三塔兩跨懸索橋主纜架設施工簡介

張平 楊銀波

摘 要：泰州大橋為國內外首座千米級三塔兩跨懸索橋，主纜架設作為懸索橋上部結構安裝工程最為重要的施工。本文簡要介紹索股牽引、橫移、整形、入鞍、索股垂度調整等關鍵技術及施工工藝。

關鍵詞：三塔兩跨 懸索橋 雙線往復式牽引系統 主纜架設 施工方法

1 工程概況

泰州長江公路大橋為三塔兩跨連續懸索橋，跨度為390m+1080m+1080m+390m，主纜矢跨比為 1/9，主纜采用預制平行鋼絲索股，每股由91根直徑為5.2mm 鍍鋅高強鋼絲組成，全橋兩根主纜，主纜橫橋向間距為34.8m，每根主纜由169根索股組成，單根索股無應力長約3100m，重47t。索股用定型捆扎帶綁扎而成，兩端設熱鑄錨頭。主纜索股經成型調整按一定排列置入散索鞍、主索鞍鞍槽內固定。索股經過緊纜而形成主纜結構。索股編號及排列斷面、主纜擠圓后斷面、索股斷面見圖1。

圖1 索股編號及排列斷面、主纜擠圓后斷面、索股斷面示意圖（單位：mm）

2 索股架設牽引系統

索股架設采用雙線往復式牽引系統和門架拽拉牽引方式，上下游各一套。牽引系統結構組成包括：北錨放索機構、北錨水平轉向輪和水平轉向輪支架、錨碇門架及錨碇門架導輪組、錨索鞍門架導輪組（北錨、南錨）、塔頂導輪組（北塔、中塔、南塔）、貓道門架及貓道門架導輪組、南錨碇前導向輪、南錨碇后導向輪和25t 卷揚機、牽引索、拽拉器、各部位托滾等。牽引索位于每根主纜中心線兩側，呈對稱布置，兩索間距為2m。雙線往復式牽引系統總體布置見圖2。

圖2 雙線往復式牽引系統布置圖

3 架設施工前準備工作

① 檢查各牽引機具設備是否安裝牢固，牽引機具設備包括卷揚機、轉向輪、導向輪、門架導輪組、貓道托滾、滾筒、回轉輪、索股放索架等。② 檢查各種輔助設備是否齊全：包括索股錨頭連接器、魚雷夾、索股整形器、索股入鞍轉換裝置、形狀保持器、入錨拉伸器、木錘、木楔塊、后錨頭托動小車等。③ 驗收各工平臺：包括上錨通道、錨體操作平臺、貓道面層以及錨碇等。④ 雙線往復式牽引系統進行試運行，確保能夠正常運行。

4 索股架設

索股架設采用門架拽拉式雙線往復牽引系統從北岸向南岸進行牽引。架設順序按索股編號從1#—169#依次進行。以設計編號為 1#、29#索股做為基準索股，其余為一般索股。

4.1 索股牽引

①用60t龍門吊把索盤安裝于放索架上， 25t吊車放出索股前端錨頭牽引至回轉輪支架前端與拽拉器連接。

② 啟動25t牽引卷揚機，牽引過程中兩臺25t卷揚機保持同步進行，收、放速度一，。牽引速度控制在15～25m/min（邊跨15～20m/min，主跨15～25m/min）。

③ 當索股在放索盤內還剩2～3圈時，放慢牽引速度，放出后錨頭停止牽引，用吊車輔助將后錨頭與放索盤反拉連接解除，放在托動小車上，卷揚機慢速牽引后錨頭到上錨通道，用塔吊將錨頭吊出放入錨室。

④ 索股錨頭牽引到北錨斜坡，卷揚機停止牽引，用塔吊輔助將錨頭放入錨室。兩端錨頭放入錨室，待各索鞍處入鞍完成利用手拉葫蘆配合，將索股兩端錨頭通過拉桿錨固。

⑤ 上、下游索股架設對稱同步，相差不超過6束。

4.2 索股提升橫移

在索鞍前后20m處安裝握索器與索股連接，啟動門架上卷揚機，索股提離貓道托滾，用門架上入鞍轉換裝置配合手拉葫蘆，提起橫移至鞍槽上方。提升時，應確認全線索股脫離貓道托滾，且索股提升后，人員不得進入提高的索股下方。

4.3索股整形

索鞍的鞍槽為矩形，索股斷面為六邊形，入鞍前將該部分索股斷面整形為矩形斷面。在索鞍對應位置標記點前后3m安裝六邊形夾具，解除兩夾具間索股的綁扎帶，在距離六邊形夾具1m處開始整形，人工用木錘敲打索股，用整形刀片進行斷面梳理，使索股由六邊形變為四邊形，整理成規則斷面后，在索股頂面入鞍長度范圍內增設3根填充絲，用四邊形夾具夾緊綁扎帶綁扎。

