对赛格水电站蒲赛公路罗明索道桥的施工工艺探讨

钱 怡

（中国水利水电第九工程局有限公司，贵州 贵阳 550008）

1 工程简介

蒲赛公路罗明索道桥位于保山市隆阳区S230省道K93+500附近，为跨怒江的临时索道桥。该索道桥地处属于典型的高山峡谷地貌。为解决大坝坝肩开挖的出渣的运输问题，经过选址并进行对比研究，决定在此修建一座桥梁。具体指标如下。使用年限:8年；设计荷载：汽车-80，挂-80级，全桥仅通行1辆重车，不叠加人群荷载；桥面高程:1710m；桥面净宽：4.5m+2×1.00m；行车道数：单车道；设计行车速度：20km/h，高峰通行能力应达到90车次/h；设计洪水频率：20年一遇。

按以上要求，将该桥设计成单跨索道桥，跨径230m，单车道，设计行车荷载80t，单车通过，桥面净宽4.5m+2×1.00m。

2 主要构件设计说明

2.1 主索

主索选用合格钢丝绳厂出品的6×37m+IWR-52-1770的钢丝绳，直径为Φ52mm桥用钢丝绳，材料强度F=1670MPa,柔性为特级车道主索28根，人行道主索2×4根，稳定索2×8根，共计52根。

2.2 车道板

本桥车道板为金属结构型，长、宽、高为4500×630×92mm。内设有横隔板，以防局部变形，板厚6mm抗弯矩W=315.01cm3；当单轴轮压为40吨时，弯曲应力σ=1590kgf/cm2。全桥共设有359块同规格车道板。为增大桥面与车轮之间磨阻力，车道板面板选用花纹板。

2.3 车道、人行道压梁及稳定梁盖梁

车道压梁选用100mm×100mm×10mm角钢，人行道压梁选用10#槽钢，稳定梁盖梁选用δ=6mm的Q345B钢板焊制而成。

金属材料表面进行防腐处理。

2.4 稳定梁及付梁

全桥共设有22根稳定梁及23根付梁，这样的布局主要为了增加索桥纵向稳定性，从而达到行车提速的目的。稳定梁高584mm，翼缘宽250mm，梁长 13.0m，板厚 12mm，材质为Q345B。最大断面抗弯矩W=2282cm3。

付梁高396mm，由板厚8mm的Q345B钢板焊制而成，最大断面抗弯矩W=854cm3。

2.5 锚固系统

主索锚碇系统为钢丝绳岩锚，设计锚索孔径为Φ150mm，孔深25m，锚固长度12m，自由长度13m，在锚板中安装导向板过渡到地面以上。

根据现场实际情况，决定选择锚杆型锚碇。锚碇的相关计算如下。

式中,h为锚固深度,m；τ为岩体的剪切强度,kPa，根据现场试验结果τ=25；a为锚索间距m，a=1.5m；TW为锚索锚固力，kN,TW=480kN；Sf为抗破坏安全系数，Sf=3。计算得h=13.56m，小于25m，故安全。

式中，Lr为岩体中锚杆粘结长度，mm；Sf为安全系数，取3；τr为岩体与注浆体之间的粘结强度，查阅得0.8；TW为锚杆工作锚固力；TW=480kN；D 为 锚 固 段 钻 孔 直 径 ，m,D=150mm。计算得Lr=3.82m，小于25m，故安全。

式中，Lg为注浆体与锚杆体之间的粘结长度，mm；Sf为安全系数，取3；T为锚杆工作锚固力，kN，T=480kN；n 为钢丝绳根数，n=6；dg为钢丝绳直径，m；τg为粘结强度，kPa，取500kPa。计算得Lg=8.99m，小于12m，故安全。本工程中，由于受钻孔孔径的制约，不能将钢丝绳解散成为单根丝，只能将其解散为单股，因此n的取值应为6。钢丝绳每股直径近似取值为17mm，每股钢丝绳表面均凸凹不平，实际与注浆体的粘结面积应大于等效17mm的光面钢筋。注浆体强度为30MPa。现场安装时，一般Lg≥3m。单个锚孔布置见图1。

