宜昌長江公路大橋主纜施工

宜昌長江公路大橋主纜施工唐云偉〔湖北省宜昌市交通根本建設質量監(jiān)督站宜昌市443000〕摘要宜昌長江公路大橋是國家主干線上的跨江工程，采用主跨960m的鋼懸索橋結構，主纜是建設大跨度及現(xiàn)代化懸索橋的關鍵構件，關鍵詞懸索橋；主纜；索股；橋梁施工概述主纜是懸索橋的主要結構組成局部，它承當著橋梁上部結構的全部恒載和活載，其架設成型的質量對懸索橋的成橋精度及使用壽命起決定作用，是懸索橋施工的關鍵工序。宜昌長江公路大橋是國家公路主骨架滬蓉國道主干線上跨越長江的一座特大型單跨兩鉸鋼箱梁懸索橋，主跨960m，大橋上下游各設一根主纜，中心間距38.4m，每根主纜由104束平行鋼絲束構成，每束平行鋼絲束由127根ф5.1mm高強度低松馳平行鍍鋅鋼絲組成。主纜直徑約655mm，空隙率為18%，在無應力狀態(tài)下長約1574.2m，單纜的總重量為3334.2T，全橋用平行鋼絲索共6668.4T。1施工準備1.1送索區(qū)與迎索區(qū)的場地布置送索區(qū)布置在北岸錨碇頂面。存索區(qū)在北錨下游靠近血防水庫的平臺上，采用龍門吊機吊運索盤至放索區(qū)。北錨設置放索架、放索卷揚機及副牽引卷揚機。迎索區(qū)布置在南岸錨碇頂面。主卷揚機布置在南錨碇錨前開挖路塹位置，在A塊已形成平臺上設置一50T轉向滑車。貓道斷面圖索股牽引大樣圖1.2牽引系統(tǒng)的布置根據(jù)宜昌長江公路大橋架設的貓道系統(tǒng)〔采用三跨別離式〕和索股錨固系統(tǒng)的具體位置，采用往復式架空索道牽引系統(tǒng)。主牽引繩采用ф36〔6×36SW+IWR-36〕鋼繩，副牽引繩采用ф28〔6×36SW+IWR-28〕鋼繩。在上游貓道的上游側、下游貓道的下游側，間隔6m，布置高度1m的支承滾輪，支承滾輪距主纜中心線為注*為執(zhí)筆者當貓道托架承重索完成底板索的安裝后，將其上提至塔頂門架，錨固于塔頂門架間及其錨碇門架間，作為主注*為執(zhí)筆者纜索股的承重索，即天吊承重索〔其矢跨比選擇與主橋一致〕。在天吊承重索上安裝5T開口滑車作為跑門滑車，滑車下懸掛3T導鏈用于調整主纜索股的牽引小車與滾輪的間距，讓牽引小車始終高于滾輪20-30cm1.3主、散索鞍精確定位主索鞍由兩臺65T千斤頂調整其預偏量至設計規(guī)定的值，散索鞍用拉桿調整其預偏量至設計規(guī)定的值。在架設索股期間，將散索鞍臨時固定，在索股架設完成后，將其調整到位。在吊裝鋼箱梁之前解除其約束。主纜施工為了保證主纜架設的精度，主纜索股的架設分為一般索股架設、基準索股架設兩類。每根主纜設置時，將1#索股作為基準索股，其余均為一般索股。宜昌大橋在索股架設過程中，為更加有效地控制主纜架設質量，保證施工精度，施工過程中又增設上游47#、下游51#索為基準索股。在索股架設時應盡可能保證對稱施工，防止主纜出現(xiàn)不同程度的扭轉傾斜。索股整形前斷面索股整形后斷面2.1索股牽引將索股盤吊運至放索架上，引出南錨面錨頭，安裝在牽引小車上，懸掛于天吊索上的滑車手動葫蘆上，啟動南、北錨碇頂面的主、副牽引卷揚機，通過北錨面設置的滾輪前移至北錨門架北側，用手動葫蘆起吊牽引小車導入塔頂弧形軌，卸掉小車上的手動葫蘆，繼續(xù)牽引索股至北塔南側，再掛上主跨側的天吊索的滑車手動葫蘆上，啟動主、副牽引卷揚機繼續(xù)牽引索股至南塔，采用與北塔相同的方法越過南塔，牽引至南錨。在索股前錨頭〔南錨頭〕接近南錨面時，北錨面用一臺5T卷揚機通過握索器在北錨離開索盤前三圈處相連，繼續(xù)啟動主、副牽引卷揚機至北錨錨頭從索盤上脫除，放松5T卷揚機，將北錨頭緩慢放入北錨面，解除牽引小車上的南錨頭和北錨的5T卷揚機，將南、北錨頭放至錨固處。2.2索股橫移整形入鞍在完成索股牽引后，索股位于距主纜中心2米處的滾筒上，在塔頂中心前后20米，散索鞍前20米處，將握索器安裝在索股上，分次擰緊握索器的緊固螺栓，確保主纜索股與握索器不發(fā)生相對滑移，將塔頂門架、錨碇門架的卷揚機在通過滑車組后與握索器相連，組成各自的提升系統(tǒng)，啟動各門架卷揚機，將整條索股提離貓道面滾輪。此時，在塔頂主索鞍、錨碇散索鞍前后握索器之間的索股成無應力狀態(tài)。由于主、散索鞍的鞍槽為矩形，寬度為56mm，而預制主纜索股為正六邊形〔如圖示〕，在索股入鞍前需將索股整形成斷面為56.1mm(水平方向)×54.4mm(豎直方向)的矩形截面。索股的整形分為初整形和連續(xù)整形。