鱼嘴长江大桥主缆索股牵引施工技术

李芳军

(中铁大桥局集团第八工程有限公司,重庆 400020)

鱼嘴长江大桥主缆索股牵引施工技术

李芳军

(中铁大桥局集团第八工程有限公司,重庆 400020)

鱼嘴长江大桥是位于重庆市的1座主跨616m的钢箱梁悬索桥,为了解决在两岸地形较为陡峭的条件下进行主缆牵引施工的难题,对各种牵引施工的方法进行比较,采用平面大循环牵引系统来实施主缆索股牵引,该牵引系统在国内首次实施,取得了良好的效果,顺利完成了施工任务。对鱼嘴长江大桥主缆索股牵引系统的方案选择、布置及设备配置进行简要介绍,并对实施经验进行总结。

公路桥；长江大桥；悬索桥；主缆；施工

1 工程概况

鱼嘴长江大桥是重庆外环高速公路东段上一座跨越长江的特大桥，主桥为616 m单跨双立铰简支悬索桥，两边跨分别为180、205 m。南塔高118.972 m，北塔高139.704 m。主缆2根，横桥向中心距34.8 m，采用预制平行钢丝股法，每根由65股127根φ5.2 mm镀锌高强钢丝组成，索股两端为套筒式热铸锚头，长度约为1 100 m，垂跨比为1∶10。加劲梁采用正交异性板扁平钢箱梁，梁高3 m，宽36.8 m，梁段间采用全断面焊接连接[1]。鱼嘴长江大桥效果图见图1。

2 索股牵引系统选择

本桥主缆施工采用的是PPWS法，即先在工厂将钢丝编成索股(含锚头加工及灌注)，卷在卷筒上运至工地，再逐根架设。对于索股牵引的方式，目前国内大量采用的是往复式牵引系统，即在两岸各布置1台卷扬机，缠绕在这2台卷扬机上的牵引绳与索股锚头连接，通过其往复运动来牵引索股。如宜昌长江大桥[2]、润扬长江大桥[3]、西堠门大桥[4]等。索股的支承方式也有锚头小车在猫道上行走[5]、猫道门架支承、架空索道[6]等形式。

在阳逻长江大桥主缆牵引施工时，中铁大桥局又实践了一种新的施工方法，采用“门架式小循环牵引系统”来架设主缆：即仅在一侧设1台卷扬机，牵引索绕过卷扬机滚筒，通过平衡重支架和各转向滑车后通过拽拉器连接，形成独立的小循环牵引系统。通过该牵引系统来架设主缆。

由于本桥两侧均为山坡，地形陡峭，没有施工场地来进行往复式牵引系统的布置。根据现场条件，结合我公司已有的设备和多座大型悬索桥的施工经验，决定开发采用“平面大循环牵引系统”来架设索股。即采用1台卷扬机来同时完成上下游所有的索股牵引工作。当牵引卷扬机正转时，下游侧主缆端锚前端通过拽拉器与循环牵引索连接，将主缆一端从南锚碇拽拉至北锚碇，然后进行调索入鞍工作。与此同时，牵引卷扬机再反转回去(此时为空转)，通过拽拉器及循环牵引索将上游侧主缆从南锚碇拽拉至北锚碇。如此周而复始，形成循环牵引系统。与小循环牵引系统相比，大循环牵引系统减少了接近一半的设备和材料数量，而且施工场地的占用面积也减少了一半，更加适合于本桥这种场地条件受限制的施工。

3 牵引系统布置

主缆架设牵引系统由南锚放索支架、南锚转向支架、鞍体门架导轮组、塔顶门架导轮组、北锚锚块顶面转向支架、北锚处牵引卷扬机、循环索、猫道门架导轮组、各部位托轮、北锚处平衡重及其支架、拽拉器等组成。全桥仅设置1台牵引卷扬机，布置在北锚下游处，通过正反转来分别完成上、下游的索股架设，牵引索布置见图2。

