杨宗根
（四川公路桥梁建设集团有限公司，四川，成都，610071）
【摘 要】悬索桥的主缆架设一般有空中纺丝法（AS法）和预制平行索股法（PPWS法）。因AS法架设空间缆形式的悬索桥在我国尚没有施工先例，所以国内对AS法架设主缆后的紧缆技术研究甚少。笔者以挪威哈罗格兰德大桥上部结构施工为载体，结合挪威业主对上部结构施工的技术和规范要求，对AS法架设主缆后的紧缆技术工艺进行了初步研究。
【关键词】悬索桥；AS法主缆架设；紧缆技术研究
挪威哈罗格兰德大桥（Halogaland Bridge）为总长1533米的钢箱梁悬索桥，主跨1145米，两侧主塔分别高172米和175米，悬索桥主缆首次采用空间缆形式，桥梁整体用传统的石锚在峡湾两侧固定。本项目主缆架设挪威业主招标文件中明确要求采用AS法施工，笔者结合挪威业主对上部结构施工的技术和规范要求，对AS法架设主缆后的紧缆技术工艺进行了初步研究。
1．工程概况
项目区为纳尔维克位于挪威北部的奥福特峡湾内，桥全长1621.2米。本项目主要工程为特大悬索桥，主桥为钢箱梁桥面，桥面宽度15.42m，主跨1145m，全长1621.2m。索塔为“A”字形，索塔高度：167.08米，两岸分别设有一对隧道式锚碇。
2．主缆的紧缆和缠丝
2.1主缆紧缆施工
2.1.1主缆结构简介
悬索桥以其巨大的跨越能力及其优美的造型，而越来越为人们所重视，在悬索桥中，主缆是及其重要的构件，被誉为悬索桥的生命线。挪威哈罗格兰德大桥其跨径布置为：1145+2×250.94米，主跨为1145米悬索桥。每根主缆由19束平行钢丝索股构成，南岸设2束背索，北岸设4束背索。
2.1.2 紧缆设备
紧缆机是悬索桥主缆紧缆施工的关键设备之一。根据哈罗格兰德特大桥紧缆施工技术要求，拟采用的紧缆机性能见如下。
2.1.2.1 主缆紧缆机主要技术指标[6]
1）适用主缆直径：φ400～φ700mm；2）挤紧后主缆空隙率：K=17%，19％;3）液压千斤顶台数：6台；4）紧固能力：6×1800kN；5）液压系统最大压力：Pmax=50MPa；4）紧固蹄宽度：250mm；5）总质量：8t；
2.1.2.2 主缆紧缆机总体结构
主缆紧缆机主要由紧固装置、移动台车、平衡吊梁和液压系统等组成。
（1）紧固装置
紧固装置是紧缆机的工作部分，由紧固蹄、液压千斤顶及其安装座等组成。液压千斤顶安装座做成可分解式结构，通过3个销轴联接。紧固架加工成左右两片。安装时，将两片紧固架用缆索吊运输至安装位置，连接紧固架安装板（共4块），形成整体六边形。
（2）移动装置
移动装置是紧缆机的行走部分。主要由台车、台车架和液压牵引绞车等组成。紧缆机的行走采用塔顶卷扬机牵引运行或采用本机自带自动液压绞车牵引运行。在离塔顶距离较远时，采用液压绞车自行牵引紧缆机移动；在靠近塔顶时，由于坡度较大，可采用塔顶卷扬机进行牵引。行走台车轮材料采用MC尼龙，有利于保护主缆。为加强紧缆机行走的稳定性，紧缆机上装有平衡吊梁，平衡吊梁通过滑车与猫道门架承重绳连接。
（3）液压系统
液压系统是主缆紧缆机的动力部分。由超高压液压泵站、高压软管、快换接头、液控单向阀、换向阀等组成。
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（4）紧固蹄的操作（千斤顶加载、保压）
在紧缆作业初期加压阶段，以低压（5Mpa）进行，使各紧固蹄轻轻地接触主缆表面，且相互重迭，然后升高压力（35Mpa）加载（同步）。紧固蹄行程达到设定位置时保压。当工作压力超过设定值时，油泵自动停止工作，起保护作用。
紧固蹄接触主缆表面时，在各个紧固蹄之间会产生参差不齐，钢丝容易钻入紧固蹄之间的缝隙中，而造成切断或变形，因此，初加压阶段，严格控制6个紧固蹄同步性。
2.1.3 主缆紧缆施工
2.1.3.1 主缆紧缆的施工工艺流程
紧缆工作大致分为准备工作、初紧缆、正式紧缆，其施工工艺流程如图5。
2.1.3.2 准备工作
（1）主缆索股的检查验收
