邓玉平
（中铁大桥局设计分公司，湖北 武汉 430050）
摘 要：成贵铁路鸭池河特大桥主桥为436m中承式钢-混结合提篮式拱桥，本桥采用缆索吊机吊装拱肋节段，对缆索吊机方案从安全性、经济性、施工难易程度等多方面进行技术经济比选，最终确定适用于本桥主拱施工的缆索吊机方案。
关键词：鸭池河大桥；提篮式拱桥；缆索吊机；方案比选
成贵铁路鸭池河特大桥主桥为436m中承式钢-混结合提篮式拱桥，地理位置为为典型的喀斯特高原、峡谷地貌类型。峡谷地区（鸭池河河谷）基本为陡峻的斜坡及峭壁地形，拱顶距离谷底约270m（见图1）。
图1 成贵铁路鸭池河特大桥总布置图
拱肋为钢—混凝土组合结构，全桥共两片拱肋，提篮式布置，拱顶处拱肋中心距为15m，拱脚处拱肋中心距为33.6m。拱肋与铅垂面的夹角均为4.62°。每片拱肋均由两片中心距为4.2m的钢桁拱及其之间的横向联接系组成。拱肋钢结构材质为Q370qE，外包混凝土采用C60高性能混凝土。拱肋外包混凝土段上、下弦杆截面为H型截面，钢混结部分上、下弦杆截面为箱型截面。
总体施工方案是采用缆索吊分段吊装拱肋节段，安装横撑，拱肋合龙后再进行外包混凝土施工。拱肋采用工厂制造、单元件运输、拱肋拼装场内组拼成节段、现场缆索吊机直接起吊安装。为保证质量，拱肋采用工厂预制杆件，在现场组拼成节段吊装。拱肋节段最重约212t，尺寸最大约34m×13m×5m。拱肋节段设计位置存在竖向、水平向、横向三方向倾角，空间位置和角度复杂，拱肋节段布置和空间断面位置（见图2）。
由于山区地形条件的限制，无法采用支架法、浮吊安装等常规的施工方案，缆索吊机作为一种同时具备起吊和走行能力的起重设备，为拱桥施工吊装提供了一种优质高效的解决方案[1]。本桥利用缆索吊机进行吊装施工，其主要是用于吊装拱肋节段，同时也负责横向连接系、拱脚K撑、拱肋外包混凝土、拱上立柱及主梁施工的吊装工作。鸭池河大桥拱肋架设采用斜拉扣挂法施工，缆塔铰接立于扣塔顶，成都侧扣塔安置于10#主墩承台上；贵阳侧扣塔安置于距11#主墩承台上。根据现场实际情况布置前后锚碇的位置，缆索吊机的立面布置（见图3）。
图2 鸭池河大桥主桥拱肋布置图
鸭池河大桥拱肋为提篮式，拱肋在拱顶处中心距为15m，拱脚处中心距为33.6m，缆索吊横向范围需覆盖整个拱肋位置，拱肋节段最重约212t，缆索吊机采用上下游两组主索同时起吊拱肋，缆索吊机设计钩下荷载为250t。针对本桥提篮式拱肋的吊装，缆索吊机对索鞍横移方案和不横移方案做了分析和对比。
图3 鸭池河大桥缆索吊机立面布置图
2.1 索鞍不横移方案
本方案中上下游两索鞍之间间距为36m，拱肋吊装时索鞍固定，主缆锚碇设置在横向距桥轴线18～33m位置，在起吊平台上调整好拱肋节段的横向位置以及内倾角度，上下游两组主索同时起吊，纵移至拱肋待安装位置（见图4）。
图4 索鞍不横移方案缆索吊平面布置图
（1）缆塔。缆塔由塔柱、横撑及横梁组成，其中塔柱、横撑及连接系均采用钢管结构，横梁采用钢箱梁，索鞍固定于塔柱上方的横梁上。缆塔结构（见图5）。
（2）缆索系统。缆索系统中单组主缆采用2-12
（3）吊装系统。扁担梁跨度36m，采用空间桁架结构。吊索采用φ56钢丝绳。通过前后天后天车起重索长度调整纵向角度，倒链张拉调整拱肋横向内倾角（见图6）。
（4）机械设备。本方案中需要150t天车4台、15t起重卷扬机8台，22t的摩擦式牵引卷扬机8台。
2.2 索鞍横移方案
本方案中上下游两索鞍之间间距为5m，在吊重拱肋时索鞍之间固定，同步横移，主缆锚碇设置在桥轴线上，锚碇中心距5m则当索鞍不横移时，整个主缆平行布置。主索最大横移范围自桥中线向上、下游各15.5m。先将拱肋节段在起吊平台上移动至横向设计位置处，然后将缆塔顶索鞍横移至待安装拱肋上方，在平台上调整好纵向角度及横向内倾角，上下游两组主索同时起吊纵移至拱肋待安装位置（见图7）。