3.1 放索系统

放索系统布置于南锚碇后方，与之相配套的设备机具有放索支架、放索场50 t履带吊机、放索滚筒等。

3.2 牵引索系统

主缆牵引系统总体布置为大循环系统，通过北锚碇下游侧1台25 t卷扬机正反转分别牵引上下游主缆索股完成架设工作。

牵引索采用φ32 mm钢芯钢丝绳，全长约3 000 m。牵引索在北锚碇下游侧配有锚固支架及相应的平衡重，在主塔塔顶上、鞍顶上设有支承门架，主牵引绳在猫道门架及塔(鞍)顶门架上则搁置于导轮组上。在南锚放索场中、北锚锚块顶面则设有牵引索的转向支架。

主缆牵引系统布置在北锚碇下游侧。当牵引卷扬机正转时，下游侧主缆端锚前端通过拽拉器与循环牵引索连接，将主缆一端从南锚碇拽拉至北锚碇，然后进行调索入鞍工作。与此同时，牵引卷扬机再反转回去，通过拽拉器及循环牵引索将上游侧主缆从南锚碇拽拉至北锚碇。如此周而复始，形成循环牵引系统。

3.3 支承系统

支承系统在猫道面上用支承架(配有塑料支承滚轮)支承，支承架在猫道上的间距为8 m，支架底同猫道横梁相连。

4 牵引系统设备配置

4.1 卷扬机

卷扬机是本牵引系统的核心设备，采用“JKB25调速卷扬机”，见图3。其为双卷筒摩擦式牵引卷扬机，使用变频器设定某一速度后卷放钢丝绳的速度恒定、出绳位置恒定[7]。变频器能实现5～30 m/min的无级变速；通过安装在定滑轮上的拉力传感器及放大器等测试组件与计算机组成测控系统，通过计算机动态采集和实时牵引过程中每一段点的牵引力和速度变化情况、钢丝绳的运行总长度，随时保存打印。可根据具体工况设定拉力和速度关系，实行人工干预下的半自动化。

主要技术参数如下。

钢丝绳拉力：250 kN；

钢丝绳速度：5～30 m/min；

收绳筒容绳量：2 500 m。

4.2 放索架

用于支承索盘，并配有电机，可以控制转动速度，在牵引索的共同作用下，将索股放出(图4)。

4.3 拽拉器及索股支承架

拽拉器是牵引索与索股的连接装置，牵引索的接头也设在该处。索股支承架以间距8 m左右布置在猫道上，以支承索股重力，配有可转动的尼龙滚轮，以保护索股(图5)。

4.4 猫道门架

拽拉器带上索股锚头后，重力较大，为防止其由于自重下沉后碰撞猫道及索股支承架，在猫道上每隔一段距离设置1个门架以支承其重力，门架上配有导轮，供拽拉器平稳通过(图6)。

4.5 平衡重系统

含支架、平衡重、转向轮等，平衡重采用水箱，以方便调节重力。为了给牵引索提供一定的初张力，使其在运行过程在空载时也能使拽拉器不致于碰撞猫道及索股支承架，故采用平衡重系统来进行调节。平衡重系统也是循环牵引系统的关键装置，也是区别于往复式牵引系统的标志之一。平衡重系统见图7。

5 施工经验总结

5.1 拽拉器的安装位置

上、下游拽拉器的安装位置非常关键，其原则是：当上游(或下游)拽拉器到达放索场放索位置时，下游(或上游)拽拉器正好到达对岸锚碇处准备摘取锚头的位置。因为只有这样，锚头挂设、摘取才能同步进行，节约施工时间，提高效率。由于这个位置无法计算准确，先将上游(或下游)拽拉器安装好，另一方下游(或上游)拽拉器预估一个位置，多余的牵引索钢丝绳绕过拽拉器后先不切除，试跑一下后再精确定位，切除多余的钢丝绳。

