高速公路桥梁工程缆索系统施工工艺

郝少春

（中交二公局第六工程有限公司，西安 710075）

1 工程概况

该工程是云南某高速公路的重点建设项目，全桥总长490.4 m，主桥为265 m 下承式钢箱系杆拱桥，永胜岸侧引桥为65 m 简支钢箱梁。桥梁中的钢箱拱、格构梁等装置的安装均利用缆索吊实现，根据需求配套缆索吊机，中间转点稳定支撑于塔架的索鞍处，两端均锚固在已安装到位的锚碇装置上，以维持稳定。

2 施工准备

1）以现场建设条件为依据，结合工程质量要求制订吊装施工方案，经专家评审后方可投入使用。

2）缆索吊装系统的安装具有复杂性，在正式作业前应做好技术交底，加强工作人员对施工情况的了解，精准把控技术要点，掌握绳索的规格、长度等信息，确保施工的规范性。

3）向具有资质的供应商采购钢丝绳，进场时加强质量检验，一方面检查出厂合格证等相关资料，另一方面从种类、规格、数量、力学技术指标等方面展开分析[1]。满足质量要求的钢丝绳方可进场。

3 索系统的安装

本工程索系统包括主索、跑车、牵引索和起重索。对大理岸侧和永胜岸侧进行索系统安装施工，施工要点如下。

3.1 主索挂设

3.1.1 挂设临时承重索

在卷扬机的配合下，将钢丝绳通过塔顶的牵引索滑轮往返连续牵引，能往返牵引3 次，更换钢丝绳，钢丝绳直径逐次加粗（φ9 mm、φ20 mm、φ28 mm），经该步骤后将φ28 mm 钢丝绳挂设在塔顶牵引索滑动轮上，两端锚固在地垅上，确保其具有足够的稳定性。φ9 mm 钢丝绳过江过程中使用运输船，利用该设备牵引渡河。

3.1.2 挂设临时牵引索

采取挂设临时承重索的方法，以便根据要求连续开展牵引工作，将φ20 mm 钢丝绳稳定挂在起重索滑轮处，两端则分别与安装在地面的卷扬机稳定连接。

3.1.3 大理岸侧主索上塔顶索滑轮

在后锚和塔柱间安装放索架，在该装置的轴头处抽出钢丝绳的一头，有序缠绕至卷扬机上（避免打结的情况），剩余一头则在塔吊的辅助下提升，以便顺利穿过主索滑轮，与φ20 mm 临时牵引索稳定连接。主索连接前端有超过8 m 的绳头，该部分利用夹箍连接在牵引索上，在做好此项工作后可快速拉至对岸塔柱处，将绳头穿过索鞍后再与牵引索连接。图1为主索穿绕位置示意图。

图1 主索穿绕位置示意图

3.1.4 滑轮架的安装及拖拉主索的悬挂

借助滑轮架将主索挂在临时承重索上，利用铁丝绑扎的方法使牵引索与滑轮架稳定连接。大理岸侧的卷扬机放松主索和临时牵引索，此过程中永胜岸侧的卷扬机与之呈相反的工作状态，即收紧临时牵引索，保证主索能够被稳定拖拉至永胜岸。为提高拖拉的顺畅性，按20 m 的间距依次布设滑轮架。

3.1.5 主索过永胜岸塔鞍

主索被拖拉到位后将主索打梢，保证其能够被固定在塔顶；密切观察主索活动头的位置，待其穿过塔顶主索滑轮后，便可稳定连接至永胜岸的牵引滑车组。

3.2 跑车的安装

全面检查跑车的尺寸、外观，满足要求后方可正式进入跑车安装环节。在塔柱周边安装跑车，首先，将一组走行轮吊装至两根主索上，再紧紧捆绑，确保其稳定性[2]；然后，将另一组走行轮吊装至主索上，至此完成两组走行轮的安装作业，可将两者连接；最后，仍然采用吊装的方法将上挂架和起重定滑轮组安装到位。在跑车的安装过程中需密切关注同索上各走行轮的位置，保证其呈对正状态，不可出现歪扭、偏位等现象。图2 为跑车构造示意图。

图2 跑车构造示意图

3.3 牵引索的安装

跑车安装到位后，在该装置两端的牵引转向滑轮上分别连接φ28 mm 钢丝绳（数量均为1 根），永胜岸锚碇为转向滑轮，大理岸锚碇为5 t 牵引卷扬机。根据作业需求调控卷扬机，正转则将跑车拉向大理岸侧，反转则拉向永胜岸侧。

1）在大理岸侧吊装跑车，使其到达塔顶主索处，并与该区域的主索临时打梢锚固，形成稳定连接的关系。

2）在永胜岸侧锚碇处安装放绳装置，利用焊接的方法将该装置与锚碇预埋件连接，在放绳装置上安装绳盘。对牵引绳与临时牵引索打梢，此过程中在绳头处预留16 m，在临时牵引索的作用下将其牵引至永胜岸侧塔顶处，并保证绳头能够有效穿过牵引转向滑轮（共两处，分别设置在塔顶和跑车上），最后回到塔顶的牵引转向滑轮处，此时将绳头与临时牵引索打梢，绳头预留长度调整为8 m。在前述基础上解除最开始的打梢，转变临时牵引索的运行姿态，使其反转，以便将牵引绳牵引至永胜岸侧锚碇处，用绳夹锚固。此后，将跑车与临时牵引索打梢，将预先设置的跑车与主索的打梢解除，牵引跑车，使其可到达大理岸侧主塔处。

