目前，國(guó)內(nèi)大部分鋼絞線斜拉索施工都是采用循環(huán)卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)，通過(guò)托板在PE護(hù)套管內(nèi)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，將鋼絞線拉索從橋面一根根牽引至塔外，然后在塔外進(jìn)行連接轉(zhuǎn)換，塔內(nèi)牽引拉索進(jìn)入錨具并錨固的施工工藝。
循環(huán)卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)和托板在這類工藝?yán)锲鸬搅岁P(guān)鍵性的作用，但是由于循環(huán)卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)在每次掛索時(shí)都要重新布設(shè)，工作量較大，在布設(shè)時(shí)需要專人指導(dǎo)，較為復(fù)雜。而托板在PE管內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于受到PE焊接接頭和鋼絞線自身扭力的影響，會(huì)在PE管內(nèi)翻轉(zhuǎn)，造成鋼絞線和循環(huán)繩打絞。打絞問(wèn)題處理較為困難，有時(shí)甚至需要將拉索下放至橋面才能解決。打絞后，托板和循環(huán)繩會(huì)對(duì)拉索PE造成嚴(yán)重的損傷。
銅陵長(zhǎng)江公鐵大橋主橋?yàn)槲蹇邕B續(xù)鋼桁梁雙塔斜拉橋，主橋全長(zhǎng)1290m，拉索采用平行鋼絞線拉索，索體由多股Φ15.2無(wú)粘結(jié)高強(qiáng)度低松弛平行鍍鋅鋼絞線組成，最大拉索達(dá)340m，共127股，總拉索重量高達(dá)5632t。由于拉索數(shù)量龐大，質(zhì)量要求嚴(yán)格，如果采用循環(huán)系統(tǒng)掛索工藝，很難滿足施工進(jìn)度和施工質(zhì)量的相關(guān)要求。
銅陵長(zhǎng)江大橋斜拉索施工采用柳州歐維姆工程公司獨(dú)創(chuàng)的“鋼絞線拉索塔端穿索施工技術(shù)”，放棄了原有施工工藝中的循環(huán)系統(tǒng)和托板，創(chuàng)造性地采用了“自上而下”的穿索模式，有效地規(guī)避了打絞、墜索等問(wèn)題，在國(guó)內(nèi)鋼絞線拉索施工領(lǐng)域?qū)儆谑桌?/p>
圖1 鋼絞線拉索塔端穿索機(jī)示意圖
工藝優(yōu)點(diǎn)
鋼絞線拉索塔端穿索的原理，即通過(guò)鋼絞線塔端穿索機(jī)將鋼絞線從橋面牽引至塔頂，然后通過(guò)該穿索機(jī)將鋼絞線連續(xù)下放至塔外操作平臺(tái)處。塔外工作人員將鋼絞線穿入護(hù)套管后，鋼絞線沿護(hù)套管內(nèi)壁下滑至橋面。此時(shí)塔外作業(yè)人員將鋼絞線的連接裝置拆除，轉(zhuǎn)由塔內(nèi)電動(dòng)葫蘆牽引至塔內(nèi)并錨固。橋面將鋼絞線下穿至梁底并錨固后，塔端即可張拉。
塔端穿索機(jī)作為連續(xù)穿索機(jī)，鋼絞線從滾筒一側(cè)卷入，從另一側(cè)導(dǎo)出，兩根拉索間用鋼絞線連接器進(jìn)行連接。在施工時(shí)，可以不間斷地重復(fù)穿索。由于穿索機(jī)是從上而下穿索，鋼絞線在護(hù)套管內(nèi)依靠自重就能下穿，不必使用托板，所以可以避免因使用托板而出現(xiàn)的打絞、傷索、掉索等情況的發(fā)生。
每束索穿索結(jié)束時(shí)，在最后一根鋼絞線尾端連接先導(dǎo)索作為留繩。下一束拉索施工前，僅需將鋼絞線與先導(dǎo)索尾端連接，即可順利導(dǎo)入穿索機(jī)進(jìn)行施工，方便快捷，省略了循環(huán)卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)掛索工藝?yán)锏牟佳h(huán)索的步驟，節(jié)約時(shí)間和勞動(dòng)力。