5.2 平衡重的确定

由于摩阻、钢丝绳拉伸变形等无法准确计算，平衡重也只能先根据理论计算值施加，再空跑带有拽拉器的牵引索，观察其与猫道及索股支承架的距离，以不致发生碰撞为原则来调整平衡重力。本桥采用水箱压重，重力调整非常方便。

5.3 效率分析

从第1根索股牵引开始，至所有索股架设完成(上、下游共计130根)，用了不到40 d的时间，其中还包括基准索调整、索股运输滞后、恶劣天气等耽误的时间。经统计，熟练操作以后，每天单侧可架设3根索股，全桥可架设6根。而且，影响架设进度的主要因素在于提索入鞍、索股高差调整等操作，因此，大循环牵引系统的施工效率与其他牵引系统是相当的，并不落后。

5.4 成本分析

与小循环牵引系统相比，节约了1台牵引卷扬机，节约了一半的门架导轮和支架导轮组，同时也节约了一半的牵引钢丝绳。与往复式牵引系统相比，节约了3台卷扬机及其基础处理费用。由于采用了大循环牵引系统架设主缆，使项目部在材料及设备上节约了50万元左右的支出。更关键的是大循环牵引系统最大程度地减少了施工场地的占用，更适合于山区施工。

6 结语

中铁大桥局集团在鱼嘴长江大桥主缆施工中大胆创新，精心施工，首次在国内应用了平面大循环牵引系统，以较小的成本高效地完成了主缆施工，丰富了国内悬索桥的施工经验，特别适用于山区等地形条件较复杂的工程施工，具有良好的推广价值。

[1] 张红星，刘德宝，王成树.重庆鱼嘴长江大桥总体设计[J].公路交通技术，2010(1)：53-57．

[2] 唐云伟.宜昌长江大桥主缆施工探讨[J].交通科技，2003(4):15-18．

[3] 薛光雄，牛亚洲，程建新，等.润扬大桥悬索桥主缆架设技术[J].桥梁建设，2004(4):32-35．

[4] 于群力.丁惠康.西堠门大桥超长索股的施工[J].公路，2007(12).

[5] 吴清发，石国彬，张文忠，等.汕头海湾大桥悬索桥主缆施工技术[J].华南理工大学学报：自然科学版，1999(11).

[6] 王勇，郑宝迪，黄松和.丰都长江大桥的索股架设[C]∥中国土木工程学会桥梁及结构分会第12届年会论文集.广州：1996.

[7] 殷俊. 阳逻大桥悬索桥施工中大型卷扬机的应用[J].中国科技财富，2009(8).

ConstructionTechnologyfortheTractionofMainCableStrandofYuzuiYangtzeRiverBridge

LI Fang-jun

(The 8th Engineering Co., Ltd., China Railway Major Bridge Engineering Group, Chongqing 400020, China)

The Yuzui Yangtze River Bridge is a suspension bridge with steel box girder and a main span of 616 meters, located in Chongqing. In order to solve the construction problem during the traction of the main cable under the steep terrain condition on both sides of the river, this study compared different kinds of traction methods with each other, and then a traction system of large plane circulation was adopted to do the traction of the main cable strand. It was the first time in China to use this kind of traction system, with which the construction task was completed successfully and effectively. In addition, about this traction system used in the traction of main cable strand of the Yuzui Yangtze River Bridge, this study briefly introduced the scheme selection, layout pattern and the equipment configuration, also summarized the application experience.

highway bridge; Yangtze River bridge; suspension bridge; main cable; construction

2013-07-31；

：2013-08-17

李芳军(1975—)，男，高级工程师，1998年毕业于长沙铁道学院桥梁工程专业，工学学士，E-mail：307554956@qq.com。

1004-2954(2014)05-0078-03

U448.27

：B

10.13238/j.issn.1004-2954.2014.05.018