懸索橋主纜架設方法淺談

徐金華 劉耀東 張茫茫

1 工程概況

壩陵河大橋位于貴州關嶺縣境內，是滬瑞國道主干線貴州省鎮寧至勝境關公路上跨越壩陵河大峽谷的一座特大型橋梁。

大橋為主跨1 088 m單跨雙鉸鋼桁加勁梁懸索橋。主纜是構成橋梁懸索系統的永久性結構，本橋由兩根長約1 719 m、間距28.0 m、重約11 007 t的主纜作為吊掛鋼桁梁的受力結構。

壩陵河大橋主纜由φ5.2 mm平行高強鋼絲組成。每束索股由91根鋼絲組成，截面為正六邊形。主跨共有208束通長索股，在兩個邊跨為了平衡索力及防滑移各增加了8束背索。

主纜施工采用預制平行鋼絲索股逐根架設的施工方法(PPWS法)，即索股在工廠內預制成形，運至現場后整束架設，按豎向尖頂的近似正六邊形排列組成。

2 主纜架設系統

2.1 牽引系統架設

壩陵河大橋索股牽引采用門架式單線往復式牽引系統。兩臺牽引卷揚機分別布置在東錨后及西錨回填區內;兩根牽引繩由拽拉器連接成整根牽引繩。

索股架設階段的牽引系統由貓道架設牽引系統改造而來。在貓道架設完成后，將西塔下15 t卷揚機內一根牽引繩卷入西錨25 t卷揚機內。壩陵河大橋西錨洞為獨具特色的隧道錨，一般的起重設備無法操作，牽引繩需經過西錨洞前錨面的導向裝置后進入卷揚機內，為解除主纜索頭與拽拉器的連接提供方便。在布置導向裝置時先進行測量定位，確保牽引繩走行平滑過渡。

貓道門架安裝完成后，將牽引繩提入門架導輪組內，調整牽引繩垂度，形成索股架設階段牽引系統。

為了盡量減少索股牽引時的滑動摩擦，并保護主纜在牽引時免受損壞，在貓道上根據線型的變化按照不同的間距布置尼龍滾輪。滾輪支撐于固定在貓道上的支架上。牽引時索股在滾輪上滑動。另在主、散索鞍永久螺孔上設置尼龍滾輪，保證索股順利通過。

2.2 放索系統

壩陵河大橋地處山區，根據現場地形限制，將放索系統設置在東錨后。所有索股在廠家預制成盤后陸運至施工現場，在放索區布置一龍門吊，用以裝卸索盤，同時用以將索盤由地面吊至放索架上[1］。放索工藝采用水平放索，設計相應的放索架。放索架布置在放索區前端，配備專門的液壓剎車系統，在索股牽引過程中控制索盤的轉動速度，有效的解決了索股牽引時的呼啦圈現象。

2.3 索股上提橫移系統

主纜索股牽引到位后，需將索股提出滾輪后橫移至索鞍上方進行整形入鞍。在塔、錨門架頂上安裝提升卷揚機，通過動滑輪組形成具有48 t提升能力的上提系統。

在塔、錨門架上弦桿上懸掛手拉葫蘆，在索股進行上提后利用手拉葫蘆將索股橫移至索鞍鞍槽上方后進行整形入鞍[2］。

2.4 調索體系

索股整形入鞍完畢后，需對其垂度進行精確的調整。在主塔頂設置10 t手拉葫蘆，進行中跨調索。另在兩錨室各布置兩臺穿心千斤頂進行邊跨及錨跨的垂度調整[3］。

3 主纜架設施工

3.1 索股牽引

1)在東錨后錨面牽引。放索區布置在東錨后地面上，與東錨頂有36 m的高差，為保證索股順利牽引，在東錨后用腳手管搭設斜梯，其上布置尼龍滾輪，保證索股牽引過程中垂度控制在允許范圍內并保護索股牽引過程中不受損壞。在東錨錨后將待架設的索股由龍門吊從存索區運至放索區內，安裝在放索架上。將索股前錨頭從索盤中拉出，通過索頭架與主牽引系統拽拉器連接。調整好拽拉器的平衡，啟動主牽引卷揚機，使索股進入錨跨。

2)在東錨跨內的牽引。由于東錨跨跨越距離過大，為防止索股在牽引過程中索股垂度過低引起索股鼓絲，在東錨跨內利用鋼絲繩設置小貓道，按一定間距布置滾輪，有效的控制了索股的鼓絲現象。

3)在中、邊跨內牽引。索股在中邊跨運行過程中，牽引繩保持勻速牽引，指揮人員跟蹤索頭隨時調整索頭高度。每隔一定距離安排專人監護索股的運行情況，觀察索股是否出現扭轉、包扎帶破損斷裂，是否出現鼓絲等情況，及時糾正處理。在整個牽引過程中被動卷揚機要提供一定的反張力，通過塔頂時可以適當放緩速度，減小對門架的沖擊，在后期可適當放緩牽引速度。

