国内首例钢绞线拉索塔端穿索施工优化技术

 目前，国内大部分钢绞线斜拉索施工都是采用循环卷扬系统，通过托板在PE护套管内的往复运动，将钢绞线拉索从桥面一根根牵引至塔外，然后在塔外进行连接转换，塔内牵引拉索进入锚具并锚固的施工工艺。

循环卷扬系统和托板在这类工艺里起到了关键性的作用，但是由于循环卷扬系统在每次挂索时都要重新布设，工作量较大，在布设时需要专人指导，较为复杂。而托板在PE管内运动时，由于受到PE焊接接头和钢绞线自身扭力的影响，会在PE管内翻转，造成钢绞线和循环绳打绞。打绞问题处理较为困难，有时甚至需要将拉索下放至桥面才能解决。打绞后，托板和循环绳会对拉索PE造成严重的损伤。

铜陵长江公铁大桥主桥为五跨连续钢桁梁双塔斜拉桥，主桥全长1290m，拉索采用平行钢绞线拉索，索体由多股Φ15.2无粘结高强度低松弛平行镀锌钢绞线组成，最大拉索达340m，共127股，总拉索重量高达5632t。由于拉索数量庞大，质量要求严格，如果采用循环系统挂索工艺，很难满足施工进度和施工质量的相关要求。

铜陵长江大桥斜拉索施工采用柳州欧维姆工程公司独创的“钢绞线拉索塔端穿索施工技术”，放弃了原有施工工艺中的循环系统和托板，创造性地采用了“自上而下”的穿索模式，有效地规避了打绞、坠索等问题，在国内钢绞线拉索施工领域属于首例。

图1 钢绞线拉索塔端穿索机示意图

工艺优点

钢绞线拉索塔端穿索的原理，即通过钢绞线塔端穿索机将钢绞线从桥面牵引至塔顶，然后通过该穿索机将钢绞线连续下放至塔外操作平台处。塔外工作人员将钢绞线穿入护套管后，钢绞线沿护套管内壁下滑至桥面。此时塔外作业人员将钢绞线的连接装置拆除，转由塔内电动葫芦牵引至塔内并锚固。桥面将钢绞线下穿至梁底并锚固后，塔端即可张拉。

塔端穿索机作为连续穿索机，钢绞线从滚筒一侧卷入，从另一侧导出，两根拉索间用钢绞线连接器进行连接。在施工时，可以不间断地重复穿索。由于穿索机是从上而下穿索，钢绞线在护套管内依靠自重就能下穿，不必使用托板，所以可以避免因使用托板而出现的打绞、伤索、掉索等情况的发生。

每束索穿索结束时，在最后一根钢绞线尾端连接先导索作为留绳。下一束拉索施工前，仅需将钢绞线与先导索尾端连接，即可顺利导入穿索机进行施工，方便快捷，省略了循环卷扬系统挂索工艺里的布循环索的步骤，节约时间和劳动力。

图2 钢绞线拉索塔端穿索机布置示意图

工艺流程及施工要点

设备布置

在塔顶利用型钢布置塔顶的悬挑平台，平台悬挑2m，四周设置护栏。将钢绞线塔端穿索机固定于悬挑平台之上,钢绞线导入端靠近塔壁。由于导入索是从桥面一直到塔顶,长度较大,放在靠塔壁一侧可以在一定程度上避免因风而引起的大幅度摆动。且由于拉索护套管在穿索时距离塔壁有1～2m的间隙，所以将导出索布置在外侧也便于穿索。

钢绞线拉索断料

因为钢绞线整根成盘运至现场，挂索前或挂索过程中需要根据计算长度进行断料。当桥面场地允许时，可以采取桥面提前断料的工艺。当桥面不具备提前断料条件时，则采用边挂索边断料的工艺。

1．桥面提前断料

下料长度根据上下锚点坐标进行计算，考虑工作长度。剥除钢绞线工作长度的外PE，然后用单孔锚将钢绞线工作端固定在牵引小车上。启动循环卷扬机，循环绳在卷扬机牵引下拖动牵引小车前行，钢绞线在牵引过程中会沿导架斜面自动下滑，靠在已下好料的钢绞线边上。牵引小车牵引钢绞线达到下料长度后停止牵引，尾端用切割机断料，拆除前端牵引小车，在尾端安装另一个牵引小车，重复下料过程，完成所有钢绞线的桥面断料。

