基于大跨度三塔悬索桥主缆系统施工技术研究

王刚

(贵州桥梁建设集团有限责任公司，贵州贵阳550001)

基于大跨度三塔悬索桥主缆系统施工技术研究

王刚

(贵州桥梁建设集团有限责任公司，贵州贵阳550001)

三塔悬索桥属于新型悬索桥结构，保障架设质量的关键在与主缆系统的施工技术。我国近年来修建的三座三塔悬索桥主缆系统的施工技术方面做了多种创新和改进，主索鞍底面直接在地板上滑行，将主索鞍滑动副结构简化，使索鞍顶推在施工中更加方便;制造出支座型散索鞍结构，大大提升散索鞍的摆动性能;使用左右对合的双吊耳板索甲结构，能让索甲结构的受力性能得到改善;使用主缆PPWS索股水平成盘放索架设方案，能改善PPWS索股架设散股及“呼啦圈”问题。通过对这些改进与创新进行分析与介绍，对今后的多塔连跨悬索桥的施工起到部分借鉴作用。

大跨度;三塔悬索桥;主缆系统;创新;改进

1 主索鞍与散索鞍的结构

1.1 主索鞍结构

(1)中塔主索鞍鞍槽内使用厚隔板。

大跨度三塔悬索桥很有可能出现一些极端现象，如一跨空载，一跨满载，中塔主索鞍鞍槽与主缆索股间的摩擦力需要将两跨荷载不同而带来的主缆力道平衡。经过多次研究与实践，得出了“主缆索股与索鞍鞍槽间的摩察系数定位0.2，抗滑动安全系数不得低于2.0的规定，经过模型验证后，证实了在索鞍鞍曹内增加厚隔板能增加摩察系数。将2块60 mm的厚隔板应用到中塔索鞍鞍槽中，因为隔板可以分隔主缆索股，索鞍出口端的隔板会将相邻索股的间隙增大，传统的隔板间隙能在一段距离后通过索夹消除，而索鞍出口端的隔板需要的距离就更加的长。考虑到这个问题后，在第二座桥时就进行了适当的改进，使较厚的索鞍隔板在出口一段距离之后逐渐减小，使其能被主缆挤紧。在实际的应用中，由于主缆索股受力，索股会出现向外偏移，会对索股的形状带来影响，需要通过外力措施才可以将主缆收紧，还需要修改锥形索夹的尺寸或结构来平衡隔板。

(2)边塔主索鞍滑动摩擦副。

在施工的过程中边塔主索鞍的上部结构对滑移与预偏有较高的要求，索鞍仅需滑移结构。索鞍一般将下承板设在格栅反力架上，在索鞍下设上承板，形成聚四氟乙烯与不锈钢板的滑动副。对顶推滑动索鞍具有良好的效果。但随着悬索桥跨度不断增加，索鞍体积以及质量也会增大，会造成吊装和顶推滑动非常困难。三塔悬索桥通过研究实践，设计出了一种结构较为简单的新型滑动摩擦副，即为主索鞍和底板直接进行滑动，在索鞍鞍体和底板间放入减摩材料，使其滑动阻力减小，施工的过程中可顶推滑动索鞍，通过这方式可将传统的上下承板结构与聚四氟乙烯与不锈钢板的滑动副省去，通过索鞍底面导向槽和地板导向筋能组成定向滑动，使的索鞍滑动结构以及索鞍的制造、安装变得非常方便。边塔主索鞍滑动摩擦副是通过在索鞍底面直接涂抹纳米金刚石与固体二硫化钼等基本润滑材料，同时将合金滚珠安装在索鞍下底板表面。利用滑动及滚动结合减轻边塔索鞍的阻力。通过该方法进行加工索鞍，出厂的静摩擦系数约为0.03，动摩擦系数约为0.01，而在实践中，吊梁数量加多吗，顶推力仍然较大，摩擦系数达到0.1。进行现场勘查后，发现在顶过程中地板有较深的划痕，造成的原因是由于合金滚珠硬度大，地板是加工形成，表面易划伤，划痕会增加表面的摩擦系数，荷载越大，划痕就越深，导致顶推困难。通过改进方案，将二半索鞍的前进方向进行大倒角处理，在索鞍顶推的施工前进行修补或重新处理损害的底板表面，让摩擦系数变小。

1.2 散索鞍结构

三塔悬索桥的散索鞍一般采取摆轴式的散索鞍，通常为借助上、下承板摆轴平面和柱面进行接触，同时在接触应力最高的地方挖销孔，插入抗剪销。因摆轴轴心不会经过圆心，使上下承办间的接触应力得到了提高，摆动角度小，造成摆动困难，对构建造成过多的磨损降低了构建的寿命。因此我们设计研发出了一种新型的支座式散索鞍，通过利用散索鞍的摆动结构，让球型钢支座为基础的柱面刚支座，和传统散索鞍进行比较，多了调整滑动的装置，使小滑动形成，将上下承板轴的弧形转动改为球面，使转角度数加大，通过螺栓将支头与鞍头连接，直接定位安装，使加工难度降低，同时将重量减轻，方便与运输、安装以及维修。

2 主缆索股制造及架设

2.1 主缆的制作与架设

大跨度三塔悬索桥通过PPWS法制造主缆架设，采取91丝索股，直接利用制索、成盘、架设的方案。为了达到三塔长索股架设需求，在成盘放索的基础上，采用了成圈放索的优点，在实验中研究了主缆PPWS水平成盘放索的方法，有效解决了“呼啦圈”问题，使主缆索股架设的效率提高。通过各种实践与改进，不但在91丝索股中应用，还在127丝索股中得到了推广。

2.2 主缆索股整形

主缆索股在索鞍鞍槽内的滑移是大跨度三塔悬索桥非常重视的问题，在施工主缆索股时，关键需要通过鞍槽压板压实及钢丝密实来加强索股的摩擦阻力，以及控制三塔悬架桥的两个中跨主缆对称。在91丝索股架设时，将正六边形的索股整为方形放入索鞍鞍槽内，在每个索股加入3根填充丝，不受力，只为增加摩擦阻力。在具体实施时，填充丝在出索鞍后显得非常凌乱，每条索股多3丝，鞍槽内相应的增加3.3%的钢丝，股数太多，鞍槽体积就会被占用。若工人不规范的操作，鞍槽隔板的设计高度余量就会不足，就可能突破隔板高度，这方式不适合应用及推广，但仍然应该落实并达到91丝索股要求的最紧密排列。三塔悬索桥的索鞍鞍槽内使用了锲紧压板结构，利用挤压力量，将鞍槽内的束股压紧，使主缆索股有更强的抗摩擦阻力。

3 结束语

3座大跨度悬索桥的修建成功，标志了我国建设大跨度索桥的技术和方法已经有了新的发展阶段，特别是承重结构系统—主缆系统的设计、制造、安装。三塔悬索桥结构非常特殊，同时也会出现各种新型问题，这就需要设计、业主、施工等各方人员进行深入研究探讨，做好施工预案。随着三塔悬索桥的建设，能帮助拓宽悬索桥的适应范围，推动我国桥梁建设的发展，促进我国走向桥梁强国。

［1］叶觉明.大跨度三塔悬索桥主缆系统施工技术创新及改进［J］.桥梁建设，2015，22(1):6－12.

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［3］彭小刚，张文明，王涛等.大跨度三塔悬索桥非线性静风稳定分析［J］.山东建筑大学学报，2008，23(5): 435－437，470.

U442

C

1008－3383(2017)04－0118－02

2016－10－20

王刚(1973－)，男，贵州贵阳人，工程师，研究方向:公路土建。