4)在西錨洞內牽引。當索股前錨頭接近西錨錨室時，后錨頭已經從放索架脫出，在東錨斜梯上安裝錨頭小車，將后錨頭置于小車上，使其順利的通過東錨斜梯及后錨面托滾，降低牽引速度。利用拽拉器牽拉前錨頭，緩慢進入錨室內，牽引時保持一定的張力，防止索股垂度過低與地面摩擦損傷索股。在拽拉器接近前錨面時停止牽引，解除索股錨頭與拽拉器的連接。

3.2 索股上提橫移

當索股牽引到位后，在主索鞍兩側及散索鞍邊跨側約30 m位置處安裝索股握索器與索股上提系統連接后進行索股的上提、橫移。在索股上提之前，必須沿全線檢查索股的扭轉情況，將檢查出來的扭轉糾正，使索股的每一根鋼絲處在完全平行狀態，保證成纜后的受力均勻[4］。

在索股牽引、上提及橫移過程中，注意保護索股表面，主要措施有:

1)控制托滾間距，對索股鍍鋅層有較好的保護。

2)握索器及小夾具邊角打磨成圓角，并增大握索器與主纜索股的接觸面積。

3)塔頂、鞍部門架處采用尼龍吊帶吊掛索股，保護索股鍍鋅層。

3.3 索股整形入鞍

索股經上提、橫移后，主、散索鞍前后兩握索器間的索股呈無應力狀態。索股為了制作及運輸方便，其斷面設計由91根高強鋼絲組成的正六邊形，為使索股緊密的置于鞍槽內，入鞍前須將索鞍處索股斷面整形成51 mm×47 mm的矩形后置入索鞍內。利用專用的四邊形夾具將索股整形為四邊形，逐段將索股放入鞍槽內，并用木楔壓緊，以保證表面平整，無串絲。入鞍時要嚴格控制索股的著色絲在鞍槽中的位置，以防索股扭轉;另外為防止已入鞍索股的側向力使隔板變形，應在該索股的相鄰鞍槽內填進楔形木塊。

入鞍后，中跨索股應始終高于其他已架設好的索股。在東塔處索鞍標記線與主纜索股標記線對齊，西塔索股標記線向邊跨側預偏一定距離。

3.4 索股放松、握索器拆除

全線索股入鞍完畢后放松各上提系統卷揚機。放松時注意放松順序并隨時觀察鞍槽內索股，防止索股在鞍槽內發生滑移。進行握索器的拆除。

3.5 索股調索

主纜的線型主要由各跨跨中標高來控制。而在兩錨跨，通常由索股的錨跨張力來控制錨跨垂度。為使已整形入鞍的索股達到設計線形，在夜間氣溫、風速比較穩定的時候對其進行測量和垂度調整。

調索包括基準索股的調整和其他索股的調整。其中1號索為基準索，其線型將決定主纜的線型，因此1號索的調整精度要求較高(誤差控制在中跨－20 mm～+40 mm，邊跨－40 mm～+80 mm)。采用絕對標高法調整。調整必須在無風、晴朗、氣溫穩定的夜間進行。各跨測點間的溫差以不大于2℃為宜。

1號索以外的一般索股均采用相對垂度法調整。在一般索股牽引完畢后，在無風或微風的晚上進行垂度調整。利用專用卡尺測量索股與1號索股的相對高差，利用塔頂調索系統將索股調整到位[5］。為保證精度，若遇大風、雨雪等惡劣天氣應停止調索，待第二天天氣轉好后再進行調整。

在索股中邊跨線型調整到位后，還需對索頭處進行張拉，將索股錨跨張力調整到設計值。在完成全部索股架設后，還需對全部索股張力進行復測，對存在異常的索股重新進行張力調整。

4 結語

1)懸索橋主纜是大橋的生命線，其施工工藝復雜，作業點眾多，各點之間的協調配合是控制施工效率高低的關鍵。壩陵河大橋地處貴州山區，其東西錨碇一為重力式錨、一為獨具特色的隧道錨，索股在牽引過程中既需翻錨，又需進洞，其架設方法獨具特色，對以后懸索橋主纜架設施工有一定的借鑒意義。

2)主纜施工過程中，要密切關注主塔的偏位，兩側主纜的架設數量應盡量控制一致。

3)壩陵河大橋主纜架設歷時100 d，實際牽引時間僅60 d，純牽引效率為每天3.7束，處于國內領先水平。

[1]周孟波.懸索橋手冊[M］.北京:人民交通出版社，2003.

[2]杜國華.橋梁結構分析[M］.上海:同濟大學出版社，1994.

[3]顏 娟.自錨式懸索橋[J］.外國橋梁，2002(1):35-37.

[4]項海帆.高等橋梁結構理論[M］.北京:人民交通出版社，2001.

[5]山本宏.橋梁美學[M］.北京:人民交通出版社，1989.