北盘江大桥猫道设计与架设浅析

北盘江大桥猫道设计与架设浅析

摘要：猫道为上部结构施工重要的高空工作通道和临时作业平台，在整个上构施工期间，猫道作为索股牵引、索股调整、主缆紧固、索夹及吊索安装、主缆缠丝防护、及主缆除湿系统等施工的作业平台。本文重点介绍了贵州省镇宁至胜境关高速公路北盘江大桥的猫道设计与架设情况，供参考。

关键词：北盘江大桥；猫道；设计；架设与拆除

北盘江大桥的主桥为636m单跨双铰钢桁加劲梁悬索桥,两岸引桥分别为4x45m预应力砼T梁和3x45m预应力砼连续箱梁，大桥全长964m。该桥于2005年10月开工，2008年9月建成通车。桥型结构见下图：

图1 桥型结构图

1 猫道设计

猫道作为上部结构施工重要的高空工作通道和临时作业平台，平行于主缆布置。在整个上构施工期间，猫道作为索股牵引、索股调整、主缆紧固、索夹及吊索安装、主缆缠丝防护、及主缆除湿系统等施工的作业平台。本桥猫道承重索采用三跨分离式结构。

猫道由猫道承重索、扶手绳、猫道制振装置、扶手网、面网、横向通道、锚固体系等组成（如图2所示）。猫道设计主跨为636m，南北两边跨均为192m，在上下游对应于主缆中心线下方各设一幅猫道，单幅猫道横桥向与主缆轴线呈对称布置，猫道层面到主缆中心距离1.4m，宽度4.0m。

1.1 猫道承重索

每条猫道设6根Ф52钢丝绳作承重索，经计算安全系数大于3.0，采用三跨分离的布置形式。承重索两端分别锚固于主锚碇及塔顶的预埋型钢上，并于锚固外设置长度调节装置。

1.2 猫道面层

猫道面层由一层粗面网和一层细面网构成，第一层为φ5.0（孔150mm×75mm）的焊接钢丝网，以增加面层刚度。其上第二层φ1.0的小孔（16mm×16mm）的钢丝网，以防小工件坠落。其上每隔0.5m绑扎一根防滑木条。在猫道面层网上每隔3m交替设置一道12号槽钢，用于主缆成形完毕猫道

的悬挂。

图2 猫道剖面图

1.3 横向通道

猫道在中跨设置3道横向通道，每道间隔约159m，边跨设置1道横向通道。横向通道采用型钢或钢管焊接的三角形桁架形式，除满足上下游猫道之间人员的通行外，并通过其提高猫道自身的整体稳定性，使其具备足够的抗风能力。

1.4 制振系统

为了改善猫道抗振能力，在相应的横向通道部位设置制振装置，支撑架上安装竖向制振索和水平制振索。制振装置主要由水平制振索、转向轮等部分组成，在制振索上施加一定的张力，使其在横向通道部位形成一个整体。

1.5 猫道锚固体系及调节装置

三跨分离式猫道承重索，通过主塔两侧的预埋件型钢以及锚碇鞍部前沿的锚桩进行锚固，猫道的锚固调节系统是由转向滑轮、牵引卷扬机、锚桩构成。承重索垂度随时通过该系统进行调节。

2 猫道架设

其施工工艺如下图所示：

图3 猫道施工工艺图

2.1 猫道牵引系统

猫道牵引索系统包括：在东、西锚各布置一台牵引卷扬机、塔顶导轮组、两根牵引索、拽拉器等，置于主缆中心线以上，上下游各有一套牵引系统。在牵引系统设计中，我们采用PPWS工法，架设顺序如下：

2.1.1 先导索架设

首先把一根Ф21钢丝绳缠在西锚5t牵引卷扬机上，然后将钢丝绳牵引至塔底，利用塔吊将钢丝绳牵引提升通过塔顶导轮翻越塔顶，采用人工放索至河谷底，用小船牵引将钢丝绳跨过北盘江至对岸；以同样的方式将东岸的钢丝绳放至谷底，将两股先导索联接，启动牵引卷扬机，收紧先导索，完成先导索的架设。

2.1.2 牵引索、工作承重索架设

牵引索架设系统由东、西锚碇后的主副卷扬机、Ф32牵引索、拽拉器、主塔顶门架导轮组以及滑轮、滚筒组成。首先将Ф32牵引索从位于西锚的副卷扬机拉出，经西散索鞍支墩顶滚筒拉至锚碇前与Ф21先导索用拽拉器连接，启动卷扬机牵引至东锚缠在东岸主卷扬机上，这样就将Ф21先导索换成Ф32牵引索。利用相同方法架设Ф52的猫道工作承重索。

2.2 猫道承重索制作和架设

2.2.1 制作

猫道承重索采用Ф52的钢丝绳，每条猫道6根，采用的钢丝绳均在北盘江作为吊装的主承重索，不再进行预张拉。为克服在使用过程中的猫道承重索伸长量的不均匀，我们在锚固端设置为单根可调，随时可以进行垂度调节。

2.2.2 架设

猫道承重索的架设顺序是：中跨→边跨→边跨→中跨，上、下游对称安装，尽可能使索塔受力均匀，并对索塔轴线进行观测，若超出设计规定的范围，调整承重索安装顺序或进行索力纠偏。

