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1、主缆架设安装工艺1 前言 主缆是悬索桥上主要受力部件，其架设质量对悬索桥的成桥线型及寿命起决定作用。 主缆架设一般有两种方法，即空中送丝法和预制索股法，我国修建的现代大跨度悬索桥均采用 预制索股法，其目的是使空中架线工作方便简单，两端嵌固热铸锚头，在工厂预制，先配置成六角 形，然后利用液压千斤顶等特制压紧机具压制成圆形，此施工方法必须设置脚手架（锚道），利用架空 设备牵引索股过江。主缆架设完毕后，进行调索股工作。值得注意的是，由于主缆内各索股的位置 高度不同，其长度亦不同，因而首先应设置一基准股，其它各索股乃至主缆的长度都是以基准索股 来制造和控制的。索股调整完毕后必须在鞍座内及时锁定。2主缆
2、架设方法的基本类型2.1空中送丝法（AS法）所谓 AS 法，就是先在猫道上将单根钢丝编制成主缆丝股，多束丝股再组成主缆。其施工程序 如下：将钢丝卷入专用卷筒运至悬索桥一端锚碇旁，并将其一头抽出，暂时固定在一梨形蹄铁上，此 头称为“死头”，然后将钢丝继续外抽，套于送丝轮的槽路中，而送丝轮则连接于牵引索上，当卷扬 机开动时，牵引索带动送丝轮将钢丝引送至对岸，同样套于设在锚碇处的一个梨形蹄铁上，再让送 丝轮带动其返回始端，如此循环多次则可按要求数量将钢丝捆扎成束（图 1）。这里，不断从卷筒中放 钢丝的一头称“活头”，当一束丝股牵引完成后，就将钢丝“活头”剪断，并与“死头”用特制的钢丝连接 器相互连接
3、。图 1 AS 法送丝工艺示意 在环形牵引索上，可同时固定两个送丝轮，每个送丝轮的槽路可是 1 条、2 条或更多，目前已 有 4 条槽路者。对每一束丝股，按每次送丝根数为一组，不足一组的再单独牵引一次。需要指出的 是，每个送丝轮上的槽路多，每次送丝数量就大，但牵引索及送丝轮等设施的受力相应增大，所需牵引动力也就增大。编缆前应先放一根基准丝来确定第一批丝股的标高，基准丝在自由悬挂状态仅承自重荷载，所 呈线形为悬链线。此后牵引的每根钢丝均需调整成与基准丝相同的跨度和垂度，则其所受拉力、线 形及总长就与基准丝一样。成股钢丝束经梳理调整后，用手动液压千斤顶将其挤成圆形，并每隔2 5m 用薄钢带捆扎。基
4、准丝应在下半夜温度稳定时测量、设定。 钢丝束有鞍外编股和就鞍编股两种，鞍外编股后需将丝股移入主鞍座槽路内，故现多用就鞍编 股法。为使每束丝股符合设计要求，在调丝后依靠在梨形蹄铁处所设的千斤顶调整整束丝股的垂度， 并随即在梨形蹄铁处填塞销片，将丝股整束落于索鞍，使千斤顶回油。调股同样应在温度稳定的夜 间进行。2.2预制丝股法（PWS 法）所谓预制丝股法，就是在工厂或桥址旁的预制场事先将钢丝预制成平行丝股，然后利用拽拉设 施将其通过猫道拽拉架设。其主要工序为：丝股牵引架设-测调垂度-锚跨拉力调整。与AS法比 较，由于丝股的重量比单根钢丝要大数倍，所需牵引能力也要大得多，一般采用全液压无级调速卷 扬
5、机，牵引示意图如图2。图 2 索股牵引示意图在猫道上设导向滚轮，以支撑丝股并使其顺利前行。每丝股牵引完成后，即将其从滚轮上移入 鞍座，然后调整主跨及边跨的垂度，调整应在夜间温度稳定时进行。对中上层丝股，为观察其丝股 垂度，需将其位置稍微抬高，调好后再落下。3 PWS主缆架设系统主缆索股架设基本方法是：首先将索股盘从制索厂运至工地A岸，用吊车将索盘放入固定在A 岸桥台后的索盘架上，锚头从索盘上引出，通过小车牵引至A岸塔顶，在塔顶通过传力转换，通过 拽拉器使索股架锚头翻过A岸索塔，采用缆吊系统沿设置在猫道上的滚筒向B岸进行牵引。索股牵 引至B岸锚碇后用提升架将A岸锚头放出牵引至A岸锚定。在各主索鞍
