矮寨特大悬索桥主缆架设关键技术*
廖灿，张念来，易继武
（潮南路桥建设集团公司，湖南长沙410004）
[摘要】结合矮塞特大悬索桥工程，深人介绍了矮寨大桥主缆索股架设的主要工艺流程，以及主缆索股调整，包括线形调整和锚跨张力的调整：分析了与其他类似悬索桥主缆架设施工中的一些不同做法.矮寨大桥主缆架设施工 方便、安全、经济，且施工质量优良，这在本项目后续的紧缆和索夹安装时得到了充分证明.
[关键词]桥梁工程：悬索桥：主缆；架设：施工技术
[中图分类号]TU398.9；U448.25[文献标识码】A [文章编号]1002-8498（2013）05-0005-04
The MainSuspension CableErectionTechnology of AizhaiBridge
Liao Can Zhang Nianlai Yi Jiwu(Hs'nan Road & Bridge Construction Group Co. Changsha Hu*nan410004 China)
Abstract;Based on Aizhai Bridge engineering the authors introduce construetion process for the mainsuspension cable erection and adjustment of Aizhai Bridge including linear adjustment and anchor-spantension adjustment analyze diferent approaches in the main suspension cable erection constructionconvenient safe and economic which is proved in the subsequent construction.
Key words ;bridges; suspension bridges; main suspension cables; erection; construction
矮寨悬索桥是长沙一重庆公路通道湖南省吉道锚到重力锚的通长索股有169股，每根通长索股
梁.桥型方案为3孔单跨悬索桥，吉首岸为重力式均长度为305.8m，重6.6t，在吉首岸主索鞍上锚碗.锚，茶洞岸为隧道式铺碗，主缆孔跨布置为242m每根索股由127根直径为5.25mm的镀锌高强钢丝1176m116m，主梁为钢桁加劲梁，全长组成.1000.5m.主桥横向设2%横坡，桥面系宽24.5m，如图1所示.
1主缆索股架设
矮寨大桥主缆索股架设始于2010年7月18根，包括不利天气影响在内历时3个月完成全部索 日，正常情况下每天架设6根索股，最快时可达8股架设.按照业主的工期计划要求，提前10d完成任务.
牵引、索股横移、索股整形、索股人鞍等几个主要 索股架设分为索盘场内转运、放索架放索、索股工序.
图1桥型布置（单位：m）Fig.1Bridge layout(unit;m)
1.1放索区的场地布置及索盘转运
矮寨特大悬索桥共设2根主缆，主缆平均长度逐根架设的施工方法（PPWS）.每根主缆中，从隧 约1675m，总重约12089t.采用预制平行钢丝索股
由于矮寨大桥特殊的地理环境，放索区的布置不同于常规的做法.本项目隧道锚的正后方是陡 的山壁，若将整个山头炸平作为放索区，工程量将非常大，且对隧道锚的结构受力也会产生影响.面重力锚更是三面悬崖围绕，且复杂的施工便道也不利于索盘的运输.很显然两岸的地理条件都不允许放索架布置在散索鞍的后方，这样对本项目的放索施
1.2放索架放索
1.3索股牵引
万方数据
工带来了一定难度.从安全、经济、实用的角度综合 考虑，为了更合理地利用现有的场地条件，决定将放索架布置在茶洞岸散鞍门架内部的散索鞍支墩上，索盘存放区设在边跨猫道的正下方.
索盘的场内转运首先是利用门式起重机将索盘吊至纵移平车上，平车纵移，再利用横移桁车将索盘 吊起，横移至放索架正上方，吊钩下放，索盘安装到位，如图2所示.
图2放索区平面布置Fig.2 Plan layout in releasing cable area
这样的场地布置既保证了放索架的放索线路与索股架设方向基本一致，又合理地安排了索盘由存茶润岸边跨的场地条件，施工方便，安全可靠. 故区转运至放索架的最便捷的路线图，充分利用了
矮寨大桥的放索架设计为平卧式的结构（见图3），索盘利用放索架插销横向安装，索股锚头由索架采用了力矩反转电机，启动时索盘产生反向堵转， 盘底部纵向放出，类似于卷扬机的放绳形式.放索在索股牵引过程中可保证索盘的匀速转动.另外，放索架底座还应与散索鞍支墩上的预理板焊接牢靠，保证其自身稳定.当索股牵引至跨中时，中跨索股的长度将超过边跨的索股长度，索股的自重失去 平衡，而且索股牵引是下坡的趋势（坡度达到21°），索股就算在没有牵引力的作用下，也将对放索架产生20kN以上的拽拉力，此时利用力矩反转电机配合刹车系统，可有效控制放索架的放索速度，保证了索股牵引的施工安全.
