世界最大雙層公路懸索橋,主纜架設、飛跨長江!解讀核心工藝

6月5日,世界跨徑最大的雙層公路懸索橋--武漢楊泗港長江大橋首根主纜索股架設完成。建設者在長江上空飛跨天塹,施工現場震撼恢弘。今天,超級建築給您帶來楊泗港長江大橋首根主纜索股架設的大量精彩實拍,併為您揭秘懸索橋主纜架設的核心工藝。

懸索橋是超級橋樑的一種主要形式,這種橋型用纜索或鏈索作為主要承重構件,將大橋的重量傳遞到主塔和錨碇上。一座懸索橋的主要結構包括:懸索、索塔、錨碇、吊杆、橋面系等。其中,懸索是懸索橋有別於其他橋型的關鍵,也是懸索橋建設的重難點。在懸索建設的過程中,主纜又是重中之重

那麼,懸索橋的主纜是如何架設的呢?下面,超級建築就給大家說一說。

世界最大雙層公路懸索橋,主纜架設、飛跨長江!解讀核心工藝

▲2017年11月21日北岸主塔封頂

武漢楊泗港長江大橋由中鐵大橋院設計、中鐵大橋局承建。大橋有兩座主塔,其中,北岸主塔(漢口岸主塔)高231.9米,於2017年11月21日封頂;南岸主塔(武昌岸主塔)高243.9米,於2017年12月27日封頂。兩座主塔封頂後,就可以準備架設大橋的懸索系統了。

大橋的南岸主塔比北岸主塔還要高出12米,而且與北岸主塔位於江邊岸上所完全不同的是,南岸主塔8個籃球場大的主塔沉井基礎位於江水中。

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▲2017年12月27日南岸主塔封頂

兩座高聳入雲的主塔終於封頂了。那麼如何將大橋的懸索凌空掛到相距1700米之遙、中間隔著滔滔江水的兩座主塔的頂部呢?

根據設計,楊泗港長江大橋全橋共左右兩根主纜,每根主纜的跨度為2630米,設計最大索力約6.5萬噸,相當於一根主纜可以拉起一艘“遼寧號”。主纜採用預製平行鋼絲索股法形成,每根主纜有271根索股,每根索股由高強鋼絲組成,是目前國內強度等級最高的懸索橋主纜鋼絲。6月5日架設成功的就是大橋主纜的第一根索股。那麼,首根索股又是如何架設的呢?

事實上,在架設首根主纜索股前,還必須要先建設好貓道。貓道是懸索橋施工時架設在主纜之下,而又平行於主纜線形的臨時施工作業的便道,主要承擔人行通道和主纜系統乃至懸索橋整個上部結構作業平臺的作用。大橋竣工前會將貓道拆除。因此,當大橋通車後,我們駕車行駛在大橋上時,已經看不到貓道的風采了。

一座懸索橋一般要建設兩條貓道,每條貓道都如同一座吊橋一樣跨過江河。因此,建設貓道也絕非易事。

要架設貓道,首先還要架設先導索。這可以說是大橋懸索建設的第一步。之所以要先架設先導索,是由於大橋的主纜太重了,沒辦法一次架設成功;就算單看主纜的一根索股還是太重了,還是沒辦法一次架設成功;貓道也太重了,也沒辦法一次建設成功。於是,需要先架設一根更輕的鋼絲繩,這根鋼絲繩就叫做先導索。

以下超級建築給大家揭秘楊泗港長江大橋先導索過江、貓道建設、首根主纜索股架設等主要工藝的建設過程。

2018年2月8日,武漢楊泗港長江大橋進行了先導索過江作業。本次先導索過江採用“自由懸掛牽引法”。就是把先導索的一端連到北岸的地面捲揚機上,另一端跨過主塔的頂部索鞍再垂到江面,然後用拖輪牽引著先導索前進,從漢陽岸橫渡長江,跨越1700米寬的長江航道後,抵達武昌岸邊,與已經準備好的、從另一個主塔頂部放下來的一根直徑32毫米的引索“會師”。然後,再用引索牽拉先導索,提升至主塔頂,再穿過主塔頂索鞍,下放到主塔另一側的岸上,與南岸捲揚機連接。最後,兩岸捲揚機同時啟動,將先導索凌空拉起,最低點升至離江面33米的高空。這樣,先導索就完全架設好了。

