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1、主缆缠丝防护施工方案1前言主缆缠丝是用专用的缠丝设备以一定的张力使镀锌软钢丝（圆形或特制的S形软钢丝）密匝牢 固地缠绕在主缆上的作业。主缆缠丝的主要作用是保持主缆外形并与涂装材料共同组成主缆防护体 系，尽可能延长主缆使用寿命。缠丝施工质量主要由缠丝导入拉力和缠丝密匝缠绕圈数两个指标控 制。2主缆缠绕钢丝分类2.1镀锌钢丝镀锌钢丝属于传统的主缆防护方法，应用性能较好的高强度热镀锌钢丝和重防腐涂料，逐步形 成了在主缆钢丝外层“腻子+缠丝+涂料涂装”为主体的悬索桥主缆腐蚀防护方法。其具体步骤是对 经过紧缆处理过的（圆形）主缆钢丝外层涂抹防护腻子;然后沿主缆圆周方向连续缠绕一层少45mm 圆形镀锌软钢
2、丝；最后在缠丝外表面用多层涂料分层涂装；这样形成一个封闭的主缆防腐蚀保护层 （见图1）。图1镀锌钢丝缠丝保护示意图2.2 S形钢丝S形钢丝是应用在主缆干燥除湿腐蚀防护体系内，具体步骤是沿紧缆处理过的主缆圆周方向连 续缠绕一层环环相扣密封性好的“S”型钢丝（图2）；在其外层缠聚乙烯带或橡胶防腐带，然后将特 殊涂料涂装；对主缆形成气密和水密的密封层（图3）。S形钢丝的质量特性见表1。图2 S形钢丝断面图3 S形钢丝缠绕示意图表1 S形钢丝的质量特性项目技术参数线材JISG3505 （软钢丝材）标准规定的SWRM6K抗拉强度550N/mm2延伸率1.5%以上扭转次数6次以上锌附着量280g/m2锌附
3、着性试验后用手指轻擦不产生剥落、龟裂公称断面积13.32mm2公称断面周长21.81mm单位重量7830kg/m33缠丝设备3.1缠丝机分类311人工型缠丝机的缠丝盘（机头）是由人力带动旋转完成缠丝称为人工型缠丝机。主要用于小直径主缆 缠丝（例如丰都长江大桥）及大直径主缆索夹间缠丝节段尾端部位缠丝。因机动型缠丝机在索夹间缠丝 节段的尾端部位，缠丝机的回转系统与索夹干扰，因此在靠近索夹端面的位置，停止机械缠丝，剩 余部分以手动缠丝。312机动型缠丝机的缠丝盘（机头）是由电动机、减速器及变速机构带动旋转完成缠丝称为机动型缠丝机。 主要用于大直径主缆缠丝。例如：汕头海湾大桥、厦门海沧大桥、润扬长江大
4、桥等。机动型缠丝机 是可自行进行跨越索夹的全节段式施工。缠丝在2个索夹间节段进行，各节段重复相同的作业；3.2缠丝机性能及总体结构主要以机动型缠丝机缠丝机性能及总体结构进行说明。手动缠丝机是属于简易型，在此不再阐 述。主缆缠丝机总体结构图如图4所示，平面图如图5所示。I图4主缆缠丝机总体结构图图5缠丝机平面图3.2.1.缠丝机性能要求(1) 缠丝机可在主缆上自行行走(前进、后退)。(2) 缠丝和走行时，缠丝机遇到索夹和吊索，可自行跨越，连续行走。(3) 缠丝头齿圈绕主缆转动速度可与主机走行速度相匹配、并可根据缠绕钢丝直径的不同和 直径公差进行微调，以保证钢丝密匝缠绕。littp；/Auiuuj
5、.qiaoNiariigren.iiiet（4）缠丝（机头旋转）与走行可同步进行，亦可各自单独动作。（5）缠丝进行时钢丝带有左右的张力，张力大小可以在一定范围内调整。（6）可完成缠绕靠索夹端部的部分。3.2.2主要结构缠丝机以机构功能可分机架、夹紧机构、传动机构、缠丝机构和走行、自动越夹机构等五部分。（1）机架：机架是门形下开口框架，由型钢和钢板拼焊而成。（2）夹紧机构：基本结构是丝杆、螺母、手轮和闸瓦。为了获得所需的夹紧力矩，应辅以专用 板手，夹紧靠人力搬动。（3）传动机构：整台机器靠l台四级交流电动机驱动，主要由减速器、变速箱和离合器组成。 缠丝速度可调，走行速度亦可调，两者有可靠的匹配并