图3放索架立面结构Fig.3 Elevation of releasing cable frame
为检验牵引系统的首次运行状况，保证基准索股（1号索股）不受提伤，本项目采用首先牵引2号 通长索股作为桥位放索试验用.牵引到位后，先放在4号索的鞍槽中，暂时不进行垂度调整，待1号基准索股架设完成并完成垂度调整后，再将2号索股安装到位.依次完成169根通长索股的架设后，再安装吉首岸的6根背索.
矮寨大桥索股牵引是采用单向往复式方法，由茶洞岸向吉首岸方向进行.两岸共设4台25t卷扬机作为牵引设备，牵引绳采用36mm的无油镀锌钢丝绳，两岸牵引绳通过拽拉器连接，形成牵引系统.牵引速度最快可达到26m/min，当拽拉器经过 门架导轮组时应放慢速度，以防拽拉器挂住导轮.索股在牵引过程中，应每隔150m设置1个鱼雷夹，并派专人扶持，保证索股不产生扭转现象.另外，索股在经过塔顶时由于坡度较大，索股转弯半径小，容易断带产生挂丝现象，必须增加托辊的布置密度，增大索股的转弯半径，使之滑移平顺.
由于本项目的放索架是布置在散索鞍的前方，距离前锚面还有将近40m，因此当索股牵引至吉首岸重力锚前锚面时，放索架索盘内仍有40m的索股机，将索股提起一定高度，使索盘内的索股完全放 无法放出.经过认真分析，采用索塔处的塔式起重出，再利用散索鞍处的卷扬机滑车组，将索股锚头反向牵引至隧道锚前错面.注意，索股反向牵引时与散索鞍容易造成刮擦，因此还在散鞍门架顶部设置1台电动葫芦，以辅助索股人洞.施工复杂，却行之 有效.如图4，5所示.
1.4索股横移、整形、人鞍
当索股牵引到位之后，两岸分别在塔顶门架和散索鞍门架处安装握索器，利用卷扬机滑车组配合数个手拉葫芦将索股横移至索鞍内.
由于索股断面形状为六边形，必须整形为四边形才能与索鞍槽口吻合.索股的整形必须按钢丝的编号合理排列，保证钢丝不产生打搅现象.如图6所示.
索股整形人鞍后，利用木方卡紧，临时锚固，以
5mm）.
2.1.1基准索股的调整
基准索股是一般索股线形调整的依据，其调整质量直接影响整个主缆的线形.矮寨大桥首先设置1号索股为基准索，以控制主缆的绝对垂度.当主缆的下半部分索股架设完成后，为了方便测量，保证 索股的调整精度，再设置29号索股作为基准索.矮寨大桥基准索股的架设测量控制精度为：中跨40，-20mm，边跨60，-30mm.
图4索股上提示意Fig.4 Cable strand hoisting
基准索股垂度调整要求在夜间温度恒定的条件平偏位以及环境温度进行测定，计算出索股的理论 下进行，在调索之前必须先对主塔和索鞍的标高、水垂度.计算温度为15℃，必须反复测量调整，每次测量结果计算都应载人温度修正值.当基准索股的调整达到理论计算垂度后，还应进行3d以上稳定观测，垂度不再发生变化，方视为索股调整完毕.矮寨 大桥1号基准索股调整共花了7d时间，而在29号基准索股调整时，因为总结了前期的调索经验，只用了5d时间.
Fig. 5 Cable strand pulling 图5索股反拉示意
矮寨大桥索股调整工艺如下：左幅采取在吉首岸主索鞍内用木方临时锚固索股，锚固时应保证索 股上的IP标记点与索鞍的IP点重合，并在主索鞍槽口端部做好标记，以方便辨识索股是否有滑移现象.然后在茶洞岸主索鞍处利用手拉葫芦及小型握索器，将索股往需要调移方向拽拉，并做好标记，根据测量数据反复调整索股移动量，直到符合要求后 才完成中跨线形调整.边跨调整可两岸同时进行，主要依靠索股锚头处的液压千斤顶配合索鞍处的手拉葫芦进行.当索股需往铺跨移动时，直接用千斤顶拉紧索股，测量垂度合格后锚固锚头；当测量需要将锚跨索股放出时，首先利用千斤顶放松锚头拉杆， 再在索鞍处利用手拉葫芦拉动索股，直至边跨跨中垂度测量合格.右幅采取在茶洞岸主索鞍内锚固索股，在吉首岸主索鞍处进行放松或收紧索股来调整中跨线形.中跨线形调整好后，再对边跨进行线形调整，最后调整锚跨张力.
图6索股整形Fig.6 Cable strand shaping
方便晚间调索.
2主缆索股调整
2.1线形调整
本组成元素，其线形控制至关重要，将直接影响全桥 主缆是悬索桥的生命线，而索股作为主缆的基的成桥线形，外形美观，甚至与悬索桥整体受力及桥梁结构安全息息相关，是一项复杂、繁琐的系统工程.由于主缆是柔性体系，受力复杂，其测量精度受环境影响的因素很多，主要有风速、温度、气压、测量视线障碍物等.
