高屏溪橋斜拉索安裝

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1、高屏溪橋斜張鋼纜吊裝莊輝雄中華顧問工程司二高屏東監(jiān)造工程處九如工務(wù)處計(jì)劃經(jīng)理陳建州中華顧問工程司二高屏東監(jiān)造工程處九如工務(wù)所主任美國(guó)伊利諾大學(xué)香檳校區(qū)土木結(jié)構(gòu)工程博士1概述基于景觀美學(xué)之特殊考慮，南二高燕巢九如段跨越高屏溪流域處建造一座外型優(yōu)美之單橋塔非對(duì)稱混合式斜張橋，全橋長(zhǎng)510公尺，主跨330公尺為全焊接箱型鋼梁，邊跨180公尺為預(yù)力混凝土箱型梁，鋼筋混凝土倒Y型橋塔高183.5公尺，其兩側(cè)斜張鋼纜系統(tǒng)采視野開放之單面混合扇形配置，全橋配置詳圖一所示。圖一資料斜張鋼纜系統(tǒng)為高屏溪斜張橋主要結(jié)構(gòu)特色之一，并且是結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中力量傳遞之最重要構(gòu)件，全橋大部分重量及活載重均

2、經(jīng)由斜張鋼纜傳遞至塔柱，再沿兩側(cè)塔腳傳至基礎(chǔ)承載處?；谛熊囈曇凹皹蛄涸煨椭紤]，鋼纜系統(tǒng)采單面混合扇形配置，一端錨碇于橋塔塔柱，另一端則錨碇于箱梁中央處。為兼顧橋梁安全性、施工性及時(shí)程性，于橋塔兩側(cè)各配置十四組斜張鋼纜，除了主鋼纜（Backstay）由四根鋼纜組成外，其余各組斜張鋼纜均包含兩根鋼纜，鋼纜標(biāo)準(zhǔn)錨錠間距于邊跨箱梁段為11.8公尺，于主跨為20公尺，于橋塔塔柱則約為3.8公尺。高屏溪橋承包商泛亞/大成/川田/利德（短期結(jié)合）依據(jù)特訂條款相關(guān)規(guī)定選擇奧地利VorspannTechnic（VT）公司為斜張鋼纜組裝及施工協(xié)力廠商，錨錠裝置采用VT公司所生產(chǎn)之HID

3、YN型式錨錠系統(tǒng)，鋼絞索系由比利時(shí)S.A.Fontainunion公司所生產(chǎn)之15.7mm低松弛七線鋼絞線組合而成，鋼纜外套管為奧地利agru公司生產(chǎn)之外著同軸射出鮮紅色色層高密度聚乙烯套管，內(nèi)部柔性灌漿材為法國(guó)elf微晶蠟。為確認(rèn)各項(xiàng)組成構(gòu)件能滿足本工程斜張鋼纜之功能需求，于前置作業(yè)期間分別進(jìn)行鋼絞線低松弛試驗(yàn)、錨錠裝置兩百萬次反復(fù)載重疲勞試驗(yàn)、外套管熱熔對(duì)接測(cè)試及微晶蠟試拌與試灌注等，并于施工期間依相關(guān)規(guī)定進(jìn)行構(gòu)件抽樣檢查。另外，為確保鋼纜施工能順利完成，于施工初期提出鋼纜施工計(jì)劃書，包含鋼纜組裝作業(yè)、鋼纜架設(shè)施工及鋼纜施拉原則等。本工程于87年8月初開始組裝臨時(shí)鋼

4、纜，于10月初施拉臨時(shí)鋼纜索力，并于87年9月底進(jìn)行第一根永久鋼纜組裝作業(yè)，預(yù)計(jì)于88年7月初全橋斜張鋼纜可吊裝完畢。本文特就高屏溪斜張橋鋼纜之施工規(guī)劃、施工方法及相關(guān)監(jiān)測(cè)問題等作一簡(jiǎn)介，以為往后類似施工案例之參考依據(jù)。2施工規(guī)劃斜張鋼纜為斜張橋結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中變異性最大之組合構(gòu)件，其力學(xué)行為模式相當(dāng)復(fù)雜，不僅受外力影響，亦與本身系統(tǒng)組成方式及細(xì)部組件構(gòu)造息息相關(guān)。一般而言，為確保鋼纜安裝后之功能能符合設(shè)計(jì)原意，規(guī)劃期間應(yīng)就鋼纜線型與配置、鋼纜組成細(xì)部組件及相關(guān)測(cè)試進(jìn)行研討。2.1鋼纜配置資料高屏溪斜張橋于橋塔兩側(cè)各配置十四組斜張鋼纜，除了最外側(cè)主鋼纜由四根鋼纜組成外，其余均

5、包含兩根鋼纜。每根鋼纜內(nèi)含鋼絞線股數(shù)乃依據(jù)設(shè)計(jì)階段結(jié)構(gòu)分析之索力值配置而成，鋼絞線設(shè)計(jì)容許應(yīng)力為0.45，為鋼絞線極限應(yīng)力，并依股數(shù)多寡將外套管分成TYPEA及TYPEB兩種規(guī)格，TYPEA套管外徑為28cm，TYPEB套管外徑為22.5cm，TYPEA適用于鋼絞線股數(shù)多于61，其余則采用TYPEB。鋼纜配置重點(diǎn)除須考慮鋼絞線股數(shù)及套管管徑外，亦須考慮其幾何形狀，以決定鋼纜長(zhǎng)度及兩端錨錠系統(tǒng)安裝位置。鋼纜幾何形狀主要受自重及索力所影響，一般而言，其幾何形狀可假設(shè)為懸垂曲線或拋物曲線，兩者主要差異在于荷重加載位置假設(shè)不同。本橋于設(shè)計(jì)階段曾依據(jù)鋼纜組成組件預(yù)估重量計(jì)算鋼纜單

6、位米荷重并考慮加載位置隨曲線分布，配合完工狀態(tài)結(jié)構(gòu)分析所得之鋼纜兩端軸向力，依據(jù)懸垂曲線方程式計(jì)算鋼纜長(zhǎng)度、鋼纜垂度及鋼纜兩端切線角度，以做為鋼纜設(shè)計(jì)之參考數(shù)據(jù)。設(shè)計(jì)階段所擬訂之鋼纜相關(guān)數(shù)據(jù)于施工前置作業(yè)期間均須重新檢核，因索力分布與橋梁施工方法息息相關(guān)，鋼纜幾何形狀又受索力影響。為重新確認(rèn)鋼纜配置基本數(shù)據(jù)，本橋于鋼纜施工初期依據(jù)所擬訂之施工方法重新計(jì)算索力值，并檢核設(shè)計(jì)階段所配置鋼絞線股數(shù)是否同時(shí)滿足鋼纜于施工階段及完工狀態(tài)之應(yīng)力需求。除此之外，并依據(jù)鋼纜計(jì)算索力值及單位米荷重更新鋼纜幾何線形。線形推導(dǎo)所考慮之單位米荷重包含單位米鋼絞線重量（鋼絞線密度為7.85t/m

7、3）、微晶蠟重量（微晶蠟密度為0.95t/m3）及HDPE外套管重量（外套管密度為0.95t/m3），依統(tǒng)計(jì)資料概估TYPEA鋼纜平均單位米重約為140kg，TYPEB約為100kg，鋼纜個(gè)別單位米荷重詳表一所示。Cableno.Strandsno.Tubedia.(cm)Weight(kg/cm)Cableno.Strandsno.Tubedia.(cm)Weight(kg/cm)B101U9128152.7F101U7028130.9B101b9128152.7F101b7028130.9B1026928129.9F1026122.5