6、、散索鞍部位把索股整成四 边形，放入索鞍内所规定的位置，然后进行垂度调整，最后当主缆所有丝股全部牵引、垂度调整完 毕后进行紧缆。主缆索股架设系统主要由猫道、缆吊系统（利用架空索道牵引方式）、导向支承轮三部分组成，它 们分别承担提供索股架设平台、提供牵引动力、确定主缆丝股牵引方向的职能。如图 3 某悬索桥主缆索股架设示意图。图 3 某悬索桥主缆索股架设示意图3.1 放索系统放索系统指主缆放索架。一般根据主缆架设安排，在一岸的索盘与锚洞洞口之间用钢管架、方 木、钢轨铺设好牵引轨道，在锚碇口用万能杆件组拼超过索盘直径高度的索盘放线架。主缆架设时 索盘移至放线架下，钢横梁穿过索盘，吊起索盘、安装放索刹
7、车杠。3.2主缆索股牵引系统架设PWS索股的牵引系统根据锚头承载装置的不同可分为三种：架空索道牵引系统、轨道小车 牵引系统和门架式牵引系统，如图4、图 5、图6 所示。门架式牵引系统结构较复杂，加工难度大，造价较高，但工艺较成熟；轨道小车牵引系统架设 PWS 索股时对猫道刚度要求较高，增加了猫道的造价，且施工实例不多；架空索道牵引系统结构简3.3牵引附属系统（1）牵引卷扬机两岸卷扬机的牵引速度一般情况下为2025m/min。最大的牵引速度为30m/min。牵引第一根 索股及拽拉器通过塔顶时，牵引速度为5m/min，过猫道门架的速度为12m/min为妥。牵引中主、副 卷扬机最大拉力根据牵引速度设
8、定。（2）导向支承轮 导向支承轮是控制丝股在牵引过程中运行方向重要装置，同时使丝股在运行过程中处于滚动状 态，而不是处于滑动状态导至丝股保护层磨损和捆扎带损坏而撒丝。为了保护支承轮滚筒上包裹一 层 3mm 左右厚的橡胶皮。（3）其它 两岸塔顶及两岸散索鞍和洞口处搭好平台，在平台上布置好索股滚筒，并在洞口平台处设置变 向滚筒，变向滚筒必须锚固牢实，供放索入鞍和牵引丝股之用。在散索鞍基础上搭设好门架，以便提升丝股横移入鞍。 在塔顶及散索鞍门架上布置好索股提升及横移设备。3.4 张拉系统主缆索股架设前，散索鞍、主索鞍完成吊装就位。同时，索鞍采用液压千斤顶顶推到设计要求的预偏量。索股架设中，为了使索股
9、受力均衡，在每根索股的垂度调整完成之后，还需调整其锚跨的张力 索股的设计张力值随着其在锚室内扩散角的不同而略有变化，调整时通过2台500kN千斤顶的油表 读数来控制。3.5 调索系统索股架设中，其索股调整需要的配合设备包括：测量垂度的全站仪、测量温度的温度仪、自制 的游标卡尺（测量一般索股的垂度）、张拉液压千斤顶（索鞍顶推、锚跨张力）等。在索股架设前，这些 仪器、设备均需要经过检查与检验，达到规定的误差标准予以使用。4.PWS 法主缆索股架设工艺及操作要点4.1架设施工工艺流程索股的架设包括放索、牵引、横移整形入鞍、锚头引入锚碇临时锚固，索股的线形调整，索股 的锚固等工作内容。其工艺流程主要包
10、括:施工准备f索股牵引f检查索股的扭曲并校正f 索股前端到达南锚碇-索股前后锚头安装引人装置-鞍座部分安装临时拽拉装置-中跨上提 横移f边跨上提横移f塔顶主索鞍部分整形与固定塔顶标记就位f散索鞍部分整形入鞍f （11） 两端引入临时锚固f（12）索股线形调整（中跨f边跨f锚跨）。详见图 7-索股拽拉过江施工工艺流程图、图8-主缆架设施工工艺流程图。图 7 索股拽拉过江施工工艺流程图图 8 主缆架设施工工艺流程图4.2索股架设顺序 索股的架设顺序是以对索鞍部位索股的移动、散索鞍部位索股的折角和长度调整不形成障碍并 考虑温度等因素，原则上是上、下游对称，从下至上，从中间向两侧依次架设。4.3主缆索
11、股牵引4.3.1索股牵引程序主缆索股拽拉系统采用立于桥塔顶的万能杆件塔架（多功能索道的n架）,两岸隧道锚体作为承重 绳的锚固点架设承重绳，将承重绳分成三段布置，同时由于承重绳的设计垂度与锚洞内的坡度不一 致，在锚洞口和散索鞍位置，用支架将承重索固定，这样形成四级小车转换接力将索股前端从A岸 牵引至B岸锚体拉杆处。在A岸锚洞顶顺主缆方向设放线架，在洞口前端设提升架。索股架设过塔 顶见示意图 9。按照场地布置，选择由A岸向B岸单方向牵引索股。架设时，将索盘吊放在放线架上，把索股 锚头引出，分别与牵引系统的运输小车（开口滑车）和牵引索相连，运输小车将索股前端锚头吊起一定 的高度，牵引索拉着索股前端锚