6、根据被缠绕软钢丝的直径公差，可以微调使 匹配准确。主机与夹持架可交替行走。可在行走机构不动的情况下施转大齿圈，亦可在大齿圈停转 时走行跨越索夹。机器可前进，亦可后退。（4）缠丝机构：缠丝机构包括大齿圈、丝轮、导向轮、张紧装置、压辊装置。靠大齿圈的旋转 实现缠绕动作，靠机器行走实现密匝缠绕排线，本机为双头缠丝，大齿圈上有两套相同的丝轮、导 向轮、顶紧装置机构。在索夹端部缠丝，还设计有端部缠丝附件。（5）走行机构：走行机构中的摆动轮是在主缆上行走的，固定轮在索夹上才起作用。当机器临 近索夹时，固定轮先上索夹，作承担机器一份重量；随之凸块碰索夹，自动拨出摆轮上的销子，使 摆轮有可能摆动；随后索夹推压
7、推杆，摆轮开始摆动，直至摆轮的高程够上索夹，机器便自动越过 索夹。过索夹后，推杆上的弹簧推动推杆复原，摆轮复位，销子自动销。这一连串的动作是在走行 中连续进行的，中间没有停歇，故不影片正常缠丝质量。反向走行亦可拨销，摆轮为被动自由状态, 过索夹后靠拉簧复位。3.3主要技术参数表2所示为厦门海沧大桥圆形钢丝缠丝机主要技术参数。表2圆形钢丝缠丝机性能参数项目性能参数缠丝方法连续缠丝缠丝方向上坡或下坡适用钢丝0 45mm圆形钢丝缠丝张力0 2.5KN同时缠绕钢丝数量2线储丝轮能力120125kgx2个储丝轮适应主缆直径0 550590mm跨越主缆索夹长度最大1700mm大齿圈转速5 29.5r/mi
8、n缠丝速度3 14.5m/hlitlp；/wiuui.qitiangrenijie!i;调速方式机械无极移位方法齿条式电动机Y 型 11KW主缆倾角030重量9700kg控制和监控缠丝、移动分离，张力速度同步表3所示为润扬长江大桥S形钢丝缠丝机主要技术参数。表3 S形钢丝缠丝机性能参数项目性能参数缠丝方法连续缠丝缠丝方向上坡或下坡适用钢丝S形钢丝缠丝张力最大3.00KN同时缠绕钢丝数量2线储丝轮能力3.00KNX2个储丝轮适应主缆直径906mm跨越主缆索夹长度最大1700mm缠丝转速1.5 30r/min缠丝速度11.25 225.6mm/min移动方法齿条式）行走方法2台卷扬机牵引自行行走速
9、度1.6m/min, 60HZ倾角30重量7500kg控制和监控缠丝、移动分离，张力速度同步34缠丝机试验341工厂模拟缠丝试验由于主缆缠丝施工工艺复杂，要求缠丝机具有灵活可靠的多种性能，包括传动方式的变换、调 速、夹紧、走行、跨越索夹、移位、大齿圈过索夹时活门启闭可靠性；缠丝时钢丝走向是否顺畅； 密匝缠丝的匹配与调整能否满足缠绕钢丝公差变化；缠丝张力调整、索夹端部缠丝及在主缆倾角工 况下密匝、紧密缠丝等。为满足上述要求，对第一台样机进行工厂模拟缠丝试验，这是对整机性能 的综合考核，详见表4、5、6、7。表4夹持架自动越夹走行机构及自动拨销机构的动作试验记录试验内容走行速度oiuj.qiKF点
