宜昌长江公路大桥主缆施工
宜昌长江公路大桥主缆施工
唐云伟
（湖北省宜昌市交通基本建设质量监督站 宜昌市 443000）
摘 要 宜昌长江公路大桥是国家主干线上的跨江工程，采用主跨960m的钢悬索桥结构，主缆是建设大跨度及现代化悬索桥的关键
构件，文中主要介绍了宜昌长江公路大桥主缆架设的施工工艺，并结合施工实际情况，探讨了一些问题产生的原因和解决的办法。
关键词 悬索桥；主缆；索股；桥梁施工
0 概述
主缆是悬索桥的主要结构组成部分，它承担着桥梁上部结构的全部恒载和活载，其架设成型的质量对悬索桥的成桥精度及使用寿命起决定作用，是悬索桥施工的关键工序。宜昌长江公路大桥是国家公路主骨架沪蓉国道主干线上跨越长江的一座特大型单跨两铰钢箱梁悬索桥，主跨960m，大桥上下游各设一根主缆，中心间距38.4m，每根主缆由104束平行钢丝束构成，每束平行钢丝束由127根ф5.1mm高强度低松驰平行镀锌钢丝组成。主缆直径约655mm，空隙率为18%，在无应力状态下长约1574.2m，单缆的总重量为3334.2T，全桥用平行钢丝索共6668.4T。 1 施工准备 1.1 送索区与迎索区的场地布置 送索区布置在北岸锚碇顶面。存索区在北锚下游靠近血防水库的平台上，采用龙门吊机吊运索盘至放索区。北锚设置放索架、放索卷扬机及副牵引卷扬机。迎索区布置在南岸锚碇顶面。主卷扬机布置在南锚碇锚前开挖路堑位置，在A块已形成平台上设置一50T转向滑车。 扶手绳滚动支架主缆（ =655mm）天吊滑车（5导链主牵引绳牵引小车千斤绳滚轮副牵引绳48承重索 猫道断面图 索股牵引大样图 1.2牵引系统的布置 根据宜昌长江公路大桥架设的猫道系统（采用三跨分离式）和索股锚固系统的具体位置，采用往复式架空索道牵引系统。主牵引绳采用ф36（6×36SW+IWR-36）钢绳，副牵引绳采用ф28（6×36SW+IWR-28）钢绳。在上游猫道的上游侧、下游猫道的下游侧，间隔6m，布置高度1m的支承滚轮，支承滚轮距主缆中心线为1.025m。在塔顶主索鞍的曲率半径处放置滚轮，并搭设工作平台。
当猫道托架承重索完成底板索的安装后，将其上提至塔顶门架，锚固于塔顶门架间及其锚碇门架间，作为主
注*为执笔者 宜昌长江公路大桥主缆施工
缆索股的承重索，即天吊承重索（其矢跨比选择与主桥一致）。在天吊承重索上安装5T开口滑车作为跑门滑车，滑车下悬挂3T导链用于调整主缆索股的牵引小车与滚轮的间距，让牵引小车始终高于滚轮20-30cm。
1.3 主、散索鞍精确定位
主索鞍由两台65T千斤顶调整其预偏量至设计规定的值，散索鞍用拉杆调整其预偏量至设计规定的值。在架设索股期间，将散索鞍临时固定，在索股架设完成后，将其调整到位。在吊装钢箱梁之前解除其约束。 2 主缆施工 为了保证主缆架设的精度，主缆索股的架设分为一般索股架设、基准索股架设两类。每根主缆设置时，将1#索股作为基准索股，其余均为一般索股。宜昌大桥在索股架设过程中，为更加有效地控制主缆架设质量，保证施工精度，施工过程中又增设上游47#、下游51#索为基准索股。在索股架设时应尽可能保证对称施工，防止主缆出现不同程度的扭转倾斜。 127- 5.1127- 5.130282624222018161412108123435.766.35679121113141081234567911131515171617313233343536292725232158.154.4242226283031323334353629272523202119181956.1 索股整形前断面 索股整形后断面 2.1索股牵引 将索股盘吊运至放索架上，引出南锚面锚头，安装在牵引小车上，悬挂于天吊索上的滑车手动葫芦上，启动南、北锚碇顶面的主、副牵引卷扬机，通过北锚面设置的滚轮前移至北锚门架北侧，用手动葫芦起吊牵引小车导入塔顶弧形轨，卸掉小车上的手动葫芦，继续牵引索股至北塔南侧，再挂上主跨侧的天吊索的滑车手动葫芦上，启动主、副牵引卷扬机继续牵引索股至南塔，采用与北塔相同的方法越过南塔，牵引至南锚。
在索股前锚头（南锚头）接近南锚面时，北锚面用一台5T卷扬机通过握索器在北锚离开索盘前三圈处相连，继续启动主、副牵引卷扬机至北锚锚头从索盘上脱除，放松5T卷扬机，将北锚头缓慢放入北锚面，解除牵引小车上的南锚头和北锚的5T卷扬机，将南、北锚头放至锚固处。 2.2 索股横移整形入鞍
