在国内建成的几座大跨度悬索桥施工中,有的采用双卷扬机,空中放索方案。本桥结合实际情况,吸取以前的施工经验,设计了单卷扬机方案。该方案有锚头小车和拽拉器牵引等方式,由一台卷扬机、两个拽拉器、两根长度大于牵引行程的钢丝绳和各种导向滑轮组成。卷扬机的正反向牵引实现上下游的放索系统中,当一个拽拉器在牵引状态时,另一个拽拉器处于返回状态,也实现了上下游放索牵引交替进行。
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  单卷扬机循环往复牵引方案只需要一台卷扬机,两个拽拉器,约两倍牵引行程长度的钢丝绳,利用卷扬机的正、反向牵引,使一个拽拉器牵引,另一个拽拉器返回。牵引绳的背拉力在卷扬机上产生与牵引力矩一致的主动力矩,不增加牵引卷扬机电机的负载。卷扬机必须具有足够的牵引力和双向牵引的功能,要特别设计;系统必须安装配重系统,所用钢丝绳长度控制较严格。! a+ _1 e1 B5 k) @
  综上所述,单卷扬机循环往复牵引方案投入少,如实行双向放索经济指标更好,控制容易,操作简单,优势明显。因此采用这一方案。

设计原理
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  综合各方面的因素,放索场设在阳逻(北岸)侧,索股进场运输方便,主缆牵引卷扬机和平衡重设在北湖(南岸)侧,均布置在锚碇之后。
6 L, k% I/ G4 _4 r- L+ ^3 i5 U  最大牵引力为主缆索股翻过第二个主塔(南塔)前的牵引力与牵引系统的运行阻力之和。经计算分析,索股在牵引系统的作用下翻过北塔后,在锚头到达南塔的时候牵引力最大,理论计算值为180kN。
! l9 z' L9 I. R9 X2 T  卷扬机是本系统中的关键设备,特别设计制造一台摩擦式双卷筒卷扬机,额定牵引力250kN,最大牵引力可达280kN,缠绕在卷扬机卷筒上的双向承受正常拉力,卷扬机正反转时,实现正反向牵引。控制系统方面,采用钢丝绳穿过不在同一直线上的三个滑轮,在中间滑轮的支点上安装测力传感器,传感器将信号传到电脑,电脑显示读数;速度和坐标(行程)定位通过卷扬机上安装转速传感器,电脑将转速传感器的数据进行处理后显示出来;对电机采用变频调速,可在0—20m/min内进行无级调速。电机功率200kw。
+ I. Q. W* h% I& P  钢绳分中间绳和驱动绳,中间绳在两个拽拉器(若有条件)之间,驱动绳是经过卷扬机、测力器、平衡重后连接在两个拽拉器上,驱动绳略长于中间绳,准确确定绳长,初步按每根2400m长定货;根据工作条件要求和受力选定钢芯、无油、镀锌钢丝绳Φ36-6×36SW+IWR,σb=1970Mpa。
- [/ A+ P- C& t, M2 q" T  配重主要用来保持牵引绳松边的恒定张力,调节牵引绳工作过程中的伸长或缩短。配重体为砂箱,配重大小按拽拉器返回到位前,松边绳的张力能使拽拉器高于猫道面足够的空间确定。初次确定牵引绳背拉力70kN,运行后根据使用效果进行调整。% K1 v+ ^+ r- w/ R1 g3 P
拽拉器不仅是牵引中的一个连接器,还是中间绳与驱动绳的重要接头。从L形支架的侧面悬挂在牵引绳上,被牵引的锚头在牵引绳的正下方,可自如地的通过各门架滑车。阳逻桥采用的是冷压连接方式。
3 i" z  t- o( p/ s" }# {  为了实现牵引绳与索股的上下空间分离,在猫道上设置了35个门架,每个门架上悬挂2个(若上下游同一个牵引系统,只要1个)门架滑车,支承牵引绳并防止其脱离。
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安装与调试
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- a+ I6 w* l" j9 t9 f  在下游侧主缆架设工程里,只安装了一个拽拉器,单线牵引,卷扬机和配重因场地关系安装在南锚的下游侧,悬挂配重的钢绳倍率为4,可增大绳长的调节量;牵引绳的中间绳和驱动绳先分别安装,中间绳的长度等于放索行程与两个(若为双拽拉器)放索牵引起点间(起点的转向长度)绳长的和,其他部分的绳长为驱动绳的绳长,准确长度需要现场实地确定,最后连接驱动绳和中间绳,并将配重提升到高位状态。调试检查各机构的运行状况,调试测力、测速、调速、坐标定位设备,空运行正常后开始牵引放索试运行。' O! g6 L( d& n) C4 I4 X2 v+ {3 F2 M/ y

总结与展望0 P3 [5 C1 |* K  P  ]: P

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  系统经过调试和试运行后,运转正常,操控方便。在操作室内,能准确关注到牵引力的大小、速度和拽拉器到达的位置,能直接用电脑进行操控。放索过程中,速度平稳,能顺畅通过塔顶和猫道门架。最大牵引力发生在主缆索锚头翻过南塔时,其牵引力为186kN,启动和停止都很平稳,发现索股异常时也能及时、平稳停下来,完全满足放索的工艺要求。电力消耗为双卷扬机循环往复方案的一半左右。在后续的重庆市外环线鱼咀长江大桥施工中,采用了双拽拉器方案,上、下游同一牵引系统,效果良好。
  J, D) M- J# x3 ^0 @

(作者单位:中铁大桥局集团公司)* h. K7 A1 {1 c
(编辑:王少杰)
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