中跨猫道承重索的架设顺序为：先下游的上游，上游的下游，再下游的下游，上游的上游，对称架设，架设时将承重索各放一半在东西两岸。首先将中跨猫道承重索置于西塔西侧的索盘上，把承重索的绳头用塔吊牵引至塔顶，穿过锚固调节装置的转向滑轮，在距离绳头约5m外安装1根Ф17.5的短索和1根Ф32的调节索，短索索端与牵引索用索夹连接牢固，并在索夹和工作承重索之间安放单头连接器；启动东岸牵引卷扬机，牵引索将猫道承重索由西向东牵引，在单头连接器后约30m开始安放双头连接器，并按60m不间断安放。牵引过程中，通过索盘架的制动作用调整承重索的拉力以控制猫道承重索在连接器间的垂度。当猫道承重索在索盘上剩下20～30m时，用塔底5t卷扬机拉住承重索尾部保持其稳定上升，并施加一定的反拉力。当承重索的尾端到即将达塔顶时，在距离承重索的尾部约10m的位置用索卡将Ф36的调节索固定在承重索上，再将调节索穿过塔顶滑轮，与塔底卷扬机相连，这时将承重索的索头按照设计位置绕过锚固装置的转向滑轮用索卡锚固在承重索上，完成西岸承重索的锚固；东岸继续牵引，承重索牵引到东塔后，塔顶滑轮起吊锚头，利用短索控制锚头的位置和方向，同样将承重索穿过锚固滑轮，将调节索的索头穿过塔顶转向滑轮与塔底卷扬机相连，启动卷扬机，将承重索收紧，使主承重索的垂度约大于设计垂度，用索卡将索头按照设计位置进行锚固，慢慢放松塔底卷扬机，将主承重索交由锚固装置承受，东岸的锚固完成。拉动牵引索在塔顶不断卸去双头连接器，使猫道承重索承自由悬挂状态。如此循环往复，完成中猫道跨承重索的安装。

边跨承重索直接利用上下游的牵引系统直接拽拉猫道承重索，当承重索到达

塔顶的锚固系统位置时，直接进行锚固。

2.1.3 猫道面层铺设

猫道面层采用下滑铺设法，在地面将组成猫道面层的各种材料按设计位置绑扎好，用塔吊将其吊至塔顶工作平台。首先在塔中跨侧安装横向通道，利用横向通道自重带动面网下滑。由于塔顶两侧坡度较陡，为控制面网下滑速度，通过塔顶门架上设置的转向滑轮，用塔底的8t卷扬机进行反拉。当面网下滑至坡度平缓地段，利用自重不能下滑时，则利用牵引索拉动面网下滑，直至跨中合龙。面网铺装完毕后，从塔顶往中跨紧固U型螺栓，固定面层。随后完成猫道扶手索、栏杆以及侧面网的安装工作。边跨铺设采用相同的方法自塔顶向锚碇处进行下滑铺设，直至铺完整个边跨猫道。为了减小主塔的不平衡受力，先从塔顶向中跨铺设100～150m后，再从塔顶向中、边跨同时进行对称铺设，尽量使面网铺设速度保持一致。猫道面网铺设时定期观测主塔的扭转和偏位。猫道层面铺设完毕后，开始猫道扶手侧面防护钢板网的安装，在安装防护网之前，首先按照设计要求每隔6m安装栏杆立柱，栏杆立柱采用Ф26的钢丝绳连接。

2.1.4 横向通道

本桥结合其他桥梁的经验，设置3道横向通道，不设置抗风缆。在猫道面层铺设过程中，在塔底拼装横向通道，根据其在猫道上的具体位置用牵引索进行安装。上述工作完成后，进行猫道制振装置等安装，并完善整个猫道系统，使其具备作业条件。

3 猫道改吊

在钢桁粱吊装时，主缆的线形随着恒载的增加而不断变化，因此在钢桁梁吊装前需要把猫道悬挂于主缆，使其保持与主缆线形一致。并在吊装过程放松猫道锚固系统调整装置，控制猫道与主缆间距离相对不变，满足高空作业需要。猫道改吊是在猫道上每隔6m有猫道横梁型钢的地方，用一道Φ21.5钢丝绳按图示方法交替将猫道悬挂于主缆上。猫道悬挂的顺序：中跨由跨中开始，同时由跨中往东西塔方向进行；边跨由中点开始，同时往塔顶和锚碇方向进行。

4 猫道拆除

在主缆缠丝防护、除湿系统安装、索夹螺栓最后一次紧固等工作全部完成后进行猫道拆除。

猫道拆除的工作内容包括：拆除横向走道；拆除猫道改吊绳、侧网、扶手索、猫道面网、横梁等结构物；猫道承重索拆除；锚固预埋件、猫道工作平台及其预埋件等拆除。

利用工作吊缆，将猫道结构物缓缓放到桥面上。两岸猫道承重索的下放方式相同，并用卷扬机在桥面上卷盘，运至指定位置。猫道的承重索拆除上下游、中

边跨、左右对称进行。

5 结束语

在北盘江大桥建设过程中，猫道的精心设计和成功架设为后续工作的顺利实施提供了方便，也为全桥顺利完工打下了坚实的基础。

参考文献

[1]路桥集团第一公路工程局.公路桥涵施工技术规范（JTJ 041-2000）[S].北京：人民交通出版社，2000.

[2]中华人民共和国建设部.钢结构设计规范（GB50017-2003）[S].北京：中国计划出版社，2003.

[3]交通部公路规划设计院.公路桥涵钢结构及木结构设计规范（JTJ025-86）

[S].北京：人民交通出版社，1988.

[4]冶金工业部建筑研究总院.钢结构结构施工质量验收规范（GB50205-2001）[S].北京：中国计划出版社，2002.

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。