悬索桥主缆架设施工中存在的问题与优化方案

付琼

（铁四院（湖北）工程监理咨询有限公司，武汉430063）

1 引言

主缆是悬索桥结构的核心传力构件，悬索桥上部结构自重、桥面系自重和车辆荷载等都需要通过主缆来将与塔、锚等下部支撑结构连接在一起，因此，主缆架设施工质量将直接关系到悬索桥结构安全以及各项功能的正常发挥。目前，我国在悬索桥的施工中主要采用的是柔性平行钢丝索股作为主缆，并通过预制成缆方式来进行施工。虽然这种主缆架设施工技术已经相对成熟，但在施工过程中仍然存在一些问题，影响了施工质量。因此，施工单位要对主缆架设施工方案加以优化，从而为主缆架设施工的质量安全提供更加可靠的保证。

2 悬索桥主缆架设施工中存在的问题分析

2.1 牵引索股施工问题分析

一般在对主缆索股进行牵引施工时需要将卷扬机设置在一端的锚碇处，并利用锚道一侧的滚轮将牵引绳牵引至对岸，然后将牵引绳经转向后，再利用锚道另一侧滚轮将牵引绳牵引回该岸，从而构成一个完整的牵引系统【1】。由于散索鞍以及主索鞍滚轮在牵引施工过程中会受到很大的力，因此会造成牵引阻力也相应增加，从而增加滚轮的磨损。而在放索施工时还可能出现扭转问题。此外，如果在放索时出现突然停放或减速情况时，在惯力影响下放索盘会继续保持转动状态，此时，索盘前端索股会在巨大张力作用下绷断纤维强力胶，并造成索股松脱的问题。

2.2 索股入鞍施工问题分析

在入鞍施工时，通常需要先在锚碇锚杆处装好锚头，并将千斤顶设置在鞍座门架上方，再通过锚道滚轮将索股提升至鞍体上方。在提升过程中应首先整圆索股，并将握紧装置安装到位，以便千斤顶能够和钢绞线束连接牢固。在对钢绞线束进行回收作业时，应按照先主跨后边跨的顺序将所有跨索股控制在鞍座上约7cm 的位置，并将锚固牢固【2】。同时在索股入股前，应通过插片等工具对索股进行整形，然后按照一定间距将用胶带裹好并压入鞍座格栅，最后还要向槽内嵌入铅块以及楔形木。

在入鞍整形施工过程中，塔顶往往会受到放索挤压作用的影响，造成钢索上绑裹的高强度纤维胶带出现崩裂的情况，这会导致索股产生松散变形问题。而如果索股入鞍的位置精度较差，也会增加调索的难度。此外，在入鞍施工时索股还可能出现S 形局部扭转、交叉窜丝、鼓丝、弯折以及断丝等多种问题。

2.3 索股调整施工问题分析

在调索过程中一般会根据绝对垂度以及先中跨后边跨的顺序来对基准索进行调整，而在调整一般索股时则主要采用的是相对垂度。调索施工中往往会由于散鞍和主鞍出现滑移问题或鞍槽内的索股在调整完毕后出现滑移问题等造成基准索的精度达不到设计标准。此外，索股还会出现散开或横向摆动的问题。

3 悬索桥主缆架设施工方案优化分析

3.1 优化牵引施工方案

3.1.1 滚轮损坏问题的优化方案

在牵引施工时应选择比较宽大的钢制滚轮作为牵引绳滚轮，且应将与索股滚轮相互分开。同时，在牵引绳上应按照一定间距来进行卡具的安装，以防止滚轮上的牵引绳跳出。

3.1.2 索股在放索过程中出现扭转问题的优化方案

为了防止索股在放索过程中产生扭转问题，应避免振动猫道，以确保放索滚轮托架能够保持水平状态。同时，应将滚轮宽度控制在索股直径的3 倍左右，且水平面和侧面之间的夹角应保证在120°。当放出锚头时，应将承重索上的索夹间隔控制在300m 左右，且应指派2 名施工人员同时对锚头托架加以扶持。此外，还要将前行速度控制在30～40m/min。