4.4 索股入鞍

待主、散索鞍處索股全部整形完畢后，將索股置入主、散索鞍相應的鞍槽內。索股入鞍順序為：中塔主索鞍由南向北和由北向南交替進行，邊塔索鞍由邊跨側向主跨側，散索鞍由錨跨向邊跨方向依次入鞍。防止上下層索股擠壓，每根新索股入鞍時索股中心預偏垂度預臺高，主跨跨中預抬高300～400mm，邊跨跨中預抬高100～200mm。

4.5索股入錨

索股入鞍后，利用錨室塔吊吊起錨頭，通過錨室內卷揚機反拉索股錨頭，將索股兩端錨頭與該索股相應位置錨固系統連接錨固。索股兩端錨頭引入錨固系統前，將索股理順，對鼓絲段進行疏理，不得將其留在錨跨內。

5索股垂度調整

主纜索股垂度調整分基準索股垂度調整和一般索股垂度調整。基準索股垂度調整方法是絕對高程法，一般索股垂度調整方法是相對基準索股進行垂度調整。1#～28#索股以1#索為基準索，29#～169#索股以29#索為基準索。

5.1 索股調整條件

①白天架設的索股，垂度調整在溫度相對穩定、沒有雨霧、風速不大于7.9m/s夜間進行。②調整前對外界氣溫和索股溫度測量。測點沿長度方向布置為：邊跨跨中、塔頂、主跨跨中、散索鞍處共9個斷面；測點沿斷面方向布置為：索股上緣及下緣。滿足索股溫度穩定條件是：長度方向溫差T2?C，斷面方向溫差T1?C。

5.2 索股調整順序

①調整順序是先主跨后邊跨。在索股上相應于索鞍處、邊跨跨中、主跨跨中和兩端錨頭附近共設十一個標志點，做為參考點。

②垂度調整時，將索股標志A點對準中塔主索鞍標志點用木楔塊固定。A點固定后，主跨垂度通過邊索鞍鞍槽內索股滑移量調整；邊跨垂度通過散索鞍鞍槽內滑移量調整。

③用安裝在索鞍上的手拉葫蘆配合滑輪組，對索鞍位置索股收放，調整。錨跨側用千斤頂張拉索股調整。

④ 垂度調整完成，在索鞍出口處畫上固定標記，以便后續索股架設時檢查有無滑移。

5.3 基準索股垂度調整

基準索股垂度調整前，測定各跨跨長、塔頂標高及變化、邊主塔索鞍預偏量、散索鞍預偏量、氣溫、索股溫度等之后計算出基準索股垂度，確定調整量再進行調整。垂度調整好連續觀側3天，測量結果均未超過允許偏差范圍，則基準索股垂度調整完成。

5.4 一般索股垂度調整

一般索股是依據相對于基準索股進行相對垂度調整。垂度調整手段仍是通過主、散索鞍處索股放松或收緊，達到調整線形為目的。監控組計算出各相對基準索股與1#、29#索股理論垂度值。一般索股調整高差的測量方法見圖3。

圖3 一般索股調整高差測量方法（圖中d0、d1為索股實測直徑）

5.5 索股架設精度控制

索股架設精度影響主纜線形、吊索長度及成橋結構受力等，提高索股架設精度是索股架設階段重點控制環節。

A 基準索股標高程允許偏差：主跨跨中±L/20000（絕對值為±54mm），邊跨±L/10000。

B 上下游基準索股相對高差：±10mm。

C 一般索股相對于基準索股高差：0～+5mm。

6 索股張力調整

錨跨張力采用千斤頂調整，松緊拉桿螺母使錨跨索股張力達到設計要求。錨跨張力與設計值誤差控制在10kN 范圍內。錨跨張力在溫度穩定的夜間調整，調整好在索鞍處用木楔預壓緊，并在索鞍出口處作好標記線。

7 索股架設過程中抗風措施

已架索股用吊帶綁扎通過手拉葫蘆與貓道連接，使貓道和索股在風作用下共同偏移，防止相對撞擊擺動，影響索股調整精度和遇強風主纜與貓道擺動不一致主纜損傷。架設完10根索股后，便于主、邊跨各索股排列和形狀保持，每隔一定間距安裝一個V型保持器。

8 結束語

泰州長江大橋是世界首座三塔兩跨懸索橋，每跨跨徑均為1080米，主纜長3117米，主纜架設采用了雙線往復式牽引系統和門架拽拉牽引方式，該系統牽引系統因牽引索往返沒有空行程，牽引效率高，平均每天牽引三根，經過三個多月施工完成主纜架設。泰州大橋主纜安裝技術，為今后三塔兩跨懸索橋設計與施工提供有力的參考依據。

參考文獻

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