牵引系统架设及先导索过江安全控制技术

11.2　牵引系统架设及先导索过江安全控制技术

牵引系统是悬索桥上部结构施工的重要组成部分，主要用于猫道架设和主缆索股的架设。泰州大桥采用四跨连续猫道系统，跨数多，架设距离长。为了提高猫道承重索架设速度，猫道承重索在中塔变位架处分为两段，以中塔为界，南北猫道承重索由4套（单幅猫道2套）独立单线往复式牵引系统架设。猫道架设完成后，将单线往复式牵引系统进行转换，形成主缆索股架设用的双线往复式牵引系统。

11.2.1　牵引系统架设流程

牵引系统架设的施工工艺流程如图11－3所示，其中包含了先导索过江的工艺流程图。

图11－3　牵引系统架设（含先导索过江）施工工艺流程图

1.猫道架设单线往复牵引系统

猫道架设单线往复牵引系统是用于猫道承重索、猫道门架承重索、托架承重索、托架定位索、猫道扶手索架设及猫道面网铺设下滑时的拽拉等。猫道架设牵引系统总体布置见图11－4所示。

图11－4　猫道架设牵引系统总体布置图

一套单线往复牵引系统由锚碇和中塔处的两台牵引卷扬机、转向导轮、鞍部的转向导轮、边塔顶导轮组、中塔顶导向轮、牵引索（1＃、2＃索）、拽拉器等组成。

2.主缆索股架设双线往复牵引系统

双线往复牵引系统用于主缆索股架设牵引，它由双线往复式牵引系统及放索区辅助设施组成。主缆架设牵引系统总体布置见图11－5所示。

图11－5　主缆架设牵引系统总体布置图

一套双线往复式牵引系统结构主要包括北锚块锚面小门架及锚后水平转向盘、锚碇鞍部转向导轮组、边塔和中塔顶导轮组、南锚块锚面导向轮及转向轮、南锚锚后2台卷扬机、3根牵引索、2个拽拉器、猫道门架、猫道门架导轮组、各部位托滚等。

在猫道架设完成后，利用单线往复式牵引系统在猫道托滚上牵引第三根牵引索，将北锚锚前牵引索置入锚后转向盘、南锚锚前牵引索移至锚后与主卷扬机连接，利用双拽拉器连接3根牵引索，并将牵引索置入各处导轮组，形成双线往复式牵引系统。

11.2.2　先导索过江方案

根据泰州大桥桥型及作业环境等综合因素，先导索过江采用轻质高强度纤维绳先导索水面牵引过江方案。两主跨先后进行，以中塔为界，先施工一跨，另一跨航道可以正常通行，不需要对整个航道封航。

1.先导索材料、规格选择

先导索采用迪尼玛纤维绳（超高分子量聚乙烯纤维绳），具有强度高（比同等直径的钢丝绳强度高1.5倍左右）、比重小（可自浮于水面，比同等直径的钢丝缆绳轻87.5%左右）的特点。

牵引索为φ36mm镀锌钢丝绳（破断拉力863kN，单位质量5.43kg/m），牵引索架设经先导索架设完成后，采用φ22mm镀锌钢丝绳（破断拉力322kN，单位质量2.02kg/m）进行过渡架设。

2.先导索过江试验

为了确保先导索过江施工的成功进行，先于施工水域进行了先导索过江试验。主要试验结论如下：

（1）先导索过江试验表明：先导索按理论计算进行反张力设置可将先导索漂移距离控制在设定尺寸以内。

（2）考虑到交通艇牵引先导索速度的影响，实际牵引力比理论计算先导索张力约大50%，表现为牵引过程中牵引力大于反张力。

（3）先导索正式过江时选择近于平潮时间段，流速应小于涨潮初期水流速，这样先导索水中姿态更易于控制。

（4）根据试验理论假定先导索半漂浮于水面，试验前考虑到了先导索受到水流作用力，未发生持续扭转导致纤维绳捻松弛强度降低的现象，消除了对后期施工安全的担心。

（5）鉴于试验过程中先导索不是半漂浮于水面，而是在水面附近近似于悬浮状态，先导索过江施工也可由塔顶放索，减少先导索落入水中的长度，以降低水流作用力对先导索过江的影响。

3.先导索过江方案

根据先导索过江试验结论，为减小过江时先导索下漂距离，先导索拟由边塔底提升到塔顶，经导向轮转向，由塔底江侧牵引过江。先导索由塔顶牵出，落水长度及先导索张力情况见图11－6、表11－1。

图11－6　先导索由塔顶牵出不同垂度索的线形与落水长度图

表11－1　先导索塔顶牵出不同垂度张力与落水长度表

根据图11－6、表11－1，先导索垂度50m时先导索不落水，60m垂度时落水长度197m，索张力3.0kN。考虑施工便利性，选择先导索垂度120m、落水长度611m、先导索张力1.7kN作为先导索过江控制线形。

4.先导索过江时间确定

根据先导索过江试验情况，临近涨潮结束接近平潮时，长江水流流速较小，水流对先导索影响较小，适合先导索过江施工。

11.2.3　牵引系统架设及先导索过江前安全准备

1.牵引系统架设施工准备工作

（1）设备的准备及存放

所有施工设备应根据要求运抵施工现场，设备到场后先堆放在指定位置，对各主要设备逐一进行调试，直至满足使用要求。对调试好的设备进行表面清理、涂装、临时存放，并填写设备状态记录表，归档保存。在牵引系统架设施工前，按计划把各设备运至施工指定位置就位，并对主要设备搭棚保护。

