廣州珠江黃埔大橋南汊懸索橋主纜緊纜施工

吳　聰

摘要：珠江黃埔大橋南汊橋為單跨加勁鋼箱梁懸索橋。在南汊懸索橋施工中，利用緊纜機進行主纜的緊纜作業(yè)。本文介紹南汊懸索橋主纜緊纜施工。關鍵詞：單跨鋼箱梁懸索橋；主纜；緊纜；施工工藝

1 工程概況

廣州珠江黃埔大橋南汊橋為單跨加勁鋼箱梁懸索橋，主橋全長1748米，跨徑組合為290m+1108m+350m。主纜采用預制平行鋼絲索股（PPWS），主纜矢跨比為1：10。主纜通長索股有147根，北邊跨設6根背索，南邊跨設2根背索，每根索股由127根φ5.2mm鍍鋅高強鋼絲組成。主跨加勁梁為扁平型鋼箱梁，梁高3.5米，梁寬41.69米。吊索采用鋼絲繩吊索，其間距為12.8米。索塔采用門型索塔，塔高190.476米。錨碇為重力式錨碇。

2 緊纜施工

為了能夠順利地進行索夾安裝及后續(xù)工序的作業(yè)，在主纜架設完畢后要將主纜的形狀緊固成圓形，同時滿足空隙率要求。

2.1 緊纜施工順序

緊纜施工作業(yè)分為兩步，先預緊纜作業(yè)，再正式緊纜作業(yè)。預緊纜作業(yè)就是將架設好的主纜的六邊形初步緊成近似圓形，空隙率控制在30%左右。正式緊纜作業(yè)就是利用緊纜機把主纜緊固成圓形，同時保證主纜空隙率達到要求。

緊纜施工流程：準備工作→預緊纜→緊纜機（中跨）安裝及調(diào)試→緊纜回彈率試驗→中跨段正式緊纜→緊纜機拆卸、（邊跨）重新安裝→邊跨段正式緊纜→緊纜機拆除→下一工序

2.2 預緊纜作業(yè)

預緊纜作業(yè)在夜間氣溫相對恒定、主纜索股溫度穩(wěn)定,索股的排列整齊的時候進行。預緊纜作業(yè)采用先疏后密方法，利用二分法將主纜分成若干大段，每大段長約50m。每大段再用二分法分至約4～5m的小段。進行預緊纜前根據(jù)既定原則劃分好緊纜位置。預緊纜時先在需緊纜位置處的主纜表面鋪裹麻袋片，接著用外套橡膠管的鋼絲繩在主纜上纏繞兩圈后兩端掛上5T手拉葫蘆，然后利用手拉葫蘆收緊主纜，同時用大木錘均勻敲打主纜四周校正索股鋼絲的排列順序。一個預緊點的預緊纜作業(yè)完成后馬上測量該預緊點附近的主纜周長，反算其空隙率?？障堵蔬_標后，在預緊點兩側(cè)用捆扎鋼帶固定主纜索股，使主纜截面保持近似圓形。

2.3 正式緊纜作業(yè)

正式緊纜作業(yè)的施工順序為：先中跨，后邊跨。中跨部分從跨中向塔頂方向施工，邊跨部分由錨碇向塔頂方向施工。正式緊纜作業(yè)內(nèi)容如下：緊纜機安裝。在主纜預緊纜完成后，利用塔吊在近塔頂處的貓道上安裝緊纜機。先將緊固裝置的連接螺栓打開使緊固裝置對半分開，接著塔吊將其整體吊至近塔的主纜上方騎跨在主纜上，然后將連接螺栓裝上使其成封閉環(huán)狀，再將橫向平衡梁和行走臺車架吊裝并與緊固裝置連接，然后安裝液壓系統(tǒng)、控制臺和配重等。最后用手拉葫蘆將平衡梁與天頂小車連接，完成緊纜機安裝。安裝完成后利用塔頂卷揚機和天頂小車把緊纜機下滑至跨中。主纜回彈率試驗。由于主纜的實際架設情況及主纜線形的變化等因素，正式緊纜前需要在中跨跨中的主纜上進行主纜回彈率試驗（亦是緊纜機正式緊纜試驗）。通過此試驗檢驗緊纜機的工作性能，并確定緊纜機緊壓時的主纜的空隙率與打緊捆扎鋼帶且緊纜機離開緊纜點5m左右范圍后的空隙率。比較兩個空隙率差得出主纜的回彈率,然后根據(jù)試驗情況調(diào)整在正式緊纜的施工工藝及操作規(guī)程。