图3 钢绞线拉索现场下料示意图

2.边挂索边断料

铜陵桥因为边跨桥面已经成型，所以可以采用提前下料的方式。大部分桥梁在挂索期间并不具备断料条件，因此就需要采用边挂索边断料的工艺。桥面预先下好一根基准索，索长由计算得出，并剥除相应的钢绞线PE。基准索穿过一根定长套管，套管长度视塔顶到桥面的垂直高度而定。钢绞线从桥面放索盘出来后，与基准索通过连接器连接，启动塔端穿索机，基准索在套管内上行，当基准索与下一根索的连接头在塔顶定长套管穿出时，穿索机停止运行，桥面进行断料。因为断料长度、定长套管长度已知，所以可以在桥面准确定出下料位置。重复以上过程，实现边挂索边断料。

拉索安装

由于塔端穿索机布置在塔顶，如果直接穿入钢绞线难度较大。所以在穿索之前，预先在穿索机上布置一根先导索。先导索采用φ12钢丝绳，一端为自由端，一端为连接端。先导索的自由端从穿索机导入侧穿入，按顺序缠绕在穿索机绞盘上，并从导出侧穿出。先导索的连接端则与钢绞线连接。

启动穿索机，在绞盘转动作用下，先导索牵引钢绞线从桥面升至塔顶，并沿先导索轨迹从导入侧穿入绞盘，从导出侧穿出。关闭穿索机，拆除先导索。与此同时，桥面完成第一根拉索与第二根拉索的连接工作。启动穿索机，牵引钢绞线从塔端穿索机导入侧穿入，从导出侧穿出，钢绞线在自重作用下下垂至塔外作业平台处。塔外作业人员在第一根钢绞线锚固端安装子弹头导柱作为配重。将钢绞线锚固端穿入HDPE护套管内，钢绞线在HDPE套管内依靠自重沿管内壁下滑至桥面，直至第一根与第二根钢绞线的连接处，到达塔外作业点。由于子弹头导柱的作用，使钢绞线在下穿时不会伤到护套管内壁或已安装完成的钢绞线PE保护层。

塔顶操作人员锚固第二根钢绞线,防止下滑。塔外作业人员锚固第一根钢绞线，并拆除第一根与第二根钢绞线的连接器。同时将塔内放出的连接器与第一根钢绞线工作端连接，塔内启动卷扬机牵引第一根钢绞线进入锚具锚固。桥面工作人员将钢绞线锚固端与从梁底穿上来的连接器进行连接，梁下作业人员，收紧连接器，牵引钢绞线锚固端进入锚具锚固。锚固完成后，塔内即可进行张拉作业。重复以上步骤，钢绞线可不间断穿索，直至穿索结束。

注意事项

塔端穿索机挂索时对连接头的要求较高，因为在牵引过程中，受钢绞线自身扭力的影响，钢绞线在空中会出现自转现象，有可能导致连接头连接失效，所以设计连接头时要考虑防转。在长索安装过程中，由于HDPE套管直径小，单束索量大，且钢绞线水平角度小，所以在下穿过程中存在不顺畅的现象。经过观察发现，单束钢绞线在安装初期可以顺畅安装，最后2～3排时，下穿难度增加，需要进行收索辅助钢绞线下穿。索长越长，同一规格索导管内钢绞线数量越多时，最后2～3排钢绞线安装难度越大。此时，可以在塔外管口处增加手持式穿索器，增大钢绞线的下穿力，完成挂索。

图4 塔端穿索机挂索示意图

铜陵长江大桥钢绞线拉索安装，部分钢绞线采用塔端穿索工艺，部分钢绞线依然采用原有的循环托板牵引工艺。经对比发现，塔端穿索工艺在施工过程中更加便捷，施工流畅，桥面减少了循环卷扬机也显得更加整洁。由于操作简单，所以对桥面操作人员的要求也大大降低，不会因为临时换人而出现施工不流畅的现象。同时，钢绞线塔端穿索工艺在施工过程中，有效地规避了钢绞线打绞、坠索等情况的发生，风险更小，速度更快，尤其对护套管及钢绞线PE的保护更加有效。

总之，钢绞线拉索塔端穿索技术在钢绞线拉索施工中属于首例，在施工便捷、操作简单、保护索体、高效率低成本等方面有着明显的优势。