主缆安装施工技术

　　【摘要】介绍利用一台牵引卷扬机实现平面大循环架设主缆的施工方法，包括猫道架设、主缆牵引系统、主缆索股架设等。
　　【关键词】主缆安装，施工，技术
　　
　　
　　1工程概况
　　鱼嘴长江大桥全桥长1440.04m，主桥为616m单跨双立铰简支悬索桥，两边跨分别180m、205m（无吊索），南塔基础为9×φ2.5m桩基础，北主塔为9×φ3.0m桩基础，分离式承台。南塔高118.972m,北塔高139.704m。南北岸均采用重力式锚碇，齿坎结构，南锚碇尺寸(53.5x49.8x40.5)m；北锚碇尺寸(67x51.8x65.1)m。主缆2根，横桥向中心距34.8m，垂跨比1:10。吊索间距12m，加劲梁采用正交异性板流线型扁平钢箱梁，梁高3m，宽36.8m，梁段间采用全段面焊接连接。该桥施工难度大，为重庆市绕城高速路三大重点控制工程之一。
　　主缆是悬索桥的主要结构组成部分，它承担桥梁上部结构的全部恒载及活载。主缆架设成型的质量，是悬索桥施工的关键工序。每根主缆共有65股平行钢丝索股（PPWS）组成，每根索股由127丝直径5.2mm的镀锌高强度钢丝组成，排列成近似正六边形，空隙率在索夹处取17%，索夹外取19%，相应主缆外径分别为519mm、525mm。
　　钢丝索在缆索厂预制成平行索股，单根索股吊装重量约30吨（含索盘重量），长度约1100米。索股断面呈六边形，六边形的左、右两个顶点分别编制基准丝和着色丝，安装索股时通过着色丝检查索股是否扭绞。索股两端嵌固热铸锚头。
　　2主缆安装方案简介
　　主缆安装需在两岸主塔、锚碇、主、散索鞍及猫道安装施工完毕后进行。总体方案是将索盘从存索区吊放在南锚碇后的放索架上，将锚头通过拽拉器与牵引索相连接，北锚下游侧25t牵引卷扬机驱动牵引索带动索股沿猫道支承滚轮向北锚运行。牵引过程中及时纠正索股的扭转、弯曲及松散变形等。索股到达北岸后将两端头分别临时固定，各鞍座处整形后起吊横移置于鞍座预定位置，索股理顺，两端锚头引入锚固系统，经垂度调整后在鞍座处锁定。然后牵引卷扬机反转再牵引另一侧（上游侧）的索股，通过同样的程序入鞍。
　　
　　3主缆安装施工技术
　　3.1猫道架设
　　猫道是悬索桥上部结构施工最重要的空中脚手架，由猫道承重索、猫道面层、扶手索、猫道门架、横向天桥等组成。猫道承重索、栏杆索等的架设主要利用已架设好的导索和临时承重索在空中往复对称架设，猫道面层则分段在工厂预制成卷状，吊运至塔顶沿猫道索逐段拽拉下滑，逐段安装，直至跨中合拢。横向天桥在塔顶安装，并随同猫道面层下滑到位，而后安装扶手索和栏杆网。
　　每个猫道设6根承重索,自南锚碇至北锚碇为通长索，两端锚头均锚固于锚碇前锚面，并在塔顶定位槽处锁定。在塔（鞍）顶则通过转向架来实现猫道索的顺利过渡。
　　3.2主缆牵引系统安装
　　主缆牵引系统在猫道架设完成后安装。
　　根据现有设备及现场条件，拟采用“平面大循环系统”来完成主缆架设。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。全桥仅设置一台牵引卷扬机，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。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主缆安装
　　3.3.1索股架设
　　索股从南锚碇放索盘出发，循环牵引索拽拉索股，经过南锚碇散索鞍、南主塔鞍座、北主塔鞍座、北锚碇散索鞍、进入北锚碇完成主缆拖拉。在拖拉过程中防止主缆发生扭转，防止索股掉道。拖拉时，用对讲机进行相联系，有专人统一指挥，有专人跟随拽拉器。
　　索股拽拉到位后，将尼龙轮上的索股移至猫道面上。从南锚碇向北锚碇沿线检查索股，有扭转的地方，重新调正。
　　3.3.2索股的临时锚固
　　当索股牵引至北锚碇时，将两端的锚头临时锚固。
　　在距索股锚头4.0m左右的索股上，安装夹具与锚杆上的滑车组连接，启动张拉卷扬机牵引索股徐徐前进，待锚头接近锚杆时，用人工导向将锚头套入拉杆并拧紧螺母。
　　3.3.3索股的整形与横移入鞍
　　当索股临时锚固后，其整根索还在偏离主缆设计位置的纵向滑道上，在鞍座处需要将索股横移至索鞍内，在一般位置处也要将索股移至成缆位置的定型支架内。主缆索股横移入鞍主要利用塔（鞍）顶双悬臂吊架上的滑车组和倒链完成。六角形断面的索股要放入索鞍槽内时，必须在鞍座范围，整形成矩形断面,使其与鞍槽吻合。
