【国企】空中纺线法在悬索桥建设中的实践2019

中交第一公路勘察设计研究院有限公司CCCCFirstHighwayConsultantsCo.,LTD2019.06交

融

天

下建

者

无

疆目

录

contents第一部分

AS法架设主缆工法简介Part

1

Introduction

of

AS

Method第二部分

阳宝山大桥设计简介Part

2

Introduction

of

Yangbaoshan

Bridge第三部分

阳宝山大桥主缆架设方案Part

3

Main

Cable

Construction

Method第四部分

开展的研究工作Part

4

Necessary

researchAS法架设主缆工法简介

Introduction

of

AS

Method悬索桥主