对锚跨索股索力进行最后一次全面调试，检查主缆在边跨跨中，中跨1/4，1/2，3/4跨各断面索股排列是否正确，仔细检查主缆索股是否有错位及主、散索鞍有无移位,若有问题及时调整。经验收合格后，再在主、散索处填好锌块，然后用拉杆将其紧固压牢。
（2）猫道门架、牵引系统的拆除简易缆索天车组装
主缆索股架设完成后，拆除猫道门架和主缆索股牵引系统，收紧猫道门架承重索作为天车支承索，同塔顶门架上的卷扬机、专用起吊跑车组成简易缆索天车。天吊滑车上设两台5T链子滑车，以调节紧缆机的工作高度。
（3）主缆内部索股缠包带的解除
为保证主缆紧缆后的空隙率要求，在主缆架设期间，间隔解除主缆内部索股缠包带。间隔解除缠包带后，索股之间的缠包带间距3m一道。
2.1.3.3 紧缆机安装
为便于紧缆机上缆后一次顺利组装成功，需预先在地面进行试组装。试组装完成后，重新拆卸各总成件并正式上缆组装。具体组装步骤如下：
（1）先将紧缆机各总成件运至塔脚处。（2）用塔吊将各总成件放置在塔顶脚手架平台上。（3）用猫道门架承重索改制的缆索天线分别顺次将液压系统、紧固装置运往中跨跨中。（4）连接液压系统与紧固装置并就位于主缆上。（5）整机组装就位，然后将自带卷扬机的牵引钢绳与猫道门架横梁相连牢固。（6）用扳手调整移动装置上的缓冲弹簧确认紧固装置与主缆的对中良好。
2.1.4 紧缆
紧缆作业可分为初紧缆（预紧缆）和正式紧缆，初紧缆是把架设完成的主缆六边形紧成近似圆形。初紧缆在温度比较稳定的时段（夜间）进行，这时主缆索股温度基本保持平衡。拆除主缆索股形状保持器，立即进行初紧缆作业。
2.1.4.1 预紧缆作业
预紧缆空隙率目标控制值：28～30%，预紧缆作业使用设备为手拉葫芦及手扳葫芦。
（1）首先将预紧点6-7m范围内的主缆外层索股绑扎带解除，索股绑扎带要边预紧边拆除。（2）用千斤头配合手动葫芦捆扎主缆，人工收紧主缆，用大木锤沿主缆四周敲打，初步挤成圆形，在挤圆时应尽量减少表层索股钢丝的移动量。
2.1.4.2 正式紧缆
1）主缆回弹率试验:正式紧缆前的现场试验在中跨跨中进行，并根据试验情况对紧缆机进行调整和制定相应的紧缆工艺，然后转入正式紧缆。
2）正式紧缆:正式紧缆可在白天进行。每根主缆由2台紧缆机进行紧缆施工，正式紧缆顺序采用边跨由塔顶向锚碇方向，中跨从跨中向塔顶方向进行紧缆作业。
A.紧固蹄的操作（液压千斤顶加载、保压）,这是紧缆作业中的一个关键工序。首先启动紧缆机左右两台千斤顶，调整紧缆机轴线与主缆中心重合，再启动其他4台千斤顶，协调好四台千斤顶的顶进速度，当6台千斤顶达到一样的行程后，一起施压。B.打捆扎带打捆扎带的目的是为了保证当液压千斤顶卸载后，紧固后的主缆截面形状仍保持近似圆形，并保持要求的空隙率。当紧固蹄处主缆直径经测量符合要求后，用不锈钢带绕在主缆上捆扎，并用带扣固定。紧缆点间距为1.0m，带扣布置在主缆的侧下方，钢带间距1.0m，每个紧缆点捆扎2道，间距10cm。C.液压千斤顶卸载,当打带完成后，液压千斤顶卸载，通过操作换向阀使紧固蹄回程，紧缆机则移向下一个紧固位置。D.主缆直径的测定,为了确定紧缆后主缆的截面形状，紧固蹄挤压结束后（处于保压位置时）和液压千斤顶卸载后，分别用专用量具——大型游标卡尺与钢尺在紧缆机压块15-20cm的地方，测定主缆直径和周长，控制主缆横径和竖径差值在规范要求范围内。
2.1.4.3 主缆紧缆注意事项
（1）靠近散索鞍和主索鞍端部3m处进行最后一道紧缆；（2）在散索鞍和主索鞍附近第一个索夹，其作用是把索鞍处六边形主缆变成圆形，由于很难一次紧到位，根据现场需要可进行二次紧缆，以便顺利进行索夹安装[4]；
3．结束语
笔者以挪威哈罗格兰德大桥上部结构施工为载体，结合挪威业主对上部结构施工的技术和规范要求，对AS法架设主缆后的紧缆技术工艺进行了初步研究,若国内以后有采用AS法设计和施工的悬索桥，可作为参考。
论文作者:杨宗根
论文发表刊物:《工程建设标准化》2016年4月总第209期
论文发表时间:2016/6/13
标签：紧固论文; 悬索桥论文; 千斤顶论文; 缆索论文; 挪威论文; 哈罗论文; 塔顶论文; 《工程建设标准化》2016年4月总第209期论文;