经监控单位计算得出，矮寨大桥索股跨中标高变化与索长变化量的关系如下：
中跨，s=h/1.99；吉首跨，s=△h/8.70；茶洞跨，△s=△h/9.09，其中为索股移动量，△h为实测标高与理论标高之差.
1)从中跨调出索长1cm，则中跨的控制点标高增加约19.900mm，调人1cm索长到中跨，则中跨的控制点标高减少约19.900mm.中跨实测标高与理论标高之差△h为正时调人，负时调出.
主缆索股线形精度控制指标如下.
1）基准索股：中跨跨中垂度≤±L/20000；边跨跨中≤±L/10000.
2）左、右幅基准索股相对误差≤10mm.
2）从吉首岸边跨调出索长1cm，则吉首岸边跨
3）一般索股（相对于基准索股）：相对垂度（0，
的控制点标高增加约87.000mm，调人1cm索长到 吉首岸边跨，则吉首岸边跨的控制点标高减少约87.000mm.吉首岸边跨实测标高与理论标高之差Ah为正时调人，Ah为负时调出.
易产生打搅.因此，当主缆底部的V形部分索股架 由于主缆索股受日照影响扭曲特别严重，很容设完成后，必须间隔30m安装V形保持器（见图8），并按列插人具有一定刚度的特制刀片，绑扎牢靠，以防止索股排列素乱，影响线形调整.
3）从茶洞岸边跨调出索长1cm，则茶洞岸边跨的控制点标高增加约90.900mm，调人1cm索长到90.900mm.吉首岸边跨实测标高与理论标高之差 茶洞岸边跨，则吉首岸边跨的控制点标高减少约Ah为正时调人，△A为负时调出.
2.1.2一般索股的垂度控制
7），采用相对高差法进行垂度控制.其垂度控制精 一般索股的垂度控制以基准索股为参照（见图度为：一般索股相对高差测试断面偏离理论跨中位置不能超过0.5m，一般索股相对于基准索股的相对高差的误差为±5mm.
图8主缆索股形状保持器
雨天不宜调索.由于雨天已调索股内有积水，垂度必会降低，若被调索股以之为参照调整，待积水干透时，参考索股垂度将会拾高，顶住上层索股，影响后续索股的调整精度.
2.2锚跨张力的调整
索股线形调整完毕后，要使其内力处于平衡状态，必须在锚跨进行锚固张力调整.锚跨张力控制误差<10kN. 图7一般索股调整定位Fig.7Location of mon cable strand 固系统上，利用2台100t液压千斤顶顶升拉杆，调 矮寨大桥主缆索股锚头均由2根拉杆锚固于锚节拉杆螺母，来进行锚跨张力的调整. 在一般索股调整时为了方便测量，相对高差的参照索股可以选择已经架好的其他索股作为参考索股.但误差应换算为相对于基准索股的相对高差的时不应被上层丝股压住.一般索股相对于参考索股 误差，并满足要求.参考索股的选择应方便测量，同的高差控制如下： 各索股的张力T控制为： (3) 式中：F为设计张拉力；t为索股实测温度（℃）. 3结语 矮寨特大悬索桥所采用的主缆架设方案参照了国内外同类项目的成功做法，并结合本桥的特点加以优化和创新，成为国内大跨径悬索桥的又一成功案例.可供今后悬索桥建设借鉴和参考，对我国悬 索桥的发展将产生积极的推动效应. 式中：k为被调索股所在的层号；i为参考索股所在的层号；AH为高差；Ah为误差；AH为k层索股相对于i层索股的理论高差；K，为温度修正系数； △T为被调索股与参考索股的平均温差；4h为参考索股的架设误差，计算如下： △H=△H-△H.-K △T-h（1) 参考文献： [1]尹志湾，自错式悬索桥主境架设技术[].铁道建筑技术， 2009(10):6-9.[2]邓亨长，户伟，业强，等，西壤门大桥的主增架设[门].公[3]陈雅，票金营，李当，等，哪氏大桥主境架设施工影响因素分 路，2009(1);86-89.析[J].施工术 2011 40（9）：39-42.[4]常大宝，泰州长江公路大桥主缆架设施工关键技术[].公 路，2012(3):62-65.[5]柔昌花.大跨度三跨连悬索桥主缆架设技术[J].中国公[6]汪济堂，吴波，韦壮科，等，自情式是索桥空间索面主填架设 路 2012(16):120-121.[J].桥梁建设 2008（5）：49-52 70. h=△S-△HK △T（2) 其中：AS..为实测参考索股与基准索股的高差；AT为实测参考索股与基准索股的平均温差. 其中，所需调整的高差值：h=h-（dd）/2-△H 一般索股在各跨的调索方法与基准索股相同，只是在调整移动量时设置了索股纵移限位装置，控制了索股的超量滑移，以提高调索速度.
