懸索橋主纜架設(shè)施工中存在的問題與優(yōu)化方案

付瓊

（鐵四院（湖北）工程監(jiān)理咨詢有限公司，武漢430063）

1 引言

主纜是懸索橋結(jié)構(gòu)的核心傳力構(gòu)件，懸索橋上部結(jié)構(gòu)自重、橋面系自重和車輛荷載等都需要通過主纜來將與塔、錨等下部支撐結(jié)構(gòu)連接在一起，因此，主纜架設(shè)施工質(zhì)量將直接關(guān)系到懸索橋結(jié)構(gòu)安全以及各項功能的正常發(fā)揮。目前，我國在懸索橋的施工中主要采用的是柔性平行鋼絲索股作為主纜，并通過預(yù)制成纜方式來進行施工。雖然這種主纜架設(shè)施工技術(shù)已經(jīng)相對成熟，但在施工過程中仍然存在一些問題，影響了施工質(zhì)量。因此，施工單位要對主纜架設(shè)施工方案加以優(yōu)化，從而為主纜架設(shè)施工的質(zhì)量安全提供更加可靠的保證。

2 懸索橋主纜架設(shè)施工中存在的問題分析

2.1 牽引索股施工問題分析

一般在對主纜索股進行牽引施工時需要將卷揚機設(shè)置在一端的錨碇處，并利用錨道一側(cè)的滾輪將牽引繩牽引至對岸，然后將牽引繩經(jīng)轉(zhuǎn)向后，再利用錨道另一側(cè)滾輪將牽引繩牽引回該岸，從而構(gòu)成一個完整的牽引系統(tǒng)【1】。由于散索鞍以及主索鞍滾輪在牽引施工過程中會受到很大的力，因此會造成牽引阻力也相應(yīng)增加，從而增加滾輪的磨損。而在放索施工時還可能出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)問題。此外，如果在放索時出現(xiàn)突然停放或減速情況時，在慣力影響下放索盤會繼續(xù)保持轉(zhuǎn)動狀態(tài)，此時，索盤前端索股會在巨大張力作用下繃斷纖維強力膠，并造成索股松脫的問題。

2.2 索股入鞍施工問題分析

在入鞍施工時，通常需要先在錨碇錨桿處裝好錨頭，并將千斤頂設(shè)置在鞍座門架上方，再通過錨道滾輪將索股提升至鞍體上方。在提升過程中應(yīng)首先整圓索股，并將握緊裝置安裝到位，以便千斤頂能夠和鋼絞線束連接牢固。在對鋼絞線束進行回收作業(yè)時，應(yīng)按照先主跨后邊跨的順序?qū)⑺锌缢鞴煽刂圃诎白霞s7cm 的位置，并將錨固牢固【2】。同時在索股入股前，應(yīng)通過插片等工具對索股進行整形，然后按照一定間距將用膠帶裹好并壓入鞍座格柵，最后還要向槽內(nèi)嵌入鉛塊以及楔形木。

在入鞍整形施工過程中，塔頂往往會受到放索擠壓作用的影響，造成鋼索上綁裹的高強度纖維膠帶出現(xiàn)崩裂的情況，這會導(dǎo)致索股產(chǎn)生松散變形問題。而如果索股入鞍的位置精度較差，也會增加調(diào)索的難度。此外，在入鞍施工時索股還可能出現(xiàn)S 形局部扭轉(zhuǎn)、交叉竄絲、鼓絲、彎折以及斷絲等多種問題。

2.3 索股調(diào)整施工問題分析

在調(diào)索過程中一般會根據(jù)絕對垂度以及先中跨后邊跨的順序來對基準(zhǔn)索進行調(diào)整，而在調(diào)整一般索股時則主要采用的是相對垂度。調(diào)索施工中往往會由于散鞍和主鞍出現(xiàn)滑移問題或鞍槽內(nèi)的索股在調(diào)整完畢后出現(xiàn)滑移問題等造成基準(zhǔn)索的精度達(dá)不到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。此外，索股還會出現(xiàn)散開或橫向擺動的問題。

3 懸索橋主纜架設(shè)施工方案優(yōu)化分析

3.1 優(yōu)化牽引施工方案

3.1.1 滾輪損壞問題的優(yōu)化方案

在牽引施工時應(yīng)選擇比較寬大的鋼制滾輪作為牽引繩滾輪，且應(yīng)將與索股滾輪相互分開。同時，在牽引繩上應(yīng)按照一定間距來進行卡具的安裝，以防止?jié)L輪上的牽引繩跳出。

3.1.2 索股在放索過程中出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)問題的優(yōu)化方案

為了防止索股在放索過程中產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)問題，應(yīng)避免振動貓道，以確保放索滾輪托架能夠保持水平狀態(tài)。同時，應(yīng)將滾輪寬度控制在索股直徑的3 倍左右，且水平面和側(cè)面之間的夾角應(yīng)保證在120°。當(dāng)放出錨頭時，應(yīng)將承重索上的索夾間隔控制在300m 左右，且應(yīng)指派2 名施工人員同時對錨頭托架加以扶持。此外，還要將前行速度控制在30～40m/min。

