大跨度悬索桥主缆及吊索的安装质量控制

大跨度悬索桥主缆及吊索的安装质量控制
梁春晗
【摘要】结合四川与云南交界的金东大桥大跨度悬索施工实例,探讨了其主缆和吊索的具体施工过程及安装质量控制,阐述了塔顶索鞍的安装、猫道的架设、主缆的
架设等关键工序.总结的成功经验可为类似工程提供参考.
【期刊名称】《建筑施工》
【年(卷),期】2019(041)005
【总页数】3页(P933-935)
【关键词】悬索桥;主缆架设;吊索安装;线形控制
【作者】梁春晗
【作者单位】中铁十八局集团第二工程有限公司河北唐山 064000
【正文语种】中文
【中图分类】TU997
1 工程概况
悬索桥是由悬索、索塔、锁夹、吊索、锚锭、桥面系等部分组成的一种桥梁形式[1]。

金东大桥（图1）一跨飞跃金沙江并与四川凉山彝族自治州的会东县相连。

主桥采用跨度达730 m的悬索桥型，由73节钢桁梁拼装组接而成。

桥面整体宽度20 m，起点（四川侧）引桥采用6×20 m普通钢筋混凝土现浇箱梁，终点（云南侧）引
桥采用2×25 m预应力混凝土现浇箱梁，引桥桥面宽度17.5 m。

全桥主缆共2根，每根索股有91根φ5.2 mm的高强度镀锌平行钢丝，每根主缆由8 281丝钢丝组成，钢丝抗拉强度1 670 MPa。

主缆架设完毕后采用主缆紧缆机紧固成形，用缠
丝机缠绕镀锌钢丝，表面进行防护。

2 施工难点
我国目前大多数悬索桥用于公路工程上，是跨越大江大河的主选桥型。

随着悬索桥的数量及跨度的增加，难度也随之增大，特别是特殊气候和特殊地质条件下的悬索桥，必须通过科学的措施途径来控制悬索桥的质量。

金东大桥主缆及吊索安装施工难点主要集中在以下几方面：
图1 金东大桥效果图
1）桥位处于亚热带干热河谷气候地震带上，锚碇结构混凝土浇筑量非常大，大体积混凝土施工容易出现温度裂缝，要做好温度控制工作以控制裂缝的产生。

2）主缆线形温度控制难度大，施工区域常年白天温度都在40 ℃以上，只有晚上
温度降下来之后才能进行主缆线形控制。

3）河谷瞬间风力可达到12级以上，对100 m以上薄壁空心门式主塔爬模施工存在极大的影响。

4）大吨位吊装，对桁架及起重设备的要求比较高。

3 施工工艺流程
本工程悬索桥主缆及吊索的具体施工工艺流程为：施工准备工作→安装塔顶索鞍→架设猫道→架设预制索股并调股→调整主缆线形→安装索夹→测定主缆线形→安装吊索。

3.1 施工前准备工作
首先将预制索股及放索盘运至施工现场，并做好架设准备，布置控制测量网，同时对桥塔、索鞍平面和高程位置、跨距进行检测，调整好有关的机械设备以及辅助设
备，对各索鞍进行清理，确保其干净、无异物、无油污。

3.2 安装塔顶索鞍
3.2.1 安装索鞍底座
在索塔顶部浇筑混凝土过程中，施工人员需按照设计要求，在索鞍底座下平板上焊接好锚固钢筋与锚固钢板[2]、高强螺帽以及设置混凝土振捣孔，并安装支撑索鞍底座上平板托架及调平装置，等到索鞍底座下平板的平面与高程调整符合设计要求后，将索鞍底座上平板和托架牢牢连接起来并将混凝土灌注至塔顶。

索鞍底座下平板部分需要采用微膨胀混凝土，这样可以避免混凝土和索鞍底座上平板间出现收缩缝隙，确保混凝土的密实度。

3.2.2 安装鞍体
由于每个鞍体的质量达到36 t，因此在选择吊具时，必须考虑起重的安全系数，需对索鞍的质量进行检算。

施工人员将龙门架安装在主塔顶上用来提升索鞍。

等主塔施工到塔顶时，需将钢板和锚固螺栓孔预埋到塔身内，并将钢板及高强螺栓和预留的螺栓孔进行连接以便用来提升龙门架，这样就构成稳定的提升系统，接着在框架上放置好起重平车及轨道，利用起重平车将索鞍起吊至横梁高度后，再通过轨道平移到安装位置（图2）。

图2 主鞍吊装示意
3.3 猫道架设
猫道是悬索桥施工中必不可少的施工通道和作业平台，相当于一座临时轻型索桥的作用，其组成部分包括猫道重索、制导装置、侧网、扶索、面网、锚固体系、横向通道等[3]。

本桥梁猫道采用的是3跨分离式结构的承重索，730 m的猫道主跨，东西两边跨分别为120 m与240 m，2根主缆下方各设置1幅猫道，单幅猫道横向布置需确保和主缆轴线对称，另外猫道层面到主缆的中心距离为1.4 m及4.0 m（图3）。

