某悬索桥主缆架设施工质量技术要点控制

阮晓明

中交一公局第六工程有限公司，天津 300451

1 工程概况

本桥设计桥型为单跨悬索桥，主跨跨度为838m，边跨跨度分别为250、215m。主跨主缆矢跨比为1/10。主缆横向设计为2根，主跨两根主缆中心间距26m。小里程侧设计散索点横向间距34m，大里程侧设计散索点横向间距28m。

主缆预制由平行钢丝束股法（ppws）构成，单根主缆由127股索股组成，因大里程侧主缆轴力较大一些，因此在该边跨设计上增加4股同规格索股。索股设计材料为镀锌铝高强钢丝，钢丝标准抗拉强度不低于1770MPa。单根索股无应力长约1390m，重约30t，单根索股由127丝直径为5.2mm的高强钢丝组成。另主跨索夹外直径约74cm。索股采用定型捆扎带绑扎成形后的断面为正六边形，并且两端设置有热铸锚头。主缆使用的缠丝材料为直径4mm的圆形镀锌钢丝。

主缆防腐方案采用重防腐涂层+主缆除湿。

2 工艺流程及施工方法

2.1 工艺流程

索股架设施工准备→索盘进场→索股索盘吊放在放索盘支架上→索股锚头引出并与拽拉器连接→索股牵引→检查索股的扭曲、断带→两锚头引入并临时锚固→索股在各索鞍处整形→鞍座部位两侧索股连接手拉葫芦→索股上提→索股横移→基准索股按绝对垂度法精确调整并鞍座处固定→锚跨张力调整并锚固→架设后续索股，并进行后续索股线形调整→拆除猫道门架、滚轮、牵引系统→预紧缆→正式紧缆→打捆扎带→紧缆机卸压、移位直至紧缆结束。

2.2 索股架设施工方法

2.2.1 索股牵引顺序

索股架设顺序按监控单位的监控指令依次进行，架设时应按工艺要求频次进行观测主塔倾斜度和位移量。2根主缆对称进行架设施工，最大偏差不得超过1根。

2.2.2 牵引索股遇到的问题及解决办法

因单根索股重约30t，重量较大，在放索过程中可能发生牵引速度与放索速度不一致的情况，导致牵引与放索过程中产生时间间隔、放索盘的惯性等影响而出现索股在索盘上松驰。为避免索股扭转，严格按方案分布猫道承重索，门架与猫道刚性连接牢固； 将滚轮锥角做成60°；每隔一段长度安装一个夹具，安排专人进行检查调整，目的不发生旋扭。

由于索盘中内层索股的松弛引起绑扎带的断裂、钢丝散丝、交叉、弯折等情况出现。索股向索盘缠扰时，索盘上已经缠扰好的索股向收紧方向出现滑动现象而导致索股绑扎带损伤甚至割断；在放索时，索盘内的索股就会向松开方向滑动而导致索股松弛，钢丝和绑扎带也可能会受到损伤。原因就是上盘力较小。索股被拉出一定的距离时，索盘上外层对内层索股的约束减小，内层的索股就会松弛掉。牵引过程时，底部索股钢丝由于和滚轮产生摩擦受到拉应力而产生应变，应变增加到一定程度时就会出现局部鼓丝。在牵引施工时，在支架滚筒高度的影响下，经过塔顶、锚处的索股的竖向弯曲半径逐渐变小，导致索股径向压力变大而使绑扎带涨断甚至散丝情况发生。在牵引卷扬机结束操作后，索盘在惯性的驱动下会旋转一定弧长，索盘转动的速度会大于牵引出的索股移动速度，因多次的牵引暂停下，锁盘中内层索股的松弛长度就会越长，必须马上解决，否则就会造成 “呼啦圈”现象，下垂部分的索股碰到放索架的构件就会导致索股磨损。

预防索股绑扎带崩断、散丝、鼓丝等现象发生，首先要确保索股的制作质量符合工艺要求，同样绑扎带的质量也尤为非常重要；放索架可采用被动方式，可提供索股后作用力；在牵引施工中，坚决防止局部钢丝摩擦及碰刮现象；尽量增大上盘力。

2.3 索股上提、横移

2.3.1 安装提升系统

当索股被牵引到设计位置，然后利用塔顶、锚碇支墩门架上的卷扬机进行索股的上提、横移入鞍工序。在握索器安装之前沿整根长度严格检查索股是否扭转，确保索股任意两根钢丝都是平行的，使其满足成缆后受力均匀的要求。

2.3.2 如何保护索股上提、横移时表面的措施

尽量使握索器与索股的握索面积最大化，同时将握索器及小夹具边缘处等处理光滑。另在握索器内安装嵌铜衬板。

2.4 索股整形、入鞍

在索股上提之前，检查确认整根索股脱离猫道上的托轮，在索股上提后，任何人不得进入上提的索股下方，保证安全。在索股的锚头进入锚杆前，仔细检查索股的顺直度，必须将索股和鼓丝部分理顺调好，千万不能将其不合格部分留在锚跨内。可在全天温度较低时段进行矢度调整，索股入鞍时，主跨跨中处预抬120～200mm，边跨跨中处预抬75～100mm。左右幅索股架设时必须同时进行，相差不得大于1束。在架设期间测量人员及时观测塔顶的扭转和位移，确保在允许范围内。