3.1.3 索股出現(xiàn)呼啦圈問題的優(yōu)化方案

在放索施工時應(yīng)將制動裝置和偏心架等設(shè)置于索盤側(cè)面，這樣就能夠利用反拉力來確保牽引速度能夠始終超過索盤轉(zhuǎn)動速度，同時，還可以使索盤在撤去牽引力后將索股自動反轉(zhuǎn)抽緊。

3.2 優(yōu)化入鞍整形施工方案

3.2.1 索股變形松散問題的優(yōu)化方案

在入鞍施工時，應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)來控制著色絲普通鋼絲的位置，以確保索股能夠順利壓入方型鞍槽格柵內(nèi)。完成入鞍施工后，整形索股時應(yīng)先將千斤頂放松，并依次完成索股整形作業(yè)。對主索鞍索股進行整形時應(yīng)先邊跨后主跨，而在整形散索鞍索股則應(yīng)按照先錨跨后邊跨的順序依次推進。當(dāng)完成基準(zhǔn)絲的整形后，應(yīng)用夾子或鋼片叉撥裝置等將索股夾住，并通過夾子的滑動來完成索股的整形，并將索股調(diào)至設(shè)計位置。全部索股正常完成后，還要按照設(shè)計間距在索股上裹好強力纖維膠帶。

3.2.2 提高索股入鞍精度的優(yōu)化方案

為了保證索股入鞍的精確度，在入鞍施工時應(yīng)確保安裝中心與一個主塔索股中心的一致性，同時，主鞍中心線與另一主塔索股位置應(yīng)在邊跨方向上保持20cm 的間距，以便保證跨中索股位置的準(zhǔn)確性。

3.2.3 索股扭轉(zhuǎn)問題的優(yōu)化方案

為了防止索股出現(xiàn)局部扭轉(zhuǎn)問題，應(yīng)在扭轉(zhuǎn)處纏上軟質(zhì)布帶，纏緊后還要分別在布帶上下2 面進行操作扣的施作，為扳扭手柄的插入創(chuàng)造便利條件。如果是在錨頭段出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)時，則應(yīng)由間距約2m 的兩組操作人員同時從后往前進行回扭，直至索股回復(fù)正常狀態(tài)。如果是索股中部出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)時，則應(yīng)由3組操作人員同時按照從中間向兩邊的順序進行回扭作業(yè)。

3.3 優(yōu)化調(diào)索施工方案

3.3.1 提高基準(zhǔn)索精度的優(yōu)化方案

為了保證基準(zhǔn)索精度，應(yīng)通過反復(fù)多次調(diào)索的方式來解決基準(zhǔn)索位置不準(zhǔn)的問題。在優(yōu)化施工方案中應(yīng)先對基準(zhǔn)索下緣處的跨長、標(biāo)高進行測量，同時，還要準(zhǔn)確測量塔頂標(biāo)高并確定變位情況。此外，還需要測定主纜的標(biāo)高和垂度、散索鞍和主索鞍的預(yù)偏量以及索股溫度等各項指標(biāo)參數(shù)，并要結(jié)合施工時的氣溫等環(huán)境要素來對調(diào)整量進行準(zhǔn)確的計算分析。要注意的是在測量基準(zhǔn)索的標(biāo)高值時應(yīng)盡量選擇在溫度比較穩(wěn)定的夜間進行施測，且應(yīng)連續(xù)測量3d。判斷溫度是否穩(wěn)定的依據(jù)是索股在長度方向上的溫差值應(yīng)在2℃以內(nèi)，而索股在橫截面上的溫差值則應(yīng)在1℃以內(nèi)。當(dāng)3 次測量結(jié)果之間的誤差值均未超過允許范圍時，則可以對3 次測量結(jié)果取平均值，該平均值也就是基準(zhǔn)索股標(biāo)高值。在優(yōu)化調(diào)索作業(yè)方案時，施工單位還應(yīng)對基準(zhǔn)索位置加強控制，并通過定期檢測等方式來防止基準(zhǔn)索上方有其他非基準(zhǔn)索存在，從而確保基準(zhǔn)索無偏底問題發(fā)生。

3.3.2 散索鞍或主索鞍滑移問題的優(yōu)化方案

為了有效解決散索鞍或主索鞍在調(diào)索施工時出現(xiàn)滑移等問題，應(yīng)優(yōu)化調(diào)索方案，以確保調(diào)索過程中的受力平衡。在調(diào)索施工時應(yīng)首先科學(xué)地確定鞍體的預(yù)偏量，并確保鞍座和鞍體均安裝牢固。當(dāng)完成主纜架設(shè)的全部施工后，才能將約束解除。在頂推鞍體時，應(yīng)隨著掛鎖、安裝梁體以及鋪裝橋面等各工序施工的逐步推進來將頂推到位。

4 結(jié)語

近年來，我國在橋梁施工技術(shù)方面取得了長足的進步，施工單位在懸索橋工程的主纜架設(shè)施工中也要不斷總結(jié)實踐經(jīng)驗，加強對各項施工問題的分析和研究，積極應(yīng)用先進的技術(shù)設(shè)備，不斷對施工方案進行優(yōu)化改進，全面提高主纜架設(shè)施工的質(zhì)量和效率，這樣才能為懸索橋整體結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性提供可靠的保證，從而促進我國橋梁建設(shè)事業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展。