大跨径悬索桥主缆牵引架设施工技术浅析

摘要：本文依托桐梓河特大桥工程，针对项目主缆架设的复杂性和技术性，从主缆牵引、横移、整形及入鞍等关键技术环节进行了详细介绍。阐述了采用单线往复式牵引系统的原因及其在主缆架设过程中的具体应用。本文的研究成果对于类似大型悬索桥主缆架设施工具有一定的指导意义。

关键词：悬索桥；单线往复式牵引系统；整形；入鞍

一、引言

桐梓河特大桥作为金仁桐高速公路的关键控制性工程，其主缆架设施工至关重要。主缆作为悬索桥的核心承重构件，其架设质量直接关系到桥梁的整体安全性和耐久性。因此，如何科学合理地组织主缆架设施工，确保施工质量和安全，成为本项目亟待解决的关键问题。

二、工程概况

桐梓河特大桥主桥为双塔单跨钢桁梁悬索桥，跨径布置为（48+80+48）m（连续刚构）+965m（钢桁梁悬索桥）+6×40m（预制T梁），桥梁全长1422m。主塔采用薄壁空心门形索塔，主缆采用预制平行钢丝索股（PPWS）法形成，每根主缆由91根通长索股和4根背索组成，主缆横向中心距为 26.0m，单根通长索股无应力索长约 1520m，重约 34.7t。

三、主缆架设施工

（一）放索场规划

放索场的合理规划是主缆顺利架设的前提。考虑到仁怀侧地形限制，放索场最终布置在桐梓侧重力锚锚块上方及其后方路基，总规划面积2500m²，可存放40个索盘。场内设置9m宽道路，并投入1台100t履带吊用于索股吊运及装卸。

（二）牵引系统选择

本项目通长索股仅91根，重新改造成双线往复式牵引系统花费的工期与其节省的工期相差不多，且投入成本更大，经过综合比选，最终决定主缆牵引直接采用猫道的单线往复式牵引系统。

在锚碇左右幅布置一套牵引设备，单幅包括：桐梓岸锚碇后方布置1台25t卷扬机，仁怀岸隧道锚洞口前布置1台25t卷扬机，锚碇吊架上各布置1台10t和2台5t卷扬机，在主塔每个塔顶吊架上布置2台10t卷扬机和2台5t卷扬机。单套单线往复式牵引系统主要由1根牵引索、1个拽拉器及2台25t主牵引卷扬机等组成。

（三）索股牵引

索股牵引是整个主缆架设的关键环节。主缆索股采用100t履带吊上盘至放索架上，将锚头与牵引系统拽拉器连接后，由25t主牵引卷扬机进行索股牵引。牵引过程中保持两台卷扬机同步进行，收、放速度一致。同时，索股牵引时，每隔约300m设一个鱼雷夹具，随时监控索股的牵引情况，确保索股不出现扭转、鼓丝等问题。

索股在滚轮支承下，牵引至塔顶，在靠近塔顶索鞍两侧，加密滚轮的布置，并且使滚轮的竖向曲线平滑过渡，过塔时，索股曲率变化大，适当降低索股的牵引速度。通过塔顶吊架后匀度在猫道中牵引至仁怀侧隧道锚散索鞍基础处停止牵引。

在隧道锚前锚面预埋钢板，安装反拉架，通过锚碇洞外的10t卷扬机进行二次反拉至隧道锚前锚面。

两根主缆应同时考虑单侧对称及全局上下游对称架设，架设时应注意观测两个主塔的扭转和位移，上、下游主缆数量相差不超过1根索股，保证主塔扭转变形在控制范围内。

（四）索股提升横移

牵引完成的索股放在猫道滚轮上，利用锚碇门架和塔顶门架上的10t卷扬机配合滑车组进行索股的上提、横移作业。

1.在距离主索鞍前后各20m，散索鞍前20m左右位置处，将特制握索器安装在索股上，分次拧紧握索器上的紧固螺栓，确保索股与握索器不发生相对滑移。

2.将塔顶门架、锚碇门架的卷扬机经动、定滑车组绕线后与握索器相连，组成各自的提升系统，待全部握索器提升系统安装完毕后，同时启动各提升卷扬机，将整根索股提离猫道滚轮。

