李俊威

赤水河大橋索夾安裝關鍵施工技術

李俊威

（四川路橋華東建設有限責任公司，四川 成都 610000）

索夾是懸索橋上部懸吊系統(tǒng)的重要構件，索夾的作用不僅是緊箍主纜，保持主纜形狀，而且索夾通過吊索將加勁梁一、二期恒載，車輛荷載及其他荷載傳遞給主纜。其安裝定位的準確性決定了成橋后吊索是否處于正確位置以及主纜是否按照設計受力。以赤水河大橋為工程背景，介紹了索夾施工的主要工序及關鍵技術。索夾安裝采用簡易的纜索吊裝系統(tǒng)進行調(diào)運，放樣時利用3類標記線來控制索夾的安裝精度，高強度螺桿張拉施工過程中嚴格控制。施工結果表明，赤水河大橋索夾安裝精度能夠滿足設計要求。

吊裝；索夾放樣；索夾安裝；高強度螺桿

0 引言

赤水河大橋為江津（渝黔界）經(jīng)習水至古藺（黔川界）高速公路的控制性工程，主橋為325m+1200m+205m 雙塔單跨鋼桁梁懸索橋，貴州岸錨碇為重力錨，四川岸錨碇為隧道錨,鋼桁梁采用板桁結合式桁架結構。

索夾是懸索橋上部構造懸吊系統(tǒng)的重要構件，是緊箍主纜索股并連接主纜與吊索的重要構件[1]。赤水河大橋索夾均采用上下對合的結構形式，上、下兩半索夾用螺桿相連并夾緊于主纜上。在接縫處上半索夾的內(nèi)側設有凹槽，下半索夾的內(nèi)側設有凸出的嵌齒，上下半索夾的外側嵌填橡膠防水條防水。為了適應主纜的橫向位移，其吊索銷孔安裝能適應吊索轉(zhuǎn)動的關節(jié)軸承或關節(jié)軸套。

大橋索夾共分8種類型，共218個，其中有吊索索夾6種，無吊索索夾2種，各類索夾上均設有安裝主纜檢修道立柱的相應構造。其中最重的索夾重量為3259.077kg，位于主跨靠近橋塔位置；最輕的索夾重量為968.518kg，位于邊跨無吊索區(qū)。

1 施工工藝流程

1.1 總體施工工藝流程

圖1 索夾安裝施工流程圖

在主纜緊纜施工完成后，選擇氣象條件較好的夜間實測出主纜線形，主、散索鞍間的實際里程及兩岸塔頂?shù)闹行臉短栭g距（即跨徑），為索夾放樣提供初始依據(jù)，由于夜間溫度場相對穩(wěn)定，主纜內(nèi)外溫差較小，主纜不會因溫差而發(fā)生扭轉(zhuǎn)現(xiàn)象，所以選擇夜間對索夾位置進行放樣。

在獲得空纜線形的前提下，計算出每個索夾在不同索溫條件下的位置參數(shù)[2,3]，即吊索中心線與主纜中心線交點（索夾安裝標記點）在空纜狀態(tài)下的坐標。然后采用全站儀進行放樣，測站分別設在索塔塔柱頂中心點位置。由于儀器架設在主索鞍上面，因此需要考慮主索鞍前期施工產(chǎn)生的偏移，以及索塔偏位的影響。

2 施工準備

測點布置：上下游主纜各觀測3個點的主纜中心高程，其分別為兩邊跨跨中，中跨1/2，要求計算觀測主纜中心前，在纜頂放樣出上表面中點。

觀測要求：

中跨跨中：采用兩臺全站儀在地面控制點（JM4和JM8）設站，用三角高程同時對同一點進行觀測。

邊跨跨中：貴州岸在地面控制點（XJ1）設站，四川岸在地面控制點（JM9）設站，用三角高程對各自邊跨進行觀測，并對各自側索塔偏位進行觀測。

測量前，用游標卡尺先分出主纜上表面中心位置，然后在主纜上表面中點立棱鏡，進行三角高程測量。觀測完畢后在粗放出索夾位置，以方便接下來天頂線的繪制工作。

3 索夾放樣

索夾安裝定位的準確至關重要，它決定了成橋后吊索是否處于正確位置，以及主纜是否按照設計狀態(tài)受力[4]。

3.1 放樣基本流程

根據(jù)之前粗放的索夾索夾位置，并在各個索夾處利用專用卡尺和水平尺找出主纜的天頂線（主纜中心線）。根據(jù)現(xiàn)場實際情況，為了提高索夾安裝進度，結合赤水河大橋索夾情況，采用每隔50cm測量一個頂點，在索夾范圍內(nèi)繪制2m長的天頂線。由于赤水河大橋索夾長度最長為1.62m，2m長的天頂線可以保證后期索夾端點標記線及安裝線的繪制。

