三塔两跨悬索桥主缆架设施工简介

张平 杨银波

摘 要：泰州大桥为国内外首座千米级三塔两跨悬索桥，主缆架设作为悬索桥上部结构安装工程最为重要的施工。本文简要介绍索股牵引、横移、整形、入鞍、索股垂度调整等关键技术及施工工艺。

关键词：三塔两跨 悬索桥 双线往复式牵引系统 主缆架设 施工方法

1 工程概况

泰州长江公路大桥为三塔两跨连续悬索桥，跨度为390m+1080m+1080m+390m，主缆矢跨比为 1/9，主缆采用预制平行钢丝索股，每股由91根直徑为5.2mm 镀锌高强钢丝组成，全桥两根主缆，主缆横桥向间距为34.8m，每根主缆由169根索股组成，单根索股无应力长约3100m，重47t。索股用定型捆扎带绑扎而成，两端设热铸锚头。主缆索股经成型调整按一定排列置入散索鞍、主索鞍鞍槽内固定。索股经过紧缆而形成主缆结构。索股编号及排列断面、主缆挤圆后断面、索股断面见图1。

图1 索股编号及排列断面、主缆挤圆后断面、索股断面示意图（单位：mm）

2 索股架设牵引系统

索股架设采用双线往复式牵引系统和门架拽拉牵引方式，上下游各一套。牵引系统结构组成包括：北锚放索机构、北锚水平转向轮和水平转向轮支架、锚碇门架及锚碇门架导轮组、锚索鞍门架导轮组（北锚、南锚）、塔顶导轮组（北塔、中塔、南塔）、猫道门架及猫道门架导轮组、南锚碇前导向轮、南锚碇后导向轮和25t 卷扬机、牵引索、拽拉器、各部位托滚等。牵引索位于每根主缆中心线两侧，呈对称布置，两索间距为2m。双线往复式牵引系统总体布置见图2。

图2 双线往复式牵引系统布置图

3 架设施工前准备工作

① 检查各牵引机具设备是否安装牢固，牵引机具设备包括卷扬机、转向轮、导向轮、门架导轮组、猫道托滚、滚筒、回转轮、索股放索架等。② 检查各种辅助设备是否齐全：包括索股锚头连接器、鱼雷夹、索股整形器、索股入鞍转换装置、形状保持器、入锚拉伸器、木锤、木楔块、后锚头托动小车等。③ 验收各工平台：包括上锚通道、锚体操作平台、猫道面层以及锚碇等。④ 双线往复式牵引系统进行试运行，确保能够正常运行。

4 索股架设

索股架设采用门架拽拉式双线往复牵引系统从北岸向南岸进行牵引。架设顺序按索股编号从1#—169#依次进行。以设计编号为 1#、29#索股做为基准索股，其余为一般索股。

4.1 索股牵引

①用60t龙门吊把索盘安装于放索架上， 25t吊车放出索股前端锚头牵引至回转轮支架前端与拽拉器连接。

② 启动25t牵引卷扬机，牵引过程中两台25t卷扬机保持同步进行，收、放速度一，。牵引速度控制在15～25m/min（边跨15～20m/min，主跨15～25m/min）。

③ 当索股在放索盘内还剩2～3圈时，放慢牵引速度，放出后锚头停止牵引，用吊车辅助将后锚头与放索盘反拉连接解除，放在托动小车上，卷扬机慢速牵引后锚头到上锚通道，用塔吊将锚头吊出放入锚室。

④ 索股锚头牵引到北锚斜坡，卷扬机停止牵引，用塔吊辅助将锚头放入锚室。两端锚头放入锚室，待各索鞍处入鞍完成利用手拉葫芦配合，将索股两端锚头通过拉杆锚固。

⑤ 上、下游索股架设对称同步，相差不超过6束。

4.2 索股提升横移

在索鞍前后20m处安装握索器与索股连接，启动门架上卷扬机，索股提离猫道托滚，用门架上入鞍转换装置配合手拉葫芦，提起横移至鞍槽上方。提升时，应确认全线索股脱离猫道托滚，且索股提升后，人员不得进入提高的索股下方。

4.3索股整形

索鞍的鞍槽为矩形，索股断面为六边形，入鞍前将该部分索股断面整形为矩形断面。在索鞍对应位置标记点前后3m安装六边形夹具，解除两夹具间索股的绑扎带，在距离六边形夹具1m处开始整形，人工用木锤敲打索股，用整形刀片进行断面梳理，使索股由六边形变为四边形，整理成规则断面后，在索股顶面入鞍长度范围内增设3根填充丝，用四边形夹具夹紧绑扎带绑扎。