先在距索鞍4米處用正六邊形夾具將索股夾緊，解除兩個六邊形夾具之間索股的綁扎帶，在距六邊形夾具1米2.3索股垂度調整索股垂度調整均在夜間氣溫穩(wěn)定之后進行，根據(jù)宜昌大橋的地理環(huán)境要求長度方向索股溫差≤2℃，斷面方向索股溫差≤1℃，風力≤12m基準索股中、邊跨索股垂度調整采用全站儀進行三角高程測量，在主纜索股中跨測量時，用特制反光鏡夾具在索股上安裝反光鏡，置全站儀于觀測控制點上，利用全站儀測豎角和水平距離，反算跨中垂度，將其與設計值進行比擬，符合要求后將南塔主索鞍處索股錨固在鞍槽內。邊跨采用同樣的方法調整后，在散索鞍處將索股錨固在散索鞍鞍槽內。中、邊跨索股垂度調整完成后，進行錨跨張力的調整，施工中利用專用千斤頂頂壓索股錨頭，通過松緊拉桿螺母張力到達設計要求〔拉力值與設計值不小于500Kg一般索股的牽引和橫移、整形入鞍均同于基準索股，垂度調整方法采用相對垂度調整法，順序同基準索股。調整時用卡尺測出控制點處一般索股與基準索股的相對垂度差，根據(jù)垂度差計算出索股在索鞍處的放松、收集調整量，并經(jīng)溫度修正后，通過移動索股在鞍槽內的位置來到達垂度調整的目的，一般索股和基準索股的相對垂度差控制在0-5mm之間垂度調整過程中，根據(jù)中、邊跨的垂跨比，在索股整形入鞍固定前進行不同程度預抬高，以確保索股不至于壓在已調整好的索股上。調整好的索股及時采用硬木契填壓，并在鞍槽上部施以千斤頂反壓索股進行固定，防止產(chǎn)生移動。為防止調整好的索股串位、扭轉、排列零亂，1#-21#索股每隔60m設置V型保持器，其他索股間隔602.4緊纜成型主纜的緊纜分初緊纜和正式緊纜兩個階段。初緊纜選擇氣溫比擬穩(wěn)定的夜間進行，首先采用邊緊纜邊撤除的方法將預緊點6-7m范圍內的主纜外層索股綁扎帶解除，并在主纜外層包一層麻袋或塑料布等在初緊纜完成后利用緊纜機進行正式緊纜。采用夜間預緊纜，白天正式緊纜的方式交替進行。正式緊纜前需要先進行試驗，根據(jù)試驗結果，用4臺緊纜機從塔頂分別向中跨跨中和邊跨跨中進行作業(yè)。首先啟動緊纜機左右兩臺千斤頂調整緊纜機軸線與主纜中心重合，再啟動其他4臺千斤頂，同時協(xié)調好頂進速度。緊纜擠緊間距為1.0m，當緊纜機擠壓蹄塊擠緊工作完成后，在盡量靠近緊纜機的位置用不銹鋼帶捆扎，測量主纜橫徑和豎徑值，控制兩者差值在103主纜架設過程中的常見問題及處理方法主纜索股在牽引過程中，通常會出現(xiàn)扭轉、松弛，鋼絲交叉、彎折、鼓絲以及綁扎帶斷裂等問題，如不能及時處理，將會嚴重影響主纜架設的質量和進度。索股的扭轉主要有兩個因素，一是在制索時高強鋼絲本身在無應力狀態(tài)下不可能保持直線線形，需要施加一定的張力并用綁扎帶綁扎才能形成預制平行索股，上盤時也要求有一定的扭轉；二是施工時，索股重力落在貓道外側，使貓道產(chǎn)生局部傾斜，且開始牽引索股速度較慢，橡膠滾輪摩擦系數(shù)較大使?jié)L輪兩側存在錐形倒坡，索股受到滾輪斜面的單邊側向約束，引起扭轉。宜昌大橋通過采用高密度尼龍滾輪代替橡膠滾輪，減小滾輪寬度，將輪壁做陡，間隔一定距離在索股上安裝魚型夾具，有效地控制了索股的扭轉。鋼絲交叉、彎折、鼓絲以及綁扎帶斷裂等歸根結底都是索盤上內層索股的松弛引起的。內層索股的松弛有兩種情況，一是上盤時，索盤內已盤好的索股向收緊方向出現(xiàn)滑動，導致綁扎帶損傷甚至斷裂；放索時，索盤內的索股向松開方向出現(xiàn)滑動，導致索股松弛，鋼絲和綁扎帶也受到損傷；二是施工時，當卷揚機停止作業(yè)時，索股由于慣性作用還會繼續(xù)轉動，此時放出的索股移動速度由于沒有牽引力的作用小于索盤轉動的線速度，這樣每次牽引暫時停止都會造成內層索股的松弛。宜昌大橋采用的方法是先將后錨頭拆下，用手拉葫蘆收緊后，再將錨頭重新裝上，再調整平衡重的位置。4結束語懸索橋主纜架設是一項極其復雜的系統(tǒng)工程，施工難度大，技術含量高，盡管在實施過程中，遇到了諸多問題，但在各參建單位的密切配合下，圓滿完成了一道道關鍵工序，經(jīng)檢測各項指標均到達了設計要求，為我國大跨徑懸索橋的施工積累了珍貴的經(jīng)驗。MainCableConstructionofYichangLuyong-jun1,HuangJin-wen2(1.YichangCommunicationSupervisoryofQualityBureau,hubeiprovience,China,443000;2.Thesecondconstructiondivisionofthehighwayandbridgecompany,Nanning530001,China;)Abstruct:YichangChangjiangHighwayBridgeisaproje