3.2 索夾正式放樣

在放樣之前，需要根據(jù)索夾安裝標記點的位置以及索夾的尺寸，計算出吊索中心線與主纜上表面中心線（天頂線）交點的坐標，以及該交點到索夾兩端的距離L1和L2（如圖2）。

圖2 索夾位置參數(shù)示意圖

將棱鏡放在已畫好的主纜天頂線上，測量人員通過全站儀放樣出索夾前后兩個端點，單個索夾放樣完成后，現(xiàn)場技術人員將放樣出的兩個索夾端點延主纜天頂線分別向外延伸10cm，作為索夾安裝時的檢查基線，以便索夾安裝時的檢查。

4 纜索吊裝系統(tǒng)

4.1 系統(tǒng)組成

吊裝系統(tǒng)主要由纜索天線、牽引繩、天車、吊具、塔頂10t卷揚機等組成，其中纜索天線用貓道門架承重索φ54鋼絲繩改裝，左、右幅各設置一套天線，每套由2根φ54鋼絲繩組成，兩根鋼繩間距3.6m。

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牽引繩用φ24鋼絲繩設置，牽引繩一端連接塔頂10t卷揚機，一端連接天車。天車支撐于纜索天線上，全橋單幅設天車共計4套，其中兩岸邊跨各1套，中跨2套。吊具用5t手動葫蘆，固定在天車上，吊具長度可在5m長度內(nèi)自由調(diào)整，以方便起吊。塔頂左、右幅各有2臺10t卷揚機組成吊裝牽引系統(tǒng)。

5 索夾安裝

采用簡易的纜索吊裝系統(tǒng)或塔吊，自塔頂向安裝位置處吊運索夾，靠近索塔附近的索夾也可采用塔吊安裝，阿布在貴陽順序，中跨從跨中向塔頂進行，邊跨從散索鞍向塔頂進行[5]。

索夾調(diào)運到位后，首先利用纜索吊裝系統(tǒng)將上半索夾安裝在主纜上方設計位置。再將下半索夾吊在主纜一側（在另一側小車前后附近用鋼絲繩將承重索與主纜相連），然后從主纜的另一側放下吊具，將索夾另一側吊起，使兩側達到同一高度后，再一起吊升與上半索夾合攏。

穿入螺桿，人工預緊后，精調(diào)索夾位置，調(diào)整拉桿外露絲口長度，安裝張拉千斤頂進行張拉作業(yè)。此時索夾兩側企口縫未咬合，張拉過程中應特別注意防止主纜索股鋼絲夾進企口縫內(nèi)。同時，應使索夾兩半合縫均勻。當索夾螺栓張拉至企口縫咬合部分時，再次檢查索夾位置，確認無誤后，張拉至預定噸位，并鎖緊螺母。

5.1 控制要點

5.1.1索夾運輸控制要點

①索夾采用纜索天車進行運輸工作，索夾拆分后與天車上的葫蘆連接時，由于索夾重量較大，嚴禁掛在同一側，易發(fā)生傾覆；

②索夾運輸過程中，全過程應防止索夾與貓道及主纜的碰撞，運輸過程過于野蠻易造成索夾涂裝的破壞和主纜的刮碰，若產(chǎn)生刮碰應該通知駐地廠家及時修復并記錄在案；

③索夾運輸至中跨時，由于坡度較緩，單一依靠重力分力提供動力難以到達預定位置，且對岸塔頂卷揚機多無法提供相應工作面，此時應對跨中承重繩進行拉壓，以加大坡度。拉壓時鋼繩與主纜錨固時應采用相應措施防止鋼繩對主纜產(chǎn)生損傷；

