山区人行悬索桥主缆施工若干问题探讨

张黎明　马自鹏　李连超

摘要：由于山区人行悬索桥造价较底，施工费用不高，以及施工条件限制，在施工过程中很多先进的施工方法不能应用到其中，致使在其施工过程中存在很多问题。本文以具体的施工例子为依据，就主缆的架设过程，来探讨山区人行悬索桥施工中存在的问题及建议。

关键字： 基准索；边跨主缆； 施工

0 前言

在山区峡谷地带，由于地形限制，合理考虑造价等原因，常采用人行悬索桥的方式跨越峡谷或者水面等障碍。由于山区人行悬索桥没有特定的施工规范，致使在施工过程中，很多施工单位不知道怎么去施工，不知道具体的施工步骤及施工方法，以至于在施工中出现一些问题而影响施工进度及施工质量。尤其是在架设主缆时，主缆的架设是悬索桥施工过程中最关键的一步，这一步出现问题，将影响到以后的所有施工步骤及成桥后的使用，因此本文主要针对主缆架设阶段的施工问题展开讨论。

1 工程背景

渝北观音洞1号人行桥，位于观音洞水库上游，为175m的简支悬索桥，桥型布置图如图1所示。主跨主缆垂跨比为1/10。主缆采用双索面布置，索面横向间距3.4m， 每根主缆由7股符合《重要用途钢丝绳》（GB_8918-2006）标准的钢丝绳组成。主缆采用直径46mm钢芯钢丝绳捆扎而成，钢丝绳弹性模量为1.2×105MPa。

吊杆纵桥向间距为3.0m，吊杆均采用中24mm圆钢。下端通过M24高强双螺母锚固于横梁下端，吊杆上端锚固于索夹上。

加劲梁采用纵横梁形式，横梁由两片通过缀板焊接在一起的[1 6槽钢组成，横梁在纵桥向的间距为3.0m，与吊杆对应。纵梁采用[10槽钢，横向设12根（包括4根斜撑）。桥面板采用lOcm厚的C30混凝土预制块，纵梁上焊接限位角钢，用以对预制混凝土人行道板进行限位。边跨采用钢筋混凝土现浇实心板，板厚0.4m，宽为3.3m。

抗风索采用钢芯钢丝绳。钢丝绳公称抗拉强度为1570MPa，单股钢丝绳最小破断力为894KN。

索塔桥面以下部分均为实体板式塔墩，桥面以上为矩形双塔柱。塔柱横向从塔顶向塔底倾斜以满足桥宽布置的需要。单根塔柱横桥向宽0.8m，纵桥向宽1.8m。

2 主缆基准索的施工

在索塔施工完毕、索鞍安装及预偏量设置后，开始进行主缆的架设工作，对于本桥可以采用两种方式来架设，第一种是待七根钢丝绳捆成一股后，一次架设到位；第二种是，先架设基准索，再在基准索的基础上依次架设其余钢丝绳。第一种方法施工进度快，线形方便控制，但需要较大动力的牵引装置，由于施工中卷扬机的实际牵引力远远达不到其要求，所以采用第二种方式架设主缆。第二种方法中各根钢丝绳分别依次架设，全橋上下游共14根钢丝绳，增加了施工作业时间。

在实际施工中，首先架设基准索，在架设基准索时出现以下问题：1、施工工人为了方便牵引钢丝绳，在索鞍部位涂抹大量黄油。2、由于是小跨径的悬索桥，所以没有架设猫道人员去不到跨中中心，以及钢丝绳表面黄油较多，用全站仪观测时测不到基准索跨中中心点坐标。

问题分析：对于第一个问题，将影响钢丝绳的受力，索鞍在设计时，索鞍和主缆之间是没有相对滑动的，即空缆状态时边跨和中跨钢丝绳在索鞍处水平力相等。现在涂抹大量黄油，致使索鞍和主缆之间可以自由滑动，则使边跨和中跨钢丝绳在索鞍处由水平力相等转变为轴向力相等，增加了基准索空缆状态线形调整的难度。对于第二个问题，由于测不到中跨跨中的坐标，使实际调索时，不能够精确的调整基准索空缆线形。

解决方法：1、从任意一边跨开始，向对岸逐一调节，一跨基准索调节好后，立即用卡子或反力索将基准索在索鞍处固定，不让他与索鞍产生相对滑动，并做好标记。2、在全站仪能够测得到的范围内多选几个控制点对其线形进行校正，严格控制与理论线形的误差。

3 边跨的钢丝绳线形的调节

边跨钢丝绳设计的是在主锚碇的前锚面水平距离3.9m的位置用散索套箍紧，如下图2所示。因为没有散索鞍，边跨施工面临怎么将7根钢丝绳紧成一股的问题。借鉴其他施工经验，这个问题可以在主缆架设前通过在散索套位置架设一个类似转索鞍的临时支撑来解决，临时支撑在散索套位置固定各根钢丝绳，使其在散索套到主索鞍之间的各根钢丝绳保持一股的状态。

但在实际施工中，施工队伍没有架设临时支撑，而是将七根钢丝绳分别张拉锚固到前锚面锚杆上，如图3所示。为了使中跨各根钢丝绳保持在一股状态，根据索鞍处钢丝绳水平力相等可以推知边跨7根钢丝绳水平力相等。也就是说明7根钢丝绳架设后，其水平力相等，索力相近，在这种状态下就存在一个问题，怎样将7根钢丝绳在散索套位置处紧成一股，并使各根钢丝绳的受力均匀，同时不引起中跨钢丝绳的变化。

问题的解决：利用边跨各根钢丝绳无应力长度不变的原理，用MIDAS软件建立设计图纸上的模型，求得各根钢丝绳的无应力长度。再求得塔顶坐标和边跨钢丝绳锚固点坐标。即已知钢丝绳无应力长度和起止点坐标就可以利用悬链线方程求解各根钢丝绳对应实际施工状态的线形。据此对边跨钢丝绳进行调节，在调节边跨时要固定好索鞍位置的钢丝绳，防止边跨调节过程中引起中跨钢丝绳线形的变化。

4 结束语

主缆施工是悬索桥施工的关键步骤，通过分析山区人行悬索桥主缆施工中的问题和解决方法，可以看出山区人行悬索桥在实际施工中存在很多问题，急需制定专门的施工规范来规范施工。

参考文献

[1] 周孟波.悬索桥手册[ M ].北京：人民交通出版社，2013.

[2] 周新年.工程索道与柔性吊桥[ M ].人民交通出版社，2008.

[3] 梅葵花.关于悬索桥施工控制中几个问题的探讨[ J ].桥梁建设，2003，（5）：52-54.