12、头，沿着猫道滚筒过江。牵引到位后，将索股临时悬挂。其程序见 图 7 。图 9 索股架设示意图4.3.2缆索牵引过江注意事项（1）牵引过程中派专人跟踪索股前端锚头，通过手动葫芦及时调整锚头的高度，避免锚头与猫 道滚筒相撞。（2）牵引过程中，索股定型胶带连续2 处被损坏时，为防散束，要停止牵引并进行修补。（3）牵引过程中，应派专人检查着色钢丝位置，防止索股扭转。牵引到位后，从跨中朝两端再 次检查，若有扭转及时纠正，保证索股内钢丝平行，确保成桥后每根钢丝受力均匀。（4）后端锚头的索股，由于引出时的摩擦，钢丝较乱，必须进行修整，钢丝鼓出部分应用木槌 敲击梳理，从锚跨疏散到边跨。（5）由于卷盘内的索股钢
13、丝存在松散现象，放出时要特别注意钢丝的弯折、扭结情况，发现问 题及时处理。（6）索股牵引至转换位置前，应放慢牵引速度，先用手动葫芦将锚头提起，换挂邻跨牵引系统， 再摘下前跨的牵引绳。4.4 索股提升和入鞍4.4.1索股横移牵引完成后索股位于猫道滚筒上，距主缆设计中心位置约lm。在距塔顶支架和散索鞍支架约 1520m处将牵引握索器安装在索股上，并将握索器与挂在支架上的手动葫芦相连，收紧手动葫芦 把索股从猫道滚筒上提起，确认全跨径的索股已离开猫道滚筒后，收放手动葫芦，让索股慢慢摆到 主缆中心线位置，见图10。图 10 主缆索股牵引至塔顶、索鞍的横移示意图4.4.2索股的整形入鞍确认索股着色钢丝的位
14、置，检查索股是否有扭转现象并予以纠正。在各索鞍部位前后1.5m左右 的索股上安装六边形整形器，拆除索鞍段索股的绑扎带。整形分初整形和连续整形两阶段，先用四边形整形器把正六边形的索股整理成矩形，垂直方向 尺寸不变，将水平方向尺寸从57.2mm压成46.8mm左右；再用200kN、100kN链条葫芦将鞍座附近 的索股吊起呈应力最小状态，将四边形整形器轻轻向前敲，并用木棰敲打索股；而后将整成矩形截 面的索股装入鞍体。整形顺序：主索鞍部位是从边跨向中跨进行；散索鞍部位是从锚跨向边跨进行 整形示意图、整形前后索股钢丝排列情况见图11。整形肋整形后图 11 索股整形、整形前后索股钢丝排列情况示意图4.4.
15、3缆索提升、横移、整形入鞍时的注意事项（1）把索股从猫道滚筒上提起的工作是在中跨和边跨同时进行，横移是按中跨、边跨的顺序进 行；横移前要确认全跨径的索股已离开猫道滚筒。（2）拽拉过程中，因索股张力增加，索股与握索器间发生滑动的危险性增大，故须注意控制拽 拉量，并保持中跨、边跨拽拉平衡。（3）用手动葫芦临时悬挂锚头时，手动葫芦不能收得太紧，否则，会给散索鞍部位索股整形带 来困难。（4）索股一般是边整形边入鞍，因而入鞍方向与整形方向相同。鞍槽内应及时揳入木块，以防 隔板被索股压弯；随整形好的索股入鞍及时用木制卡具控制，以防止整形被破坏。对变形较大的须 提起重新整形入鞍。4.4.4锚头引入锚固整形入鞍后，将锚头引入到预定锚杆上锚固，程序如下：（1）借助手动葫芦将锚头套入锚杆，拧上螺母；（2）放松并解除手动葫芦，使拉力由锚头经螺母传到锚碇内锚杆上；（3）安装锚跨张紧装置（YC100A型接杆式千斤顶和锚板）；（4）调整中跨、边跨的向上抬咼量中跨抬咼200300mm,边跨抬咼100mm左右），解除握索 器；（5）对应于各跨的向上抬咼作业调整锚跨调整装置；（6）拧紧螺母，放松锚跨调整装置，等待夜间温度稳定时段调整索股的矢度。4.5 索股线形控制与调整中跨调毕图 12 索股矢度调整示意图索股横移就位后，为满足主缆线形的要求，需进 行索股的矢度调整。A端索股