上提顺序为先主跨、再边跨，主跨应注意要将每两端同时进行上提，并注意索股各标志点与索鞍标志点之间的偏差，防止索股向某一方向偏移过大，边跨可在一侧独立进行上提。

（五）索股整形

由于索鞍的鞍槽为矩形，而索股断面为六边形，入鞍前须将该部分索股断面整形为的矩形。

整形前，确定着色丝位置，如有扭转应及时矫正。在距离索鞍前后约3m 的地方，分别安装上六边形夹具，解除两夹具间索股的绑扎带，同时在距离六边形夹具1m 的地方开始整形，人工用木锤敲打索股，并用钢片梳进行断面整理，使其由六边形变为四边形，整理成规则断面后，用专用四边形夹具夹紧，并用绑扎带绑扎。

（六）索股入鞍

待主、散索鞍处索股全部整形完毕后，将索股置入主、散索鞍相应的鞍槽内。索股入鞍时，先主索鞍，后散索鞍。在塔顶的主鞍处，从边跨端向中跨端方向进行；在锚碇的散索鞍处，从锚跨端向边跨方向进行。

入鞍时严格控制索股的着色丝在鞍槽中的位置，以防索股扭转；由于索鞍隔板较薄，为防止已入鞍索股的侧向力使隔板变形，在该索股的相邻鞍槽内填进锲形木块顶住隔板，楔形木块的尺寸与鞍槽的尺寸一致。

为了便于夜间索股垂度的调整及避免垂压、缠交其下面的索股，索股入鞍后，通过将散索鞍处索股标记向边跨偏离中线一定的距离，使中跨跨中预抬高30～40cm。

索股整形入鞍并临时锚固完成后，放松提升系统卷扬机，拆除各处握索器。放松时需两边对称，密切关注各鞍槽内索股，一旦发生滑移应立即停止放松，采取千斤顶加固索股在鞍槽内的固定后再进行放松，直至提升系统完全放松。

（七）索股调索

索股线形调整主要是调整索股在跨中的垂度。垂度依靠1#基准索股进行传递，以达到主缆线形调整目的。

在垂度调整前，要进行外界气温和索股温度的测量。索股温度的测量用接触式温度计。测点沿长度方向布置为：散索鞍、边跨跨中、塔顶、中跨1/4、3/4处、跨点处设置测点；测点沿断面方向布置为：索股上缘及下缘；满足索股温度稳定的条件是：长度方向索股的温差ΔT≤2ºC，断面方向索股的温差ΔT≤1ºC。

垂度调整顺序是先主跨后边跨。为了便于索股垂度调整，在索股上相应于散索鞍处、边跨跨中、主索鞍处、主跨跨中以及两端锚头附近设置标志点，做为索股垂度调整参考点，并作特定标记。

主跨索股垂度通过控制索股在边索鞍鞍槽内的滑移（放松或收紧量）调整，符合要求后在边主索鞍鞍槽内固定；边跨索股调整通过控制索股在散索鞍鞍槽内的滑移量调整，符合要求后在散索鞍鞍槽内固定。

（八）索股锚固

调整好的索股间隔3m及时割除索股表面缠包带，以满足主缆紧缆空隙率要求。

当一般索股架设一定数量后，为便于中跨各索股的排列和保持其形状，每隔60m设置一组V型保持器，以使主缆各索股按设计断面形状排列。并间隔30m用麻绳捆绑，防止大风吹动索股相对撞击摆动，影响索股调整精度。主缆索股线形调整到位后，在主、散索鞍处填压锌填块，安装压紧梁，装上紧固拉杆。拉杆在安装完毕后用液压拉伸器对拉杆进行张力调整。拉杆拉力按50KN/级分级均匀上紧，各拉杆交替张拉，确保锚跨索股张力达到设计要求。锚跨张力与设计值误差控制在±10kN范围内。

四、结论

悬索桥主缆施工作为大桥施工的关键步骤，其工序复杂，各工点之间协调力度大，安全质量控制要素多，结合桐梓河特大桥的具体工程特点，选择单线往复式牵引系统进行主缆架设，体现了技术选择的科学性和实用性。该系统不仅满足了施工需求，还有效控制了成本，缩短了工期。

随着悬索桥技术的不断发展和进步，主缆架设施工技术也将不断创新和完善。未来，可以进一步探索更加高效、智能、环保的主缆架设技术和方法，以提高悬索桥的施工质量和安全性。同时，加强施工过程中的信息化建设和智能化管理，也是未来悬索桥施工技术的发展方向之一。

参考文献

[1] 《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T 3650 - 2020）

[2] 《公路悬索桥设计规范》（JTG/T D65-05-2015）

[3] 《悬索桥用主缆平行钢丝索股》（GB/T 36483-2018）

[4] 赵国辉《悬索桥主缆施工牵引系统研究》工程设计理论