（2）材料的准备及存放

对于牵引索等专用材料，严格按照质量要求进行采购或转运。进场的新材料均应具备合格证书和出厂检验报告；转运的旧材料均应逐段进行外观检查，并做破断和张拉试验，必须满足质量要求方可投入使用。同时，对新、旧材料分别做好相应的质量性能参数记录文件，归档保存。在牵引系统架设施工前，按计划把各材料运至施工指定位置，准备就绪。

（3）现场施工条件的确认

①检查已建成的栈桥码头，确认能够满足施工驳船及拖轮的停靠。

②检查所有卷扬机的底座固定情况，确认能够满足卷扬机正常运行。

③与航道管理相关部门联系，按照规定要求提前告示限航日期及时间。

④确认各操作平台已完善，门架上卷扬机、导轮组以及其他设备已准备就绪。

⑤检查所有施工使用船只已到位，各水上救生设备已布置。

⑥确认过渡索放索通道已畅通。

（4）其他施工辅助用品的准备

根据工程需要，按计划采购设备配件、劳保安全防护用品及水上救生用品等，保证工程正常施工。所有采购物资，均向合格供应商采购，并经质检部门检验合格，保管员验收入库。

2.先导索过江安全准备

（1）航道限航警戒

先导索过江施工在泰州大桥大桥海事处协调限航情况下进行，因此过江作业一切工作准备就绪后，通知并协助海事处对北主跨航道进行限航，并在施工水域上下游1.5km处设置警戒船，限航期间禁止其他船只进入施工水域。

（2）潮汐规律观测、流速测定

在施工前2周开始，根据潮汐表测量确认涨潮开始时间、涨潮持续时间、平潮时间，测量各时间段长江水流速，为准确确定过江时间、放索设备反张力设置提供精确的基础参数。

（3）先导索过江准备

①在先导索施工前必须清理北塔主跨侧施工场地，清除露出水面的障碍物，确保先导索的施工。

②中塔顶卷扬机布置：卷扬机卷入1　200mφ22mm过渡索，绳头下放到北侧沉井顶板，等待与先导索连接，另一卷扬机卷入标配钢丝绳。

③边塔顶卷扬机卷入标配钢丝绳，另一卷扬机卷筒不卷入钢绳。

④在北塔边跨侧承台上，上游主缆设计中心线投影位置处安置先导索放索装置，同时在边塔门架上安装导轮组。

⑤先导索经尼龙滑车绳头由塔吊提升到塔顶，置入塔顶导轮组后下放至主跨侧塔底，再通过人工牵拉先导索索头，途经栈桥，与停泊在码头旁边的先导索牵引交通船相连接，然后启动放索装置反张拉先导索，将散在水中松弛的先导索卷回放索装置，等待过江命令。

11.2.4　牵引系统架设及先导索过江安全技术要求

1.牵引系统架设安全技术要求

（1）在整个牵引索架设过程中，始终贯彻“安全第一，预防为主”的方针，切实抓好施工中的安全工作。

（2）项目经理部由一位副经理分管安全，各作业队有一名副队长抓安全，施工班组设兼职安全员，齐抓共管。做好上岗前职工安全施工培训工作。

（3）特殊工种必须持安全考核证上岗，严禁无证操作及违章作业，违者重罚；进入施工现场的全体员工坚决做到“三不伤害”，施工人员上班时必须配备足够的安全防护用品。

（4）牵引系统架设工作机械设备较多，为了保证机械设备安全使用，所有操作人员都必须经过培训合格后上岗，定机、定人并进行安全及技术交底。

（5）高空作业时悬挂警示、警告标牌，所有的安全网、安全栏均按要求安装。

（6）防止高空坠物造成不必要的伤害或损失。

（7）水中作业人员全部要穿救生衣，拖轮牵拉过程中随时与指挥中心联系，协调操作，防止牵引力过大，出现危险。

（8）所有钢绳连接接头应严格检查，牵拉过程中随时观察接头状况，及时发现隐患。

（9）牵引过程中，派专人跟踪观察牵引索的运行状况，及时处理可能出现的意外情况。

（10）导轮组上要采用限位装置，防止牵引索从旁边滑落。

2.先导索过江安全技术要求

（1）在先导索过江前，施工单位应与海事部门联系，明确是否控制了上下游的过往船只，江面上是否实行了交通封航管制。

（2）驳船上的制动索应设置制动拉销锁紧装置。

（3）为了防止突发事故发生，作业船只（包括交通船）必须配备足够的救生设备和消防器材。

（4）按照施工方案的要求，固定安置好安全警示标牌和警告牌，落实封航状况。

（5）卷扬机操作人员及在主塔瞭望与观察的人员，必须注意站立位置的安全及高处上下的安全。

（6）先导索拖拉至江中驳船上进行对接时，要求作业人员动作利索、配合协调、注意站立的位置以及对他人站立（工作）位置的影响情况。

（7）导索过江过程中，操作人员必须听从指挥员的指挥。拖船需根据拖拉绳索的状况及当时的江面状况，以合适的速度控制拖轮航行，并与卷扬机的放索速度保持一致，防止牵引过猛，且尽量控制导索不落水。

（8）索引过程中，派专人对塔顶支架、塔顶承台上的转向滑轮及先导索的运行情况进行观察，以便及时处理可能出现的意外情况。

（9）先导索、副先导索和制动索等的连接宜采用U形卡（卸扣）连接方式，利于快捷拆装。

（10）检查施工作业人员的精神状况是否良好，是否穿好救生衣、戴好安全帽、系好安全带、扎好安全绳、穿上轻便的防滑鞋，是否佩戴必要的通讯工具、作业工具等。