图1 锚孔布置

3 主要施工方法

锚碇对称布设在江河两岸，用来锚固索道桥的承重索，将索的拉力传给地层。它是索道桥最重要的基础。锚碇工程涉及到复杂的地质问题，是索道桥设计施工的难点及重点；桥身系统施工主要是主索的架设等，具有一定的危险性及要求有熟练的技术人员；因此本文重要介绍这两部分的施工方法。

3.1 锚碇系统

锚碇系统为岩石锚索,布孔方法见图2。

3.1.1 造孔

①采用QZ150型潜孔钻造孔，冲击钻头选用φ150。钻孔孔向控制：首先排架搭设要牢固，钻机定位准确，水平孔须用2mm/m精度的水平尺校核钻机钻杆水平，测量仪测定钻进方向角。调整好孔向再牢靠固定钻机。

② 开孔钻进要低转速，低压推进，当成孔约50cm，需再次校核孔向，及时调整钻机。在钻进过程中若孔深已达到预定施工图所示的深度，而仍处于破碎带或断层等软弱岩层时，延长孔深，继续钻进，直至监理人认可为止。对于破碎带或渗水量较大的围岩，有关施工技术文件的规定对孔进行固结灌浆处理。

③ 钻进过程中认真记录每一钻孔的尺寸、钻进速度和岩芯记录等数据。造孔过程中应做好岩粉采集，以确保锚固段位于稳定的岩层中。钻孔完毕时，用风冲洗钻孔。在安装锚杆前，将钻孔孔口堵塞保护。

④ 倾斜孔在钻进时采用导向仪控制斜度，及时测斜、纠偏。钻孔结束后，应测量孔斜、方位角及孔深，不符合设计要求的孔作废孔处理，并全孔灌注M25水泥砂浆回填后重钻。

⑤钻孔完成后反复用高压风清洗锚杆孔，直到孔内无灰尘被吹出为止。

3.1.2 注浆

注浆时用水桶事先画好刻度线，称量好每桶水的重量，按重量配合比(水灰比)1∶0.45灌注水泥浆，注浆压力控制在1.2～1.4MPa之间。注浆管采用硬塑管，边注浆边朝外拔，保持注浆压力一定，确保注浆饱满，然后进行二次注浆。

图2 锚索孔位布置

3.1.3 施工注意事项

锚索采用二次注浆锚索，其施工工艺如下：测量放线→钻孔→清孔→安转锚索→一次注浆→浇筑混凝土垫板→张拉与锁定→二次注浆→封锚。锚索制作前应对实际孔深进行测量，按照编号截取相应的孔深材料，并应使用冷切割，避免使用电弧或其他热切割。清孔完毕后应对孔口进行封闭，避免污染。

3.2 桥身系统

3.2.1 安装前的准备工作

索桥在安装前，要做好必要的准备工作，准备工作包括：对索桥轴线进行复测，对施工机具是否到位、设备完好率进行统计并调整，工作人员的到位率进行调查；经现场察看，桥的右岸桥头可作为施工场地，场地的布置视索桥基础工作（包括开挖及混凝土的浇筑）完成后的情况而定。索桥的安装工艺流程如下：

3.2.2 主索铺设

1）主索裁料

为了节省时间可预先在厂内裁料，根据设计跨度、垂度及施工余量等计算每根主索的下料长度。下料这一工序非常重要，它关系到索桥是否达到设计要求，因而要求下料要非常准确。

2）桥面索架设

先架设一5吨走线，通过走线将材料运到施工现场，走线简图如下：

5吨走线主要设备和材料如下：

3t慢速卷杨机2台，ф21.5钢丝绳600m，起重小车1台，Ⅰ20工字钢40m，∠80×80角钢50m。

卷杨机平面布置示意图如下：

1号和3号卷杨机用作牵引，2号卷杨机用作起重。

3）主索的铺设

由于主索自重比较重，为了防止钢丝绳堕入河中和减少卷杨机索引力，能安全快捷铺设主索，采用先架设一组简易索道，在索道上均匀铺设钢管，使主索通过简易索道的托护，安全、快速地被索引到左岸。钢索牵引采用小走线加简易索道的形式，简易索道布置在桥中心线两侧，主索牵引到左岸后，分别从桥两侧往中心铺设。简易索道示意图如下：