在完成索股牵引后，索股位于距主缆中心2米处的滚筒上，在塔顶中心前后20米，散索鞍前20米处，将握索器安装在索股上，分次拧紧握索器的紧固螺栓，确保主缆索股与握索器不发生相对滑移，将塔顶门架、锚碇门架的卷扬机在通过滑车组后与握索器相连，组成各自的提升系统，启动各门架卷扬机，将整条索股提离猫道面滚轮。此时，在塔顶主索鞍、锚碇散索鞍前后握索器之间的索股成无应
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力状态。
由于主、散索鞍的鞍槽为矩形，宽度为56mm，而预制主缆索股为正六边形（如图示），在索股入鞍前需将索股整形成断面为56.1mm(水平方向)×54.4mm(竖直方向)的矩形截面。索股的整形分为初整形和连续整形。先在距索鞍4米处用正六边形夹具将索股夹紧，解除两个六边形夹具之间索股的绑扎带，在距六边形夹具1米处开始用四边形夹具整形，在塔顶处由边跨向中跨整形，在散索鞍处由锚跨向边跨整形，整形时先人工用橡皮锤敲打索股，并用薄钢片进行断面整理。用四边形夹具从头梳理索股至另一侧，四边形夹具的手柄竖向布置，四边形断面的钢丝次序均按图示摆放，将该段索股整理成矩形断面后，用四边形夹具和不干胶布每隔2米进行固定，入鞍时将索鞍处的四边形夹具取消，待主、散索鞍处的索股全部整形完毕后，将索股置入主、散索鞍相应的鞍槽内，入鞍顺序先主索鞍后散索鞍。索股入鞍时将索股在塔顶主索鞍和锚碇散索鞍的标记对准，并用木楔夹紧。 2.3 索股垂度调整
索股 垂度调整均在夜间气温稳定之后进行，根据宜昌大桥的地理环境要求长度方向索股温差≤2℃，断面方向索股温差≤1℃，风力≤12m/s时方能进行索股垂度调整。在垂度调整前，先作温度监测，索股的测温采用点接触温度计，沿长度方向分别在边跨中点、南北塔顶、中跨1/4、中点3/4处设置测温计，断面方向各点的上下缘设置测温计，并在索鞍中心、边跨跨中、中跨跨中设置相应的标志点，作为索股调整的参考值。
基准索股中、边跨索股垂度调整采用全站仪进行三角高程测量，在主缆索股中跨测量时，用特制反光镜夹具在索股上安装反光镜，置全站仪于观测控制点上，利用全站仪测竖角和水平距离，反算跨中垂度，将其与设计值进行比较，符合要求后将南塔主索鞍处索股锚固在鞍槽内。边跨采用同样的方法调整后，在散索鞍处将索股锚固在散索鞍鞍槽内。中、边跨索股垂度调整完成后，进行锚跨张力的调整，施工中利用专用千斤顶顶压索股锚头，通过松紧拉杆螺母张力达到设计要求（拉力值与设计值不小于500Kg）。为了确保基准索股的精度，施工过程中利用传感器和应变片进行双重校核。
一般索股的牵引和横移、整形入鞍均同于基准索股，垂度调整方法采用相对垂度调整法，顺序同基准索股。调整时用卡尺测出控制点处一般索股与基准索股的相对垂度差，根据垂度差计算出索股在索鞍处的放松、收集调整量，并经温度修正后，通过移动索股在鞍槽内的位置来达到垂度调整的目的，一般索股和基准索股的相对垂度差控制在0-5mm之间。
垂度调整过程中，根据中、边跨的垂跨比，在索股整形入鞍固定前进行不同程度预抬高，以确保索股不至于压在已调整好的索股上。调整好的索股及时采用硬木契填压，并在鞍槽上部施以千斤顶反压索股进行固定，防止产生移动。为防止调整好的索股串位、扭转、排列零乱，1-21索股每隔60m设置V型保持器，其他索股间隔60m设置插片保持器。 2.4 紧缆成型
主缆的紧缆分初紧缆和正式紧缆两个阶段。
初紧缆选择气温比较稳定的夜间进行，首先采用边紧缆边拆除的方法将预紧点6-7m范围内的主缆外层索股绑扎带解除，并在主缆外层包一层麻袋或塑料布等软质物品来保护主缆镀锌钢丝。然后用千斤索配合手动葫芦捆扎主缆，人工收紧主缆，用大木锤沿主缆四周敲打，初步挤成圆形并用钢带绑扎，
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在挤圆时应尽量减少表层索股钢丝的移动量。初紧缆按照先疏后密的原则，先边跨后中跨，由跨中向两边的顺序进行施工。