10、动慢速中速快速1,主机夹紧机构稳定状况2,传动机构的运转状况3,夹持架走行状况4,越夹走行机构及拨销机构的动作状况5,制动与离合状况6,电机电流（A ）上坡过夹下坡过夹表5主机自动越箍走行机构及自动拨销机构的动作试验记录试验内容走行速度点动慢速中速快速1，夹持架稳定状况2,各传动机构的运转状况3,越夹走行机构及拨销机构的动作状况4,制动与离合状况6,电机电流（A ）上坡过夹下坡过夹表6节中缠丝试验记录试验内容缠丝速度点动慢速中速快速1,夹持架夹紧状况2,各机构的动作状况3,制动与离合状况4,缠丝质量5,缠丝时主机过夹状况5,生产率表7端部缠丝试验试验内容索夹上端（结尾端）索夹下端（起始端）1,
11、无走行缠丝质量2,嵌入索槽内状况3,缠丝质量4,缠丝到达位置（距索夹最外端）5,焊接固定状况mazut馆 ruifl 网业刊litlp；/wiuuj.qiKtiiari*9ren.nert6,各机构的动作状况7.电机电流（A ）3.4.2缠丝焊接试验缠丝的张力为12.5KN，因此，缠丝的焊接是缠丝作业中的一项重要工序，焊接质量影响整个 缠丝工程质量。按照缠丝工况，主缆缠丝时需要两种焊接工艺：一种是已缠绕钢丝并固焊；另一种 是缠绕钢丝对接焊。（1）缠绕钢丝并固焊，主要用手每个索夹端部缠丝的起头和结尾、端部缠丝与正常缠丝之间的 工序转换以及钢丝对接处。常见并固焊有两种方法，一是汕头海湾大桥、西陵长
12、江大桥采用的铜焊 法和虎门大桥及日本广泛采伐的铝热铜焊。1）铜焊。属于气焊，采用可燃气体与氧气混合燃烧所产生的高温，熔化锡黄铜焊丝+四硼酸纳 焊接。为减少或消除（理论上）己缠钢丝拉力，采用专用卡箍夹紧主缆，在卡箍预留窗口中进行焊 接。此焊法焊点强度大于铝热铜焊，成本低，有成功先例。但以上两桥缠丝拉力较低K.41.9kN）, 在缠丝拉刀2.32.5kN下试验，很难掌握焊接焊温度和时间，成功率极低，可操作性差。2）铝热铜焊。焊接方法为日本专利技术，成本较高。具体操作：将逦有铝粉和氧化铜的坩埚放 入专用石墨模具，一并置于主缆已缠钢丝待焊处，用点火炝点燃药粉，铝粉燃烧时的高热将氧化铜 熔化并还原成铜，
13、利用熔融铜的熔合才使钢丝并固。此法方便，安全、简化了操作过程。厦门海沧大桥、润扬长江大桥缠绕钢丝并固焊采用铝热铜焊法。（2）.缠绕钢丝对接焊，主要用于缠丝过程中更换贮丝筒接长缠绕钢丝或处理意外断丝。厦门 海沧大桥采用闪光对接焊。我公司丰都长江大桥施工的缠绕钢丝并固焊及对接焊接采用直流脉冲钨极氩弧焊接技术，缠丝 对接采用专对焊夹具和无应力圈间焊接技术，保证焊接质量。3.4.3工地缠丝试验（1）试验目的：1）了解缠丝机整体性能，初步熟悉操作要点和操作规程，掌握常见故障的处理方法；2）掌握如何对缠丝机张力进行标定；3）了解并初步掌握索夹起始端（下端）和结尾端（上端）等特殊部位缠丝方法；4）基本掌握缠
14、绕丝圈的圈间焊接及缠绕钢丝对接焊接技术；（2）试验内容1）缠丝张力标定；2）索夹下端部（起始端）缠丝3）索夹间正常缠丝；4）索夹上端部（缠丝结尾端）缠丝；5）主机、夹持架移动及跨越索夹；6）己缠绕钢丝并固焊试验，7）缠绕钢丝对接焊试验。4主缆缠丝施工主缆缠丝施工以润扬长江大桥S形钢丝缠丝方法说明，而圆形镀锌钢丝的缠丝方法与S形钢丝缠绕方法基本相同。4.1缠丝施工工艺流程图（见图6）4.2缠丝施工准备4.2.1储丝轮绕丝S形钢丝按每个索夹间区间精确计算钢丝用量并以卷供应，缠丝前通过特制绕丝机以一定张力 将S形钢丝卷转绕至储丝轮上，以供相应主缆索夹区间缠丝使用。4.2.2主缆表面清理及涂密封膏（防腐密封腻子）缠丝前用丙酮清理主缆表面污渍，待表面清洁干燥后，在主缆