正式緊纜操作。當主纜回彈率試驗完成后，正式緊纜的施工工藝及操作規(guī)程最終確定。主纜的正式緊纜操作可以開始，正式緊纜可以全天候進行作業(yè)。正式緊纜的操作流程如下：

①緊固操作：緊固操作在正式緊纜中是一個關鍵的工序。索夾外的位置每米緊固一次，在索夾的位置，緊固加密到每50cm進行一次。當緊纜機移動到位后，操作液壓系統(tǒng)，頂推緊固蹄，開始進行緊纜作業(yè)。初期加壓階段以低壓（5MPa）進行，使各緊固蹄輕輕接觸主纜表面且相互重迭。此階段必須嚴格控制6個緊固蹄同步性，防止因緊固蹄動作不一致在各緊固蹄在接觸主纜表面時，鋼絲鉆入緊固蹄之間的縫隙內(nèi)造成切斷或變形。然后根據(jù)該緊纜點處的主纜形狀，單獨調(diào)整單個緊固蹄使主纜形狀恢復圓形后再升高壓力同步加載，當緊固蹄行程達到設計位置后持壓。

②打捆扎帶操作：打捆扎鋼帶目的是為了保證當千斤頂卸荷后，主纜截面形狀仍保持近似圓形，并保持要求的空隙率。緊纜完成且緊固蹄處主纜直徑經(jīng)測量符合要求后，在靠近緊固蹄位置捆扎兩道鍍鋅鋼帶（索鞍附近主纜直徑變化處增至三～四道），鋼帶間距10cm。鋼帶接頭應在主纜的下方均勻分布。

③緊纜機行走：當捆扎鋼帶完成安裝后，通過操作換向閥使緊固蹄回程完成千斤頂卸載。然后啟動緊纜機自帶的液壓行走機構使緊纜機沿主纜向上行走至下一緊纜位置。緊纜機行走時要勻速、平穩(wěn)，防止側(cè)翻。

④主纜直徑測量：緊纜過程中緊纜機每次移動操作中都要對距緊纜點15～20cm處主纜的周長、垂直直徑和水平直徑進行3次檢查。測量在緊纜機壓緊完畢時測一次，用捆扎鋼帶扎緊后再測一次。前一數(shù)據(jù)是主纜的壓實程度，更能代表索夾內(nèi)主纜的狀態(tài)。緊纜機移至下一個緊纜點，再復測上一個緊纜點主纜周長，所有測量位置和數(shù)據(jù)全部作下記錄。

主纜全部緊纜完畢后，沿全跨徑隨機抽查索夾位置、索夾間的主纜直徑及周長，確認實際的空隙率及不圓度。

3 施工中可能遇到的問題及處理方法

3.1 主纜鋼絲排列錯位

在本橋的施工中，我們采取了三個措施避免上述情況的出現(xiàn)：在外層索股纖維纏包帶割除前，在夜間氣溫恒定的條件下用外包橡膠管的鍍鋅鋼絲繩沿主纜全長每50米預收緊一道。把主纜各索股的相對位置固定后再開始預緊纜作業(yè)。在用“二分法”進行預緊纜作業(yè)時，把預緊點前后的纏包帶進行割除。割除后把主纜鋼絲按其位置進行排列好后，再進行預緊纜作業(yè)。在正式緊纜過程中，每次緊固開始前從前一緊纜點到該緊纜點把主纜鋼絲觀察一遍。如發(fā)現(xiàn)局部的主纜鋼絲有錯位現(xiàn)象的，馬上進行重新梳理。梳理完畢后再進行該點的緊固作業(yè)。