在初紧缆完成后利用紧缆机进行正式紧缆。采用夜间预紧缆，白天正式紧缆的方式交替进行。正式紧缆前需要先进行试验，根据试验结果，用4台紧缆机从塔顶分别向中跨跨中和边跨跨中进行作业。首先启动紧缆机左右两台千斤顶调整紧缆机轴线与主缆中心重合，再启动其他4台千斤顶，同时协调好顶进速度。紧缆挤紧间距为1.0m，当紧缆机挤压蹄块挤紧工作完成后，在尽量靠近紧缆机的位置用不锈钢带捆扎，测量主缆横径和竖径值，控制两者差值在10mm以内，并根据预先计算好的主缆在不同空隙率状态下横径、竖径范围值图表，计算出实际空隙率，符合要求后，再进行下一个紧缆点的紧缆。
3 主缆架设过程中的常见问题及处理方法
主缆索股在牵引过程中，通常会出现扭转、松弛，钢丝交叉、弯折、鼓丝以及绑扎带断裂等问题，如不能及时处理，将会严重影响主缆架设的质量和进度。
索股的扭转主要有两个因素，一是在制索时高强钢丝本身在无应力状态下不可能保持直线线形，需要施加一定的张力并用绑扎带绑扎才能形成预制平行索股，上盘时也要求有一定的扭转；二是施工时，索股重力落在猫道外侧，使猫道产生局部倾斜，且开始牵引索股速度较慢，橡胶滚轮摩擦系数较大使滚轮两侧存在锥形倒坡，索股受到滚轮斜面的单边侧向约束，引起扭转。宜昌大桥通过采用高密度尼龙滚轮代替橡胶滚轮，减小滚轮宽度，将轮壁做陡，间隔一定距离在索股上安装鱼型夹具，有效地控制了索股的扭转。
钢丝交叉、弯折、鼓丝以及绑扎带断裂等归根结底都是索盘上内层索股的松弛引起的。内层索股的松弛有两种情况，一是上盘时，索盘内已盘好的索股向收紧方向出现滑动，导致绑扎带损伤甚至断裂；放索时，索盘内的索股向松开方向出现滑动，导致索股松弛，钢丝和绑扎带也受到损伤；二是施工时，当卷扬机停止作业时，索股由于惯性作用还会继续转动，此时放出的索股移动速度由于没有牵引力的作用小于索盘转动的线速度，这样每次牵引暂时停止都会造成内层索股的松弛。宜昌大桥采用的方法是先将后锚头拆下，用手拉葫芦收紧后，再将锚头重新装上，再调整平衡重的位置。 4 结束语
悬索桥主缆架设是一项极其复杂的系统工程，施工难度大，技术含量高，尽管在实施过程中，遇到了诸多问题，但在各参建单位的密切配合下，完成了一道道关键工序，经检测各项指标均达到了设计要求，为我国大跨径悬索桥的施工积累了宝贵的经验。
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Main Cable Construction of Yichang Changjiang Highway Bridge
Lu yong-jun1,Huang Jin-wen2
(1.Yichang Communication Supervisory of Quality Bureau, hubei provience, China,443000;
2. The second construction division of the highway and bridge company,Nanning 530001,China;) Abstruct: Yichang Changjiang Highway Bridge is a project on the State Arterial Route that spans the Changjiang River . The main span of the bridge is a 960-m steel suspension bridge . Main cable is the main component of large-scale modern suspension bridge. In this paper，main cable erection construction of Yichang Changjiang Highway Bridge is described ,Meanwhile,it approachs the causes why those problems arised and the ways to solute them in the light of the practical situation of construction.
Key words: suspension bridge;main cable;strand; bridge construction