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▲2640匹馬力的拖輪

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▲穿先導索用的捲揚機

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▲用引索拉起先導索

武漢楊泗港長江大橋的先導索直徑26毫米、長6200米、重16.6噸。牽引過江的過程中需確保先導索不入水,避免沉底被水下障礙物纏繞等危險,所以在牽引過程中捲揚機的速度和駁船的速度需嚴格把控。

先導索成功過江後,就成了大橋後續建設的

牽引系統,是楊泗港長江大橋上部結構施工的重要組成部分,在架設貓道和主纜時,一刻也離不開這個牽引系統,超級建築把它稱為懸索橋建設的“空中交通生命線”。

先導索架設成功後,懸索橋就真正進入到上部結構施工階段。這時就可以建設貓道了。大橋建設者先是利用先導索來回拉拽牽引,在空中,將一根根貓道承重索拉過長江,並跨過兩岸的主塔頂部後連接到兩岸地面設施並固定好。然後,依託貓道承重索(每側貓道需要十根承重索),凌空搭建大橋施工的空中走廊---“貓道”。

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▲工人在鋪設貓道面網

貓道的結構主要包括:貓道承重索、貓道面層、欄杆及扶手、抗風系統、門架系統、橫向通道及各錨固調節件等。

貓道面層一般由鋼絲網、防滑木條、門架橫樑及鐵絲防護網等組成。楊泗港長江大橋的中跨貓道面層寬4米、橫向通道長32.71米,該橋中跨貓道面長1738.97米、邊跨貓道面長506.075米。

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▲工人正在安裝貓道扶手立柱

武漢楊泗港長江大橋貓道從南錨碇一路爬升至塔頂,越過塔頂再順延而下,跨過長江後翻越一號塔,最終抵達北錨碇,在長江上劃出一道柔美又不失力道的弧線。

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▲工人正在安裝貓道扶手立柱

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▲工人正在安裝貓道扶手立柱

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▲武漢楊泗港長江大橋貓道

武漢楊泗港長江大橋貓道最高處離江面有220餘米,最低處離江面60餘米。貓道寬4米,上面由兩層鍍鋅鋼絲網組成,分別為承重網和步行網。貓道中跨的弧線大概與江面呈30度角,最前面的30多米鋼絲網上鋪設有木板,方便工人施工。走在此處看不到江水。再往前走就是鏤空的鋼絲網,低頭看就是滾滾長江。

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▲武漢楊泗港長江大橋貓道

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▲武漢楊泗港長江大橋貓道

貓道建設完畢後,就進入到主纜架設的工序。主纜需要一根索股一根索股的架設,其中,首根索股尤為重要。首根索股是主纜架設的基準索股,牽引到位後進行線形調整,並至少連續觀測三個夜晚,確認線形符合要求後,將三晚的觀測數據平均後作為基準索股的最終線形。

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▲首根索股從這裡出發

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▲索股由牽引索牽引沿貓上的支撐滑道(滾輪)前進

武漢楊泗港長江大橋的一根索股差不多和成人手臂一樣粗,單根索股由91絲直徑6.2毫米的鍍鋅鋁合金高強鋼絲組成,長約2850米、重約61.6噸。

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▲抵達塔頂後穿過索鞍

根據武漢楊泗港長江大橋主纜索股的特點,單根主纜共設置了三根基準索股,其它索股線形將以基準索股為準,進行相對垂度調整。

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▲抵達塔頂後穿過索鞍

主索鞍是主纜在塔頂的固定承載裝置,主要用於承載主纜的壓力並傳遞給塔柱,同時保證主纜平順轉折。塔頂主索鞍系統由格柵及反力架、上下承板、鞍體等構件組成。

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▲穿過索鞍後繼續前進

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▲向著對岸繼續前進

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▲工人們在貓道上及時檢查索股

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▲工人們進行高空作業

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▲工人們及時將索股安放在導向滾輪上

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經過建設者的不懈努力,武漢楊泗港長江大橋的首根主纜索股於2018年6月5日架設完成。隨後開始架設更多的索股。等271根索股都牽引完成後,將對所有鋼絲索股進行捆綁緊固,最終形成一條粗壯有力的主纜。再經過後續的主纜緊纜、索夾、吊索以及纜載吊機安裝等工序,就可以進行鋼箱梁吊裝了。

武漢楊泗港長江大橋是一個規模巨大的超級工程。後續的工程仍然艱鉅複雜,也仍然恢弘大氣,超級建築會給大家帶來更多介紹。讓我們一起見證這座超級工程的成長與震撼。


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