3.2 回彈率過大

在主纜正式緊纜過程中，可能會出現(xiàn)在緊纜時主纜的各項參數(shù)均符合要求，但當完成打捆扎帶并松開緊固千斤頂后主纜的直徑及周長等參數(shù)回彈過大不符合規(guī)范要求的問題。在正式緊纜過程中如出現(xiàn)上述情況，可采取如下措施進行處理：在打捆扎鋼帶時盡可能的收緊，以減少捆扎鋼帶與主纜間的虛位，從而減少回彈量。拆除該緊纜點原有捆扎鋼帶，然后重新緊固一次。在緊固千斤頂加壓的過程中用硬木錘敲打緊固點周圍的主纜表面輔助主纜鋼絲的擠緊，然后再重新打捆扎鋼帶。如果在單點進行重新緊固回彈率仍然不達標時，可以先行施工一段把主纜的空隙率進一步縮小。然后把緊纜機返回到原來的位置重新進行緊纜作業(yè)。

3.3 主纜不圓度不達標

在緊纜中會出現(xiàn)緊固完成且打完捆扎鋼帶后，周長達標但橫徑比豎徑大過多即不圓度過大的問題。由于主纜自身重力的作用，主纜的橫徑往往就大于其豎徑。在本橋施工中采用兩方面措施解決上述問題：預緊纜作業(yè)用的鋼絲繩在主纜上先纏繞一圈后再與手拉葫蘆連接收緊，并在收緊過程中用硬木錘敲打兩側(cè)面的鋼絲，讓主纜形狀盡可能接近圓形。從而把主纜的橫豎直徑之差縮小。在進行正式緊纜作業(yè)時，操作千斤頂先讓上下兩個緊固蹄離貼合主纜表面還差1～2厘米時暫停，再操作千斤頂控制閥門讓左右側(cè)面的四個緊固蹄貼近主纜表面，最后讓6個千斤頂同時加壓緊固主纜，并且在同時加壓的過程中觀察各千斤頂?shù)臉顺呒皶r進行調(diào)整以保證緊固蹄行程相對一致。

3.4 捆扎鋼帶斷裂

在正式緊纜作業(yè)過程中捆扎鋼帶在緊固千斤頂回油卸壓后會出現(xiàn)斷裂崩開的現(xiàn)象。出現(xiàn)此現(xiàn)象的原因有兩個方面。一是捆扎鋼帶的截面過小，或者是鋼帶的抗拉強度不夠；二是兩次緊固的間距過大。

為了避免出現(xiàn)此情況，可以采取以下措施：選用截面尺寸足夠、材質(zhì)好、強度高的捆扎鋼帶。保證每次的緊固間距小于1米，如果在緊固間距在1米內(nèi)仍出現(xiàn)捆扎鋼帶斷裂可再縮小緊固間距。剛開始緊纜施工的部分，由于緊纜前后主纜的直徑、周長變化很大需要在緊固點前后多打幾圈捆扎鋼帶，以保證有足夠的捆扎鋼帶約束主纜的形狀變化。

結束語：

在廣州珠江黃埔大橋南汊懸索橋緊纜施工中充分參考和學習了國內(nèi)外懸索橋緊纜施工的經(jīng)驗和吸取別人教訓。通過各種試驗和實驗對緊纜的工藝和具體操作方法進行了改進，同時采用了國內(nèi)先進水平的緊纜機，大大縮短了緊纜的施工時間，同時亦保證緊纜施工的質(zhì)量。本文對緊纜施工中可能出現(xiàn)的問題的處理方法為其他同類橋梁施工提供借鑒。

參考文獻

[1]《公路橋涵施工技術規(guī)范》.人民交通出版社.2000.