圖2 鋼絞線拉索塔端穿索機(jī)布置示意圖
工藝流程及施工要點(diǎn)
設(shè)備布置
在塔頂利用型鋼布置塔頂?shù)膽姨羝脚_(tái)，平臺(tái)懸挑2m，四周設(shè)置護(hù)欄。將鋼絞線塔端穿索機(jī)固定于懸挑平臺(tái)之上,鋼絞線導(dǎo)入端靠近塔壁。由于導(dǎo)入索是從橋面一直到塔頂,長(zhǎng)度較大,放在靠塔壁一側(cè)可以在一定程度上避免因風(fēng)而引起的大幅度擺動(dòng)。且由于拉索護(hù)套管在穿索時(shí)距離塔壁有1～2m的間隙，所以將導(dǎo)出索布置在外側(cè)也便于穿索。
鋼絞線拉索斷料
因?yàn)殇摻g線整根成盤(pán)運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)，掛索前或掛索過(guò)程中需要根據(jù)計(jì)算長(zhǎng)度進(jìn)行斷料。當(dāng)橋面場(chǎng)地允許時(shí)，可以采取橋面提前斷料的工藝。當(dāng)橋面不具備提前斷料條件時(shí)，則采用邊掛索邊斷料的工藝。
1．橋面提前斷料
下料長(zhǎng)度根據(jù)上下錨點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行計(jì)算，考慮工作長(zhǎng)度。剝除鋼絞線工作長(zhǎng)度的外PE，然后用單孔錨將鋼絞線工作端固定在牽引小車上。啟動(dòng)循環(huán)卷?yè)P(yáng)機(jī)，循環(huán)繩在卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引下拖動(dòng)牽引小車前行，鋼絞線在牽引過(guò)程中會(huì)沿導(dǎo)架斜面自動(dòng)下滑，靠在已下好料的鋼絞線邊上。牽引小車牽引鋼絞線達(dá)到下料長(zhǎng)度后停止?fàn)恳�，尾端用切割機(jī)斷料，拆除前端牽引小車，在尾端安裝另一個(gè)牽引小車，重復(fù)下料過(guò)程，完成所有鋼絞線的橋面斷料。
圖3 鋼絞線拉索現(xiàn)場(chǎng)下料示意圖
2.邊掛索邊斷料
銅陵橋因?yàn)檫吙鐦蛎嬉呀?jīng)成型，所以可以采用提前下料的方式。大部分橋梁在掛索期間并不具備斷料條件，因此就需要采用邊掛索邊斷料的工藝。橋面預(yù)先下好一根基準(zhǔn)索，索長(zhǎng)由計(jì)算得出，并剝除相應(yīng)的鋼絞線PE�；鶞�(zhǔn)索穿過(guò)一根定長(zhǎng)套管，套管長(zhǎng)度視塔頂?shù)綐蛎娴拇怪备叨榷�。鋼絞線從橋面放索盤(pán)出來(lái)后，與基準(zhǔn)索通過(guò)連接器連接，啟動(dòng)塔端穿索機(jī)，基準(zhǔn)索在套管內(nèi)上行，當(dāng)基準(zhǔn)索與下一根索的連接頭在塔頂定長(zhǎng)套管穿出時(shí)，穿索機(jī)停止運(yùn)行，橋面進(jìn)行斷料。因?yàn)閿嗔祥L(zhǎng)度、定長(zhǎng)套管長(zhǎng)度已知，所以可以在橋面準(zhǔn)確定出下料位置。重復(fù)以上過(guò)程，實(shí)現(xiàn)邊掛索邊斷料。
拉索安裝
由于塔端穿索機(jī)布置在塔頂，如果直接穿入鋼絞線難度較大。所以在穿索之前，預(yù)先在穿索機(jī)上布置一根先導(dǎo)索。先導(dǎo)索采用φ12鋼絲繩，一端為自由端，一端為連接端。先導(dǎo)索的自由端從穿索機(jī)導(dǎo)入側(cè)穿入，按順序纏繞在穿索機(jī)絞盤(pán)上，并從導(dǎo)出側(cè)穿出。先導(dǎo)索的連接端則與鋼絞線連接。