5.1.2索夾安裝控制要點

①索夾安裝前應對主纜頂面、索夾內(nèi)口等位置進行清理，嚴禁油污、銹屑影響索夾與主纜的抱箍度；

②索夾上下半塊合攏前，由于主纜橫徑一般大于豎徑，應采用專用夾具對主纜進行預整形，以方便索夾安裝；

③整形夾具和主纜剛性接觸，應設置相應保護措施防止傷及主纜；

④索夾上下半塊合攏完畢后，穿入螺桿，人工預緊后，精調(diào)索夾位置。注意索夾中分線與主纜天頂線對齊，索夾兩頭端口與主纜端口線重合，確認完畢后方可進行人工預緊，安裝完畢后利用安裝線對索夾相對位置進行檢查。

6 索夾緊固

待索夾精確安裝到位后，可進行千斤頂安裝工作，準備張拉。張拉前需對所有螺桿進行檢查，并按照監(jiān)控方提供的螺桿張拉力和張拉步驟有序擰緊螺桿。螺桿緊固應逐步進行，以防止其伸長量過大。

針對不同類型索夾上螺栓數(shù)量，確定螺栓張拉順序。索夾螺桿緊固原則為中間向兩邊對稱進行。以后每次緊固均需達到設計噸位，再依照緊固順序依次檢查各個螺栓的拉力。

6.1 控制要點

①由于張拉拉伸頂安裝在索夾上方，索夾下放拉桿為錨固端，因此張拉前應該對下方螺桿的絲口長度進行檢查，保證下方絲口有5cm～5.5cm，以確保張拉完畢后泄水螺帽可以正常安裝。

②拉桿上下螺母內(nèi)側均設置內(nèi)外球面墊圈，墊圈安裝時應注意相對位置，確保安裝后拉桿兩頭均為平面，并且安裝完成后，兩墊圈之間無明顯錯臺，以防止墊圈因為受力不均而參數(shù)崩裂等不良現(xiàn)象，可以采用貼透明膠帶的方法保證。

③張拉前安裝橫縫膠條時應注意膠條長度和索夾長度配套。安裝完畢后應對膠條進行均勻輕敲，保證膠條與橫縫貼合密實，防止由于貼合不密實造成張拉時膠條由于不均勻而壓出橫縫的不良現(xiàn)象。

④張拉時采用先中間后兩邊對稱張拉的方式，達到張拉控制應力后，應及時進行保壓工作，已消除串聯(lián)拉伸頂預應力損失值。當索夾四周張拉完畢后，應對中間的螺桿進行及時補壓工作。張拉過程中各階段應對橫縫寬度進行及時檢查，相對誤差不超過5mm，以保證索夾受力均勻。

⑤張拉完畢后，應該再次檢查索夾邊線與安裝線相對位置，檢查天頂線與索夾中線是否重合，確保索夾張拉未出現(xiàn)滑移現(xiàn)象。

此外，隨著加勁梁的架設以及后續(xù)荷載的增加，主纜纜徑會發(fā)生微量變化，為保證主纜與索夾間產(chǎn)生足夠的摩擦力，索夾螺桿應分階段進行張拉緊固：索夾安裝時第1次緊固；加勁梁吊裝過程中第2次緊固；加勁梁吊裝完成后第3次緊固；全橋恒載加載完成后第4次緊固。

7 結論

以赤水河大橋為工程背景，詳細介紹了索夾安裝施工技術。采用簡易的纜索吊裝系統(tǒng)進行索夾的調(diào)運，提高了施工效率。利用3類標記線來確保索夾位置準備。索夾螺桿軸力張拉過程中，加強施工控制，確保軸力達到設計值。赤水河大橋索夾成功的安裝，對同類工程施工有一定的參考價值。

[1]錢冬生,陳仁福.大跨度懸索橋的設計與施工[M].成都:西南交通大學出版社,1999:21-24.

[2]唐茂林,強士中,沈銳利.懸索橋成橋主纜計算的懸鏈線方法[J].鐵道學報,2003,25(1):87-91.

[3]沈銳利.懸索橋主纜系統(tǒng)設計及架設計算方法研究[J].土木工程學報,1996,29(2):3-9.

[4]潘永仁.懸索橋結構非線性分析理論與方法[M].北京:人民交通出版社,2004:18-20.

[5]韋世國.公路橋梁施工系列手冊懸索橋[M].北京:人民交通出版社,2014.5.

李俊威（1993.1- ），男，漢，籍貫：四川宜賓，職稱：助理工程師，學歷：大學本科，單位：四川路橋華東建設集團有限責任公司，研究方向：大跨度橋梁施工。

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