3）将牵引索绳头（指的是设置在永胜岸侧锚碇转向滑轮处的部分）与临时牵引索打梢，绳头部分的预留长度按16 m控制。拆除原本设置在转向滑轮牵引绳的绳夹，启用预先准备好的临时牵引索，经带动后将其牵引至永胜岸侧主塔顶，使绳头可穿过牵引转向滑轮，转换为跨中打梢后，解除边跨打梢；在此基础上继续使用临时牵引索，以便进一步牵引，直至达大理岸侧主塔顶处为止，在确保绳头可以有效穿过塔顶的牵引转向装置后，转换为边跨打梢，由此可以解除跨中打梢；此后，再次启用临时牵引索，利用该装置牵引至大理岸侧锚碇。绳头与临时牵引索换向并打梢，预留长度设为16 m，将原先设置的打梢解除。

运行锚碇卷扬机，在该装置的作用下将牵引索朝大理岸侧拖拉，同时牵引牵引索，使其可以到达大理岸侧主塔处。绳头的设置依然采用与永胜岸侧相同的方法，将绳头穿过牵引转向滑轮（共两处，分别设置在塔顶和跑车上），最后回到塔顶的牵引转向滑轮处，此时将绳头与临时牵引索打梢，绳头预留长度调整为8 m。将原有的打梢解除，翻转临时牵引索，使其带动牵引绳到达大理岸侧锚碇，利用绳夹加以固定。

4）对设置在永胜岸侧锚碇处的绳盘，需要将其中剩余的钢丝绳抽出，此时可以将另一绳头用绳夹锚固。经前述操作后，若永胜岸侧钢丝绳的剩余量有限，则需要密切观察锚固绳盘的实际情况，以免跨中的牵引索在自重的作用下带动绳盘异常转动，若出现此情况需及时采取处理措施，以免诱发安全事故[3]。

3.4 起重索的安装

起重索的穿绕作业安排在大理岸塔顶工作平台处。两根起重索的挂设方法总体一致，区别是第一根无须拆除临时牵引索，此处以第二根起重索为例，展开分析。

1）将临时牵引索的一端打梢至塔顶。

2）启动塔吊，共同提升下挂架和起重动滑轮组，使其到达跑车上挂架的下方位置，若无误则采取临时锁定措施。

3）在起重卷扬机的作用下将φ21.5 mm 起重钢索引出，在完成转向操作后使其通过起重滑轮，穿绕滑车组后，若无误则将绳头与原临时牵引索稳定连接。

4）拆除打梢千斤绳，放松起重钢丝绳，对岸收紧临时牵引索，有效拖拉起重钢丝绳，使其可以到达对岸塔柱周边位置，再将起重索绳头穿过起重转向滑轮并打梢。

5）利用临时牵引索牵引起重索，使其可到达永胜岸锚碇处并锚固。

6）原先设置在下挂架与跑车间的锁定可以解除，按设计要求将限位装置安装到位。

3.5 下挂架、配重的安装

通过牵引卷扬机的作用将跑车移动至指定的位置，放松起重索下挂架，使其可接近地面，再调整下挂架的状态，呈水平状态后可安装配重。

3.6 整机检查

待缆吊安装到位后做全面的检查，例如，地锚需具有稳定性；滑轮转动具有顺畅性，可根据要求及时制动；下落架可根据要求灵活起落，全程无阻碍；相同组别的主索相互平行。

4 吊装安全保证措施

4.1 缆索设备的检查与试吊

1）地锚试拉：根据施工设计图的标注对地锚分类，并要根据相关技术条款对全部地锚进行试拉，如主地锚采用试吊的方式检测。

2）主地锚的设置：以施工设计图为指导，规范设置主地锚，设备完毕后要按照顺序对每一环检查签字确认。

3）主地锚锚杆抗拔试验：开挖主地锚洞且成型后，即可根据锚杆施工规范设置锚杆，邀请专业人员开展主地锚锚杆抗拔试验，确定主地锚杆安全系数，并采用专业设备和工具进行吊装施工，保障吊装安全。

4.2 钢丝绳与索具检查

1）钢丝绳的检查：如果钢丝绳弯曲次数和受力值超出允许范围，会开始出现损坏，加上受到钢丝内部、钢丝与滑轮、钢丝与索鞍等结构会频繁摩擦的影响，钢丝绳需要面对较大的断丝风险，承载力保持稳定性的难度高。基于此，相关工作人员应加强对钢丝绳的断丝检查和质量检测，每间隔20 d 全面检查一次，若发现钢丝绳某个节距的断丝大于断丝控制标准时，要及时更换钢丝绳。同时，还要定期润滑钢丝绳，润滑间隔时间不得超出1～4 个月，确保钢丝绳伸缩顺畅。

2）索具的检查：安排检查专员定期检查索具和吊具，确保钢丝绳夹头、弯曲处的耳环、卸甲、转向轮、收紧处的滑轮组、手动葫芦及动力装置的安装连接可靠，润滑顺畅。为保证高空吊装作业的安全性，应在施工前组织相关施工人员进行演习，掌握各种联络方式，并规范配备安全绳、安全网等安装防护设施。

3）通信设备检查：吊装作业环境下，最重要的通信设备是短波无线对讲机设备，因而必须重视对短波无线电对讲机的维护，如供电维护，确保对讲机电池能正常供电8 h，若有配置备用电池，则要保证对讲机电池能够正常供电5 h。

5 结语

综上所述，缆索吊具有灵活性、安全性、经济性等多重特征，是现代桥梁工程中较为关键的大型吊装设备，本文结合具体工程实例，针对工程特点，提出了缆索吊施工方案，并就缆索系统施工工艺展开了详细的研究，以提高高速公路桥梁的质量，促进高速公路桥梁事业的可持续发展。