借助便捷牵引吊带及转向定位的斜拉索快速挂设施工技术

于 磊

(中建三局第一建设工程有限责任公司 武汉 430040)

随州氵厥水一桥主桥为蝴蝶兰独塔双索面斜拉桥，见图1。桥塔是由2个主塔和1个副塔组成的花瓣形桥塔，两侧主塔桥面以上高39.85m，立面投影与竖直方向呈32°夹角倾斜设置，中间副塔高34 m，竖直设置。斜拉索采用双索面扇形布置，全桥共16对主梁斜拉索，16对主副塔间斜拉索。

图1 氵厥水一桥立面布置图(单位：m)

1 斜拉索挂设工艺原理

氵厥水一桥斜拉索采用“先安装主塔与副塔间斜拉索，然后塔上锚固端牵引安装，再梁上牵引、锚固到位，梁端张拉”的总体施工方法，从下往上依次对称安装。

斜拉索在安装时，使用“借助便捷牵引吊带及转向定位的斜拉索快速挂设”施工技术，先将斜拉索吊放到放索架中。转动放索架将索体放出8 m后，在斜拉索锚头后端沿索纵向安装1根便捷牵引吊带，吊带长6 m，间隔约1 m用细钢丝绳与索体固定，固定点之间的部分形成多个吊点。汽车吊下放吊钩，通过吊绳与起吊牵引吊带连接。导向卷扬机释放钢丝绳，经梁面及索导管处转向滑轮，通过牵引头和锚头连接。汽车吊提升斜拉索，同时转动放索架，导向卷扬机跟着牵引锚头逐渐提升。当斜拉索锚头到达索导管安装位置后，利用卷扬机及多个转向定位滑轮的协同作业，将锚头牵引入索导管并旋上螺母。便捷牵引吊带的设置，不仅可满足多个吊装需要，也可将牵引吊带在两端锚头之间迅速切换；多个转向滑轮的设置，使卷扬机牵引能根据需要辅助锚头的快速精准定位，进入锚箱。本技术根据斜拉索特点及实际需要，设置牵引吊带及转向滑轮，使整个斜拉索安装工作方便快捷，提高了施工效率同时也能保证精确入锚，保证了斜拉索的快速挂设。

2 工艺流程及操作要点

2.1 工艺流程

本项目斜拉索挂设施工工艺流程见图2。

图2 斜拉索挂设施工工艺流程图

2.2 操作要点

2.2.1安装前准备要点

1) 对所有斜拉索的吊装步骤进行深化设计，绘制斜拉索吊装步骤图。

2) 对所有斜拉索吊装过程中使用的吊机、吊具、卷扬机、钢丝绳等进行验算。

3) 确定各斜拉索的安装顺序，制定斜拉索安装验收标准。

4) 布设放索架、卷扬机、转向滑轮、展索小车等工装设备，并进行安装前的检查验收。

5) 梁端锚箱处安装1个悬挑挂篮作为施工平台，并检验悬挑挂篮稳定性是否足够。

2.2.2安装过程要点

1) 斜拉索安装主要采用汽车吊吊装+卷扬机牵引进行，便捷牵引吊带的设置是实现快速安装的要点之一。牵引吊带安装在斜拉索锚头后端，沿索纵向设置。吊带与斜拉索间需间隔1 m左右用细钢丝绳固定牢靠，以便形成多个吊点。在斜拉索吊装及入锚的过程中，牵引吊带的多个吊点均可以与汽车吊的大小吊钩、入锚点倒链葫芦或者卷扬机钢丝绳相连，实现多用途。利用便捷牵引吊带吊装斜拉索工艺见图3。

图3 利用便捷牵引吊带挂设斜拉索工艺示意图

2) 牵引斜拉索的卷扬机设置在梁面上，共布置2台，分别在横桥向的两侧。塔端斜拉索入锚时，卷扬机钢丝绳经塔底滑轮转向，通过塔底预留的门洞进入塔内，在待安装的锚箱后方，再次经滑轮转向后从索导管口引出，与斜拉索锚头相连；梁端斜拉索入锚时，卷扬机钢丝绳经梁上滑轮转向，在梁底锚箱后方再次经滑轮转向，从索导管口伸出，与斜拉索锚头相连。卷扬机主要起牵引作用，在索导管处仍需起吊设备或倒链葫芦辅助调整斜拉索的方位，通过卷扬机与起吊设备的配合，调整斜拉索锚头与索导管轴线一致后，将锚头带入索导管口内，旋上螺母，完成斜拉索的挂设。转向滑轮位置的精确设置，能更好更快地帮助斜拉索定位及入锚。斜拉索锚头塔端入锚施工示意见图4。

图4 斜拉索锚头塔端入锚施工示意图

3) 在斜拉索安装牵引过程中，各种构件连接处较多，如钢丝绳转向滑轮与主梁及锚箱处临时连接点、锚头与牵引头的连接等，无论任何连接处发生问题，都会影响整个卷扬机牵引系统，以至发生事故。所以在前期设计中应特别注意处理好各构件的连接构造形式及安全保证系数，在施工中密切观察各连接处的可靠性。