（1）缆塔。缆塔由塔柱、斜撑及横梁组成，其中塔柱、斜撑及之间连接系均采用钢管结构，横梁采用焊接大箱梁结构，横梁顶设置滑道，索鞍初始位于缆塔横梁中间，可在上下游各15.5m的范围内横移（见图8）。
图5 索鞍不横移方案缆索吊缆塔布置图
（2）缆索系统。缆索系统中单组主缆采用2-12
（3）吊装系统。扁担梁跨度5m，采用焊接箱梁结构。吊索采用φ56钢丝绳。通过前后天后天车起重索长度调整纵向角度，倒链张拉调整拱肋横向内倾角（见图9）。
（4）索鞍横移系统。索鞍横移分带载横移和不带载横移，带载横移需要横移力大，而且横移过程中风险较大，从安全方面来考虑在本方案中采用相对风险小的空载横移。索鞍的横移可采用卷扬机、连续千斤顶及长行程千斤顶。其中长行程千斤顶稳定可靠，而且能有效的控制索鞍横移的同步性，故本方案中采用的是200t长行程千斤顶进行横移，单次横移距离为1m。缆塔横梁上设置有间距500mm的销孔，用于横移过程中索鞍横移临时固定及横移到位吊装的横向限位。
图6 索鞍不横移方案缆索吊吊装系统布置图
图7 索鞍横移方案缆索吊平面布置图
（5）机械设备。本方案中需要100t天车4台、15t起重卷扬机4台，22t的摩擦式牵引卷扬机8台。8台150t长行程千斤顶。
2.3 分析及对比
（1）不横移方案。本方案缆塔结构简单；拱肋直接起吊，操作简单。但因拱肋需在扁担梁上实现横向定位，扁担梁跨度大，故需要设计成空间桁架式结构，导致其重量较大；吊装一侧拱肋时，两组主缆受力不均，单组受力较大，故主缆需要更多的钢丝绳或者特种密封钢丝绳才能满足要求。单侧主缆吊重大，则对应的起重和牵引力都将增大，需要增加起重索和牵引索的走线方可满足要求，导致运行效率低下；同时，由于单侧起重量大，主拱肋节段吊装需要150t天车共4台，此类设备需要定制，造价高。
（2）横移方案。本方案通过索鞍横移，直接在拱肋横向设计位置处起吊，吊装扁担设计轻巧，可充分利用两组主索共同受力，主索、起重索及牵引索受力均较不横移方案中小。结构安全风险较小；缆索系统工程量少；机械等均可利用常规设备；两索鞍在拱肋吊装完成后可拆开独立横移，更方便适用于后期的吊装施工。但其缆塔结构较复杂；每次吊装拱肋节段时，需要对索鞍进行横移，操作较复杂；需要增加横移设备。具体对比分析（见表1）。
图8 索鞍横移方案缆索吊缆塔布置图
图9 索鞍横移方案缆索吊吊装系统布置图
表1 两种缆索吊机方案技术经济对比表
项目 不横移方案 横移方案普绳：476.4t（既有）；钢结构1455.6t；4台100t天车（既有）；8台150t千斤顶安全性 结构受力可满足要求 结构受力可满足要求经济性普绳：640.5t（新购）；钢结构1216.8t；4台150t天车（新研制）施工难易性 工艺成熟，直接起吊，施工方便施工风险 上下游主索受力不均匀，高差大，施工风险大 上下游主索受力均匀，施工风险较小工艺成熟，每次吊重均需横移索鞍，技术含量高
从安全、经济性和施工难易性等方面进行综合考虑，横移方案均占优势，故本桥缆索吊机最后按照横移方案实施。
结合鸭池河特大桥主拱的自身特点，通过对鸭池河桥缆索吊机方案进行技术经济比选，最终选定本桥缆索吊机系统的实施方案采用索鞍横移方案。事实证明横移方案在后期实施过程中取得了很好的效果，目前鸭池河大桥拱肋已经顺利吊装合龙。
参考文献：
[1]董传洲,冯仲仁.重庆巫山大宁河桥165t缆索吊机设计[J].交通科技,2013,(1):42-45.
中图分类号：U448.22+2
文献标志码：A
文章编号：2096-2789（2017）02-0010-04
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