3.1.3 索股出现呼啦圈问题的优化方案

在放索施工时应将制动装置和偏心架等设置于索盘侧面，这样就能够利用反拉力来确保牵引速度能够始终超过索盘转动速度，同时，还可以使索盘在撤去牵引力后将索股自动反转抽紧。

3.2 优化入鞍整形施工方案

3.2.1 索股变形松散问题的优化方案

在入鞍施工时，应严格按照设计标准来控制着色丝普通钢丝的位置，以确保索股能够顺利压入方型鞍槽格栅内。完成入鞍施工后，整形索股时应先将千斤顶放松，并依次完成索股整形作业。对主索鞍索股进行整形时应先边跨后主跨，而在整形散索鞍索股则应按照先锚跨后边跨的顺序依次推进。当完成基准丝的整形后，应用夹子或钢片叉拨装置等将索股夹住，并通过夹子的滑动来完成索股的整形，并将索股调至设计位置。全部索股正常完成后，还要按照设计间距在索股上裹好强力纤维胶带。

3.2.2 提高索股入鞍精度的优化方案

为了保证索股入鞍的精确度，在入鞍施工时应确保安装中心与一个主塔索股中心的一致性，同时，主鞍中心线与另一主塔索股位置应在边跨方向上保持20cm 的间距，以便保证跨中索股位置的准确性。

3.2.3 索股扭转问题的优化方案

为了防止索股出现局部扭转问题，应在扭转处缠上软质布带，缠紧后还要分别在布带上下2 面进行操作扣的施作，为扳扭手柄的插入创造便利条件。如果是在锚头段出现扭转时，则应由间距约2m 的两组操作人员同时从后往前进行回扭，直至索股回复正常状态。如果是索股中部出现扭转时，则应由3组操作人员同时按照从中间向两边的顺序进行回扭作业。

3.3 优化调索施工方案

3.3.1 提高基准索精度的优化方案

为了保证基准索精度，应通过反复多次调索的方式来解决基准索位置不准的问题。在优化施工方案中应先对基准索下缘处的跨长、标高进行测量，同时，还要准确测量塔顶标高并确定变位情况。此外，还需要测定主缆的标高和垂度、散索鞍和主索鞍的预偏量以及索股温度等各项指标参数，并要结合施工时的气温等环境要素来对调整量进行准确的计算分析。要注意的是在测量基准索的标高值时应尽量选择在温度比较稳定的夜间进行施测，且应连续测量3d。判断温度是否稳定的依据是索股在长度方向上的温差值应在2℃以内，而索股在横截面上的温差值则应在1℃以内。当3 次测量结果之间的误差值均未超过允许范围时，则可以对3 次测量结果取平均值，该平均值也就是基准索股标高值。在优化调索作业方案时，施工单位还应对基准索位置加强控制，并通过定期检测等方式来防止基准索上方有其他非基准索存在，从而确保基准索无偏底问题发生。

3.3.2 散索鞍或主索鞍滑移问题的优化方案

为了有效解决散索鞍或主索鞍在调索施工时出现滑移等问题，应优化调索方案，以确保调索过程中的受力平衡。在调索施工时应首先科学地确定鞍体的预偏量，并确保鞍座和鞍体均安装牢固。当完成主缆架设的全部施工后，才能将约束解除。在顶推鞍体时，应随着挂锁、安装梁体以及铺装桥面等各工序施工的逐步推进来将顶推到位。

4 结语

近年来，我国在桥梁施工技术方面取得了长足的进步，施工单位在悬索桥工程的主缆架设施工中也要不断总结实践经验，加强对各项施工问题的分析和研究，积极应用先进的技术设备，不断对施工方案进行优化改进，全面提高主缆架设施工的质量和效率，这样才能为悬索桥整体结构的安全性和稳定性提供可靠的保证，从而促进我国桥梁建设事业的现代化发展。