2.5 基准索股的选择

为满足架设后的主缆线型与设计要求一致，在施工过程当中及时对主缆线型进行精确控制，主缆索股架设通常规定为基准索股和一般索股架设两种类型。为满足施工质量，先确认1＃索为主缆的第一根基准索股，如1＃索不能满足索股的架设规范要求时，将启用第二根基准索作为基准索股。

2.5.1 基准索调整。

基准索股垂度调整步骤：在索股跨中处设置反光棱镜，并且使用两台全站仪从各个方向同时进行测量。及时计算出索股跨中处实际的垂度值后与设计垂度值进行对比，确定出索股需调整的长度后进行跨度、温度的校正。放松或收紧索鞍处索股完成纠正垂度，顺序为先主跨、后边跨。当索股垂度符合要求后，进行调整左右幅两根基准索股相对垂度，相对差值小于10mm。基准索股垂度调整合格后，再观测至少3d，索股线形稳定满足要求后，可以确定第一根索股的垂度即调整结束。然后再连续进行3d的观测，经计算结果确认后作为基准索股最终线形控制。

2.5.2 一般索股调整

基准索股编号以外的索股设定为一般索股，一般索股相对于基准索股采取相对垂度的调整，其调整的方法及顺序与基准索股相同。

2.6 索股架设时的抗风措施

为实现索股顺利架设，对已架设的索股采取以下有效的措施提高其抗风能力。

组织施工作业人员将已经架设好的索股使用综绳等材料捆绑索股后与猫道连接，在风荷载作用下共同偏移，能够保证在六级以下风的天气顺利架设索股；索股调整后的精度和架设中遇到大风时可防止主缆与猫道横向变形不一致可能产生对主缆的损伤。

当一般索股架设较多数量时，为确保主、边跨各索股的排列和形状，在一定间距设置“V”和竖向插片保持器。当第一批索股（28#前）架设完后可安装“V”型保持器，在架设28#以后索股时，须安装竖向插片保持器。

可适当降低索股预抬量，充分利用风较小的时段，及时调整同一层索股。

3 主缆紧缆施工方法

在索股架设完成后进行主缆紧缆的作业，主缆直径在紧后为索夹外738mm，索夹内729mm，主缆空隙率控制在18%（索夹内）和20%（索夹外），其中紧缆作业分为预紧缆和正式紧缆作业的程序。

3.1 预紧缆

预紧缆施工应在温度稳定的时段进行，预紧缆施工顺序为：先主跨后边跨。预紧缆时主跨主缆各分为16段，其中每段长度约为50m；两个边跨各分为8段，每段长度约为30m，在预紧缆前采用全站仪划分出预紧缆位置并编号。

3.2 正式紧缆

正式紧缆工艺如下：

（1）主缆紧缆机安装就位。在紧缆机出厂前须进行静态和模拟试验，检查整机组装调试合格。为保证紧缆机上缆后可以一次组装成功，应提前在地面上试组装。用吊车将挤紧器和框架结构联接，放置在平整地面上，顶座上编号为N01的千斤顶位置向上。再将走行机构和紧缆机构安装连接。然后拆卸位于顶座下端的连接销，拆开顶座，同时注意顶座张开不应有卡滞现象。试组装完成后，正式上缆安装。紧缆机利用塔顶吊机吊装，先将链环式挤紧器下联接销打开，使挤紧器三片中二片分开，利用塔吊将其整体吊至近塔的主缆上方骑跨其上，再安装好连接销成封闭的连环状，再进行吊装纵梁和走行机构后与挤紧器连接，然后吊装框架（带液压系统、控制台和配重等），使用手拉葫芦将框架与缆索吊机连接，完成紧缆机的安装。

（2）紧缆机挤紧。挤紧机的挤紧顺序为：先中跨后边跨，中跨由跨中开始，边跨由锚碇处开始，向索塔方向逐步推进。挤紧之前距挤紧前后约5m，应将整圆捆扎带拆除。捆扎后的主缆在挤紧作用下直径回弹值会增大，所以在挤紧时需适当减小缆径的控制数值。施紧时要求控制空隙率为索夹内18%左右，索夹外19%左右。挤紧作业约1m间距挤紧一次，挤紧时及时安装牢靠两道镀锌钢带，两道钢带间距约10cm，应用大于周长的软钢尺在距挤紧机压块15～20cm外测主缆周长，当主缆空隙率、横竖径差在允许范围内时，即达到标准。

4 结语

大跨度悬索桥是近些年我国大型桥梁设计的主流桥型之一，本文通过对某长江大桥主缆架设、紧缆的施工方法及控制要点和解决措施作以介绍，相信对以后类似桥型的施工具有一定的借鉴和参考之处。