4) 对于不能实现一次起吊即同时安装两端锚头的较长斜拉索，一端锚头安装完成后，需要将放索架里的索在梁面完全展开，然后在另一端锚头后端安装牵引吊带，进行另一端锚头的安装。梁面展索时，利用汽车吊提升索体的方式，直至将斜拉索另一端锚头脱离放索盘。展索的过程中，索体与梁面之间间隔4～5 m放置1台展索小车，防止索体与梁面接触造成损伤[1]。小车之间铺垫橡胶皮以防护索体损伤。展索小车结构见图5。

图5 展索小车结构示意图(单位：mm)

5) 安装斜拉索塔端或梁端锚头时，可在索导管口附近焊接临时吊点，挂倒链葫芦，用于临时固定锚头，或者辅助调整锚头方位角度，省时省力。

6) 梁端斜拉索安装时，为方便操作，需在梁底设置1个悬挑挂篮，作为工人施工的操作平台，便于梁底锚头入锚、锚具安装等，挂篮需固定牢固,稳定性良好[2]。挂篮具体结构形式见图6。

图6 梁底悬挑挂篮结构示意图(单位：mm)

3 技术特点

借助便捷牵引吊带及转向定位的斜拉索快速挂设施工技术主要具有以下两大特点。

3.1 借助便捷牵引吊带的斜拉索吊装技术

由于本项目斜拉索长度相对较短，重量较轻，故在吊装时，直接在锚头后端合适位置，沿索纵向设置1根长牵引吊带，代替常用的起吊索夹或哈弗夹[3]。吊带每隔一段距离用细钢丝绳与索体固定，固定点之间的部分即可形成多个吊点。起吊设备通过另1根吊绳连接牵引吊带，吊起斜拉索锚头至锚端后，牵引吊带的多个吊点均可以用来与起吊设备的另一吊钩、安装位置临时牵引锚固点或者卷扬机钢丝绳相连。对于部分较短的塔间索，由于牵引吊带有足够的长度可兼顾两端锚头的吊装，故1台吊机1次起吊既可利用1根牵引吊带实现两端锚头的安装；对于较长的塔间索，先利用牵引吊带安装好一端的锚头后，稍微松开固定吊带的细钢丝绳，将牵引吊带滑移到另一端锚头合适位置并重新固定，即可用于另一端锚头的安装。借助便捷牵引吊带安装斜拉索，省去了起吊索夹等工装投入，牵引吊带能在两端锚头之间迅速切换，简化了更换吊点的过程，还能满足多个吊装需要，保证吊装及入锚的顺利进行，提高了施工效率，这便是与同类型斜拉桥拉索施工的最大不同之处。

3.2 斜拉索锚头转向牵引定位安装技术

斜拉索锚头起吊至索导管口处后，采用卷扬机牵引配合起吊设备调整其角度与位置，精准定位实现锚头入锚。卷扬机设置在梁面上，塔端斜拉索入锚时，卷扬机钢丝绳经塔底滑轮转向，通过塔底预留的门洞进入塔内，在待安装的索导管口处，再次经滑轮转向后引出，与斜拉索锚头相连，通过卷扬机与起吊设备配合，调整斜拉索锚头与索导管轴线一致后，将锚头带入索道管口内，旋上螺母，实现塔端斜拉索的安装；梁端斜拉索入锚时，卷扬机钢丝绳经梁上滑轮转向，在梁底索导管处再次经滑轮转向，从索导管口伸出，与斜拉索锚头相连，通过卷扬机与起吊设备配合，调整斜拉索锚头与索导管轴线一致后，将锚头带入索导管口内，旋上螺母，完成梁端斜拉索的挂设[4]。

4 材料与设备投入

本项目斜拉索挂设投入的材料与机具设备见表1。

表1 主要施工机械设备投入

5 实施效益

5.1 经济效益

该项技术安全可靠，可确保工程质量，同时省去了起吊索夹等工装的投入，在工装、机械设备及工期上相对传统斜拉索安装施工可节约工程造价约20万元。

5.2 工期方面

相对传统的利用起吊索夹挂设斜拉索，本工法采用的便捷牵引吊带吊装、多个转向滑轮牵引转向入锚技术，不仅减少了现场工装安装的工作量，同时也可以实现索头的快速精准入锚，单根斜拉索挂设的时间可节约0.5 d。

5.3 安全质量方面

该项技术节约了一定的工装投入，避免了钢制起吊索夹对斜拉索的破坏风险，同时也可以避免工装高空拆除作业，相应减小了现场安全事故的发生概率。经检测，全桥斜拉索安装质量符合现行施工及验收规范要求，实现了设计意图。

6 结语

借助便捷牵引吊带及转向定位的斜拉索快速挂设施工技术，用较低的成本解决了小型斜拉桥斜拉索快速便捷安装的问题。同时相对于钢结构起吊索夹，减少了工装投入，节约了资源，降低了措施费用。该项技术丰富了中小型斜拉桥斜拉索快速挂设工艺，满足行业和社会发展的需要，具有较好的推广效益。