在猫道上，需要安设贝雷架平台及卷扬机，并进行固定、调节[4]。

3.4 主缆的架设及调股
主缆的架设需使用卷扬机并通过导向轮逐股来进行，在猫道上，施工人员扶持好索股，在鞍索槽内逐股安放定位，直至91股成品索全部定位完成后，将暴露的索股和顶部各接缝部分用锌粉膏封填、栓紧螺栓加固索股盖板，主缆在鞍座内固定好（图4、图5）。

图3 猫道大样示意
图4 索股牵引示意
图5 移索入鞍示意
3.5 索股线形调整
基准索股指的是每侧第1根牵引到位的成品索股，其他的索股统称为一般索股。

在调整主索矢度过程中，一般索股调整的参考物为基准索股，直接关系到主缆架设的精度，也是控制主缆线形的关键[5]，对成桥线形也有直接关系，所以其矢度必须调整精确。

施工人员可以按照中跨矢度调整、边跨矢度调整、锚固张力调整的顺序来对索股进行调整。

根据与基准索股的相对高度来调整一般索股的调整量，并同时对基准索股和被调整的索股进行温差管理。

3.6 主缆线形调整
主缆架设关键在于基准索股的线形。

为使主缆线形达到设计要求，要求当大气温度和风速比较稳定时对主缆中跨和边跨的垂度进行调整。

中跨几何线形（垂度）调整主要靠千斤顶来推动索鞍进行[6]。

边跨主缆长度较短，只能依靠锚头处小千斤顶调节张力来进行。

一般索股主要是参考调整好的基准索股来施工。

3.7 主缆整形
主缆按照设计要求安装好后，利用紧缆机将其挤成圆形。

首先，解掉预紧点附加6～7 m范围的外层绑扎，将一层防护布包在主缆外层上，接着用镀锌钢丝绳、千
斤顶配合倒链对主缆进行捆扎、收紧，然后沿着主缆周围用钝器进行敲打、振动，主缆呈初圆形状后，每隔3～5 m用钢带打包机打上1道钢带。

按照上述操作步骤将索股群整成圆形为止[7]。

3.8 索夹安装
本桥的索夹一共有142个，由2个半圆铸钢构件组成，用高强螺栓对接。

调整好
主缆线形及紧缆作业后，就可以安装索夹。

完成主缆搭设后，需将主缆与其他附属设施的连接解除掉，在温度均衡、主缆摆动最小时，再次检测主缆的中心线位置、索塔和索鞍偏移量并做好相关记录。

先将索夹吊装至塔顶并沿主缆运至安装位置，再由跨中及锚锭处向塔顶逐个安装（图6）。

图6 索夹安装
3.9 吊索安装
主缆线形在索夹安装完毕后，按照设计要求进行测定并安装吊杆。

将吊索运至塔下，利用塔吊直接提升靠近索塔处的吊杆，靠近跨中处使用缆索吊进行水平运输和垂直提升。

靠近主缆后，把吊绳从索夹处放下，并将吊索往上吊升，直至插入耳板。

对准销孔，安装销轴和挡板[8]（图7）。

图7 吊索安装
4 缠丝及防腐
桥面铺筑完成后进行主缆防护作业。

在防护之前，需将主缆表面污物清理干净并临时覆盖，等至涂装、缠丝时再掀开，在缆索表面涂上腻子并用φ4 mm钢丝进行
包裹。

在二期恒载作用于主缆之后，采用4台电动缠丝机进行主缆的缠丝作业。

为确保缠丝密度，需由高处向低处进行，两索夹则由低向高。

索夹间的缆索部分用缠丝机进行，索夹附加用人工进行包裹。

采用闪光对接焊进行钢丝的焊接，注意焊接部分要远离主缆，预先试验出接头强度及张力。

5 结语
金东大桥主桥属于大跨度悬索桥，主跨超过了600 m，是国内目前主选的桥型。

项目通过对大跨度悬索桥梁科学的管理，保证了主缆施工精度及质量；并通过科学地安装索夹及吊索，合理地采用缆索起重设备，保证了钢桁梁吊装的安全性及整桥施工的质量。

大跨度悬索桥在我国处于发展的上升阶段，目前挑战的跨度在1 000 m以上，对其质量等诸多问题的掌控也在不断探索中。

参考文献
【相关文献】
[1]蒙玉琪.风荷载下的悬索桥稳定性分析[J].房地产导刊,2018(11):106-107.
[2]李丽芬.天津子牙河大桥上部结构安装施工工艺[J].大众科技,2012(5):66-67.
[3]房艺捷.斜拉-悬吊协作体系桥梁加固设计及施工[D].西安:长安大学,2014.
[4]阮晓明.某悬索桥主缆架设施工质量技术要点控制[J].智能城市,2018(16):119-120.
[5]李猛,叶觉明,张勇.外国公司总承包建设工程的监理再实践[J].建设监理,2015(6):7-10.
[6]张炎.锚式悬索桥主缆线形及吊索张拉方案研究[D].重庆:重庆交通大学,2014.
[7]王维.隧道锚技术在大型悬索桥中的应用[J].北方交通,2018(10):15-19.
[8]米良.悬索桥钢箱梁吊装施工方案研究[J].交通世界,2018(20):97-98.。