简易索道所需材料如下：

ф18.5mm钢丝绳 500m，ф50mm钢管100m。

4）桥面索预拉和固定

为防此钢丝绳塑性变形，主索预拉是必须的，根据设计要求，面索初张时采用两次张紧的方法，第一次达到设计要求后停一周再张紧到位。从左、右岸锚杆的设计预埋件看，桥面索过河后利用预埋锚杆用于固定和初调钢丝绳的工件。利用预先埋设的地锚，采用滑轮组牵引钢丝绳挂于锚杆连接器上，最后用绳卡固定。预埋件简图如下：

埋件所需材料为100米Φ40的圆钢。

5）主索初调

首先将钢丝绳的一端按设计要求固于锚杆上，在另一端用滑轮组、卷扬机等设备预拉钢丝绳，而后利用这套设备调节桥面钢索使其空索矢度达到设计值，经设计验算，在0℃时矢高为575cm,经计算空载状况为496cm。

6）主索矢度调整

桥面索矢度调整必须达到两个条件，第一，矢度等于设计值，且每根桥面索的拉力达到此种荷载情况（空索状况或满荷载状况）所给定值；第二，所有桥面索横断面要对称水平，调整后桥面索矢度应处于较稳定状态。

调整过程分为二次进行：第一次调整达到设计值即可；第二次调整是在第一次调正后经一天左右再调整，使之达到设计值。

3.2.3 钢梁安装

根据钢梁现场安装的要求，在右岸适当地位置，设置安全可靠的平台摆放一台8t汽车吊。钢梁运至现场后，根据安装编号顺序堆放。当桥面索张拉完成，检查各参数符合设计要求后做好记录,才能进行钢梁的安装。在钢梁吊装过程中应采取防止钢梁变形的措施。根据钢梁的安装顺序，将第一根钢梁用吊车吊置于桥面索下面，用卷扬机配合吊装就位，并与两侧人行道索及稳定索连接，临时固定好后撤勾，用3吨卷扬机牵引至安装位置，按设计间距定位，牵引时要尽量保持同步，避免卡阻。安装调整合格后将连接螺栓拧紧，使钢梁和人行道索及稳定索连接成一个整体，检查合格后按同样的工艺安装下一根钢梁，直到安装完成为止。

3.2.4 桥面板安装

用人力或小型机械设备运送桥面板，在运输过程中应对桥面板的菱角采取保护措施，按设计技术要求安装固定。安装顺序可根据实际情况从一端或两端按顺序就位。

3.2.5 人行道板、栏杆系统等安装。

人行道板在桥面板安装完毕后，进行人行道板及栏杆系统的安装。用人力或机械设备从一端或两端按设计要求顺序进行安装固定。

结束语

现代索道桥由于在水电站建设期运行，其索道桥自身的建设施工就更早，一般施工时，工地的三通一平没有完成。工地的风、水、电、砂厂骨料基本没有形成，常常以为其土建工程量较小而不重视，造成工期滞后，影响业主后续项目的进行。为此，作为施工须对工地的所有条件综合考虑，注意每一个工序的进行。该桥于2007年建成通车，至今已经3年多。根据笔者现场观测，桥梁运行状态良好，没有出现任何异常情况。该桥自开工至建成通车，施工周期为6个月，其他桥型的施工周期均在12个月以上，故该桥型具有施工周期短的特点。现代索道桥是一种技术可行、经济合理、施工周期短、具有较大发展潜力的桥型，同时也是值得广大工程建设者推广和研究的桥型。

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[2]交通部公路规划设计院.JTJ024-85公路桥涵地基与基础设计规范[S].

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