啟動(dòng)穿索機(jī)，在絞盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)作用下，先導(dǎo)索牽引鋼絞線從橋面升至塔頂，并沿先導(dǎo)索軌跡從導(dǎo)入側(cè)穿入絞盤(pán)，從導(dǎo)出側(cè)穿出。關(guān)閉穿索機(jī)，拆除先導(dǎo)索。與此同時(shí)，橋面完成第一根拉索與第二根拉索的連接工作。啟動(dòng)穿索機(jī)，牽引鋼絞線從塔端穿索機(jī)導(dǎo)入側(cè)穿入，從導(dǎo)出側(cè)穿出，鋼絞線在自重作用下下垂至塔外作業(yè)平臺(tái)處。塔外作業(yè)人員在第一根鋼絞線錨固端安裝子彈頭導(dǎo)柱作為配重。將鋼絞線錨固端穿入HDPE護(hù)套管內(nèi)，鋼絞線在HDPE套管內(nèi)依靠自重沿管內(nèi)壁下滑至橋面，直至第一根與第二根鋼絞線的連接處，到達(dá)塔外作業(yè)點(diǎn)。由于子彈頭導(dǎo)柱的作用，使鋼絞線在下穿時(shí)不會(huì)傷到護(hù)套管內(nèi)壁或已安裝完成的鋼絞線PE保護(hù)層。
塔頂操作人員錨固第二根鋼絞線,防止下滑。塔外作業(yè)人員錨固第一根鋼絞線，并拆除第一根與第二根鋼絞線的連接器。同時(shí)將塔內(nèi)放出的連接器與第一根鋼絞線工作端連接，塔內(nèi)啟動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引第一根鋼絞線進(jìn)入錨具錨固。橋面工作人員將鋼絞線錨固端與從梁底穿上來(lái)的連接器進(jìn)行連接，梁下作業(yè)人員，收緊連接器，牽引鋼絞線錨固端進(jìn)入錨具錨固。錨固完成后，塔內(nèi)即可進(jìn)行張拉作業(yè)。重復(fù)以上步驟，鋼絞線可不間斷穿索，直至穿索結(jié)束。
注意事項(xiàng)
塔端穿索機(jī)掛索時(shí)對(duì)連接頭的要求較高，因?yàn)樵跔恳^(guò)程中，受鋼絞線自身扭力的影響，鋼絞線在空中會(huì)出現(xiàn)自轉(zhuǎn)現(xiàn)象，有可能導(dǎo)致連接頭連接失效，所以設(shè)計(jì)連接頭時(shí)要考慮防轉(zhuǎn)。在長(zhǎng)索安裝過(guò)程中，由于HDPE套管直徑小，單束索量大，且鋼絞線水平角度小，所以在下穿過(guò)程中存在不順暢的現(xiàn)象。經(jīng)過(guò)觀察發(fā)現(xiàn)，單束鋼絞線在安裝初期可以順暢安裝，最后2～3排時(shí)，下穿難度增加，需要進(jìn)行收索輔助鋼絞線下穿。索長(zhǎng)越長(zhǎng)，同一規(guī)格索導(dǎo)管內(nèi)鋼絞線數(shù)量越多時(shí)，最后2～3排鋼絞線安裝難度越大。此時(shí)，可以在塔外管口處增加手持式穿索器，增大鋼絞線的下穿力，完成掛索。
圖4 塔端穿索機(jī)掛索示意圖
銅陵長(zhǎng)江大橋鋼絞線拉索安裝，部分鋼絞線采用塔端穿索工藝，部分鋼絞線依然采用原有的循環(huán)托板牽引工藝。經(jīng)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，塔端穿索工藝在施工過(guò)程中更加便捷，施工流暢，橋面減少了循環(huán)卷?yè)P(yáng)機(jī)也顯得更加整潔。由于操作簡(jiǎn)單，所以對(duì)橋面操作人員的要求也大大降低，不會(huì)因?yàn)榕R時(shí)換人而出現(xiàn)施工不流暢的現(xiàn)象。同時(shí)，鋼絞線塔端穿索工藝在施工過(guò)程中，有效地規(guī)避了鋼絞線打絞、墜索等情況的發(fā)生，風(fēng)險(xiǎn)更小，速度更快，尤其對(duì)護(hù)套管及鋼絞線PE的保護(hù)更加有效。
總之，鋼絞線拉索塔端穿索技術(shù)在鋼絞線拉索施工中屬于首例，在施工便捷、操作簡(jiǎn)單、保護(hù)索體、高效率低成本等方面有著明顯的優(yōu)勢(shì)。