　　首先在鞍座两侧各20m左右处的索股上，安装索股夹具，然后用千斤绳与鞍座塔架上的滑车组连接，驱动两侧滑车组，导链同时启动，使鞍座两侧夹具间的索股成放松状态。
　　在鞍座两侧各2.5m左右的索股上，安装六角形夹具固定，拆除整形区内的纤维绑扎带，并按外层丝号的排列位置梳成四边形并用夹具固定。
　　在整形区段的一端安装振动式整形机，并在整形机前后竖横向插入薄板，整形机和铁板边移动边整形，随即用镀锌铁皮卡带按四边形卡死，卡带间距约1.0m，相邻索股的卡带应适当错开。
　　再次拉动导链，将整形好的索股继续抬高，并施横向拉力，将索股安放于相应鞍槽索号内。在N1鞍座上还要精确对准索股与鞍座的标记点，最后拆除六角形和四边形夹具。
　　3.3.4主缆线型调整
　　⑴、基准索的垂度测定
　　根据实测的结构参数、恒载重量、调索时的温度、鞍座之间的实际跨度等，计算垂度及锚跨拉力，进行索股的垂度及锚跨拉力调整。
　　1）首先牵引2号索，然后牵引1号索，以1号索作为基准索，由于一般索股的垂度测定是以基准索股为参照的基准，因此基准索索股垂度调整的精度，决定着整个主缆架设的精度，所以要严格控制基准索的垂度测量和调整的精度，测量工作应在气温稳定的夜间进行。在测量计算跨径、垂度、温度变化等影响的基础上进行调整。垂度的调整在夜间风速较小、温度比较稳定时进行(0:00～5:30)。正确放置后，停留一段时间观察，测量3次，如全部结果都未超过允许偏差的范围，第一根索股的垂度即调整完成。
　　2）在主跨和边跨的观测点处，以直径16mm的透明塑料管组成连通管，将两侧的索股连通，以便观察管内水面，使两侧的索股高程接近水平，其高差≯30mm。
　　3）在主缆索股的整个架设过程中，要经常对基准索股监控观测。在主缆架设1/3，1/2，2/3时都要仔细地测量，并做好记录进行比较。
　　⑵、一般索股的垂度测定
　　1）一般索股的垂度测定，就是在气温稳定的夜间于各跨的高程控制点处，用大型卡具测定其与基准索的相对垂度差，被测定的索股在测定处的垂度应抬高200～300mm，边跨跨中预抬高100～200mm，使其完全悬空，以免垂压、缠交其下面的索股。操作时，先测新索股与基准索股之间的垂度，然后在夜间风速较小、无雨、雾、温度相对稳定的时间内将其垂度调整到允许偏差0，+5mm以内。
　　2）测定时要测定基准索股与被测索股的温度，确定有无相对温差。
　　3）检查所测索股与其它股是否有接触，是否处于自由悬挂状态。
　　4）测定后相对垂度差由下式算出：
　　△f=H-(△h1+△h2+di+D)
　　式中：H——为卡尺测得的尺寸
　　△h1、△h2——分别为上下卡尺的尺寸，可直接读出。
　　di——为第i索与基准索股间的高差。
　　D——为索股的高度
　　⑶、一般索股垂度调整
　　1）需要调整的相对垂度量△f，再计算出索股的放松量。
　　2）索股的垂度调整作业顺序按指定的顺序进行。
　　3）中跨的垂度调整，是在S1鞍座处的南侧安装导练滑车与被调整的索股连接，逐渐收紧导练滑车，可使中跨侧索股放松达到该索计算出的放松量，从而使该索矢高在跨中符合设计要求。在收紧导练滑车后，可用木榔头敲打钢丝索，通过振动破坏钢丝索与鞍座间的摩阻力，使钢丝索下滑，达到矢高增大的目的。
　　4）边跨的调整可启动锚杆张拉千斤顶，通过松锚索拉杆螺母，增加边跨钢丝索的长度，达到计算得的放松量。
　　5）锚跨的调整是在边跨调整好，并在散索鞍处固定之后，再次启动张拉千斤顶通过控制索力的办法进行调整。每根钢丝索的实际拉力应与设计值比较，误差应控制在规定范围之内。
　　6）垂度调整时还要考虑主塔的倾斜，测定时钢的温度与标准温度温差所造成的垂度影响，从而修正计算的放松量。
　　7）在各跨调整放松量后，要及时检查其调整索股在控制点处是否与底层的索股处于“似挨非挨，若即若离”的悬挂状态。
　　8）调整过程中，放松量的长度标记，可事先划在索鞍内的索股上，当放松所定的长度并核对无误后，立即对该索进行固定。
　　
　　4结论
　　在鱼嘴长江特大桥主缆安装施工中，采用了“平面大循环系统”来完成索股牵引，是国内悬索桥施工的一大创新。即采用一台卷扬机来同时完成上下游所有的索股牵引工作。以最小的成本高效地完成了主缆牵引施工，对今后类似工程有一定借鉴作用。
　　
　　参考文献
　　[1]交通部第一公路工程总公司主编.公路施工手册桥涵.北京：人民交通出版社，1999。
　　[2]周水兴，何兆益，邹毅松.路桥施工计算手册.北京：人民交通出版社，2001。