缆索吊装施工缆索计算书.docx

第6章缆索吊装施工缆索计算

缆索吊装适用于高差较大的垂直吊装和架空纵向运输，吊重从几吨乃至上百吨，索跨从几十米至几百米，桥梁施工常用来运送预制构件进入桥跨安装，在深谷高墩及梁、大跨拱桥和悬索桥的施工中经常被使用。

第一节缆索吊装系统的构造

缆索吊装系统主要由塔架及风缆、缆索系统、分索装置、跑车、锚碇和驱动装置等构成，典型的万能杆件塔架缆索吊装如图6-1。

图6-1缆索吊装构造
1、承重索；2、牵引索；3、起重索；4、工作台；5、吊钩；
6、万能杆件塔架；7、锚碇；8、跑车；9、卷扬机；10卷扬机
一、塔架及风缆
按照使用材料的不同，塔架可分为木塔架、钢塔架和钢木混合塔架。最常用的塔架类型，有人字型木塔架、桅杆式塔架和万能杆件式钢塔架等。选择塔架类型的主要依据是塔架的高度、吊重荷载的大小、材料与设备的供给等。木塔架受材料强度的限制，一般只适用于塔架高度不超过20米和荷载较小的情况；钢塔架具有强度高，适用高度大，承载能力大，可多次重复应用的优点，所以应用范围非常广泛。
塔架可以建在桥的两端，也可以直接建在已完成的桥梁墩台、索塔顶上。塔架高度应根据施工需求通过计算确定。根据使用特点及要求，两塔架顶部标高，可以相同，也可以存在高差。塔架顶部设有支承并转向承重索的鞍座；塔顶四角用风缆拉紧，以保持塔架稳定，风缆由锚碇装置固定。若塔架较高，应根据其高度再加设一层或几层腰缆，以增强塔架的稳定。
二、缆索系统
缆索系统主要由承重索、起重索、牵引索和结索等组成。
（一）承重索
承重索一般采用各跨连续布置，中间转点支承于塔架的索鞍上，两端固定在锚碇装置上。根据布置可以是一跨吊重和两跨吊重，相应的承重索就是三跨和四跨。承重索是跑车的运行轨道，承受全部荷载并通过索鞍传给塔架。
用作承重索的钢索，必须具有很高的抗拉强度，以承受巨大的张力；并应具有抵抗横向压力的良好性能，以承受跑车在载重条件下传来的压力；还必须具有平滑的表面，以减轻跑车车轮的运行阻力和磨损。密封式钢丝绳是最适合用来做承重索的，对于桥梁施工，也长采用纤维芯钢丝绳。
承重索的直径、型号、根数应据其跨度、起吊重量、设计垂度，计算出所承受的最大拉力而选定。承重索常布置成1~2组，有时也采用一组主索外加1~2组副索的，每组一般由1~4根钢丝绳组成。
（二）起重索
起重索套绕于承重索跑车下联的起重滑车组，供垂直起吊重物之用。起重索一般走数较多，宜选用柔软耐磨、不易产生回捻扭结和自转的钢丝绳。起重索有两种穿绕方法。
第一种穿绕方式如图6-2，将起重索一端（死头）与塔架或塔架后面的锚碇固定，另一端（活头）穿过跑车滑车组，然后再经过导向滑轮引向卷扬机，借助于起重卷筒使吊钩上下移动以起吊重物。此法的优点是允许起吊和运行两个工序联合进行，构件起吊后运行过程中吊高保持不变，起重卷扬机持续工作时间短，节省了部分电力。缺点是钢丝绳易于磨损。但由于应用简便，常在吊装中采用。

图6-2起重索穿绕方法（一）
第二种穿绕方法（如图6-3）是将起重索的死头固定在跑车滑车组上，与第一种穿绕方法相比，其优点是：只需在跑车一侧设置分索装置，当跑车运行时，起重索不沿滑轮组的滚轮滚动，因而起重索的磨损和跑车的运行阻力较小。但是在跑车运行时，为使吊物保持在一定高度上，起重卷筒和牵引卷筒须同步转动，使得驱动设备结构复杂，操作麻烦。所以只有在特别要求限制跑车运行阻力的前提下，才考虑选用这种穿绕方法。

图6-3起重索穿绕方法（二）
（三）牵引索
牵引索为跑车前后做水平移动的拉索，宜选用柔软且具有圆形截面和平滑表面的钢丝绳。穿绕方式也有两种。
第一种穿绕方式是往复式牵引，即每岸各设一台卷扬机，一台前进用，一台后退用。牵引索一端固定在跑车上，另一端穿绕在卷扬机上。操作时应先适当放松后退端钢丝绳，然后才能牵引起吊构件前进。这种方式可以提供较大的牵引力，但是需要两台卷扬机。
第二种穿绕方式是循环牵引，又可以分为两种布置：一种是无平衡重方式（如图6-4a），这种方法是先将牵引索一端固定在跑车车架的一侧，通过导向滑轮引向同侧支架和卷扬机。在卷扬机上缠绕4~5圈后，再经导向滑轮引向跑车的另一侧，并与该侧车架固定在一起，形成一个循环无端索，它借助于牵引卷扬机卷筒使跑车左右运行。另外一种是在上面的基础上增设平衡配重（如图6-4b），目的是保持牵引索中的张力不变。

图6-4牵引索穿绕方法
（四）结索
结索的作用是支承分索器件。为减少钢丝绳的规格，结索应尽可能选用与起重索或牵引索相同的规格尺寸。结索一端固定在一端塔架上，然后穿过分索器绕过另一端支架上的导向滑轮及平衡重滑轮，然后穿过分索器而固定在同一侧的塔架上，形成上下两结索。结索的设置与否由分索装置决定。
三、跑车
跑车是在承重索上运行和起吊重物的装置，可用定型滑车制作，也可根据吊重的情况自行