4.4 索股入鞍

待主、散索鞍处索股全部整形完毕后，将索股置入主、散索鞍相应的鞍槽内。索股入鞍顺序为：中塔主索鞍由南向北和由北向南交替进行，边塔索鞍由边跨侧向主跨侧，散索鞍由锚跨向边跨方向依次入鞍。防止上下层索股挤压，每根新索股入鞍时索股中心预偏垂度预台高，主跨跨中预抬高300～400mm，边跨跨中预抬高100～200mm。

4.5索股入锚

索股入鞍后，利用锚室塔吊吊起锚头，通过锚室内卷扬机反拉索股锚头，将索股两端锚头与该索股相应位置锚固系统连接锚固。索股两端锚头引入锚固系统前，将索股理顺，对鼓丝段进行疏理，不得将其留在锚跨内。

5索股垂度调整

主缆索股垂度调整分基准索股垂度调整和一般索股垂度调整。基准索股垂度调整方法是绝对高程法，一般索股垂度调整方法是相对基准索股进行垂度调整。1#～28#索股以1#索为基准索，29#～169#索股以29#索为基准索。

5.1 索股调整条件

①白天架设的索股，垂度调整在温度相对稳定、没有雨雾、风速不大于7.9m/s夜间进行。②调整前对外界气温和索股温度测量。测点沿长度方向布置为：边跨跨中、塔顶、主跨跨中、散索鞍处共9个断面；测点沿断面方向布置为：索股上缘及下缘。满足索股温度稳定条件是：长度方向温差T2?C，断面方向温差T1?C。

5.2 索股调整顺序

①调整顺序是先主跨后边跨。在索股上相应于索鞍处、边跨跨中、主跨跨中和两端锚头附近共设十一个标志点，做为参考点。

②垂度调整时，将索股标志A点对准中塔主索鞍标志点用木楔块固定。A点固定后，主跨垂度通过边索鞍鞍槽内索股滑移量调整；边跨垂度通过散索鞍鞍槽内滑移量调整。

③用安装在索鞍上的手拉葫芦配合滑轮组，对索鞍位置索股收放，调整。锚跨侧用千斤顶张拉索股调整。

④ 垂度调整完成，在索鞍出口处画上固定标记，以便后续索股架设时检查有无滑移。

5.3 基准索股垂度调整

基準索股垂度调整前，测定各跨跨长、塔顶标高及变化、边主塔索鞍预偏量、散索鞍预偏量、气温、索股温度等之后计算出基准索股垂度，确定调整量再进行调整。垂度调整好连续观侧3天，测量结果均未超过允许偏差范围，则基准索股垂度调整完成。

5.4 一般索股垂度调整

一般索股是依据相对于基准索股进行相对垂度调整。垂度调整手段仍是通过主、散索鞍处索股放松或收紧，达到调整线形为目的。监控组计算出各相对基准索股与1#、29#索股理论垂度值。一般索股调整高差的测量方法见图3。

图3 一般索股调整高差测量方法（图中d0、d1为索股实测直径）

5.5 索股架设精度控制

索股架设精度影响主缆线形、吊索长度及成桥结构受力等，提高索股架设精度是索股架设阶段重点控制环节。

A 基准索股标高程允许偏差：主跨跨中±L/20000（绝对值为±54mm），边跨±L/10000。

B 上下游基准索股相对高差：±10mm。

C 一般索股相对于基准索股高差：0～+5mm。

6 索股张力调整

锚跨张力采用千斤顶调整，松紧拉杆螺母使锚跨索股张力达到设计要求。锚跨张力与设计值误差控制在10kN 范围内。锚跨张力在温度稳定的夜间调整，调整好在索鞍处用木楔预压紧，并在索鞍出口处作好标记线。

7 索股架设过程中抗风措施

已架索股用吊带绑扎通过手拉葫芦与猫道连接，使猫道和索股在风作用下共同偏移，防止相对撞击摆动，影响索股调整精度和遇强风主缆与猫道摆动不一致主缆损伤。架设完10根索股后，便于主、边跨各索股排列和形状保持，每隔一定间距安装一个V型保持器。

8 结束语

泰州长江大桥是世界首座三塔两跨悬索桥，每跨跨径均为1080米，主缆长3117米，主缆架设采用了双线往复式牵引系统和门架拽拉牵引方式，该系统牵引系统因牵引索往返没有空行程，牵引效率高，平均每天牵引三根，经过三个多月施工完成主缆架设。泰州大桥主缆安装技术，为今后三塔两跨悬索桥设计与施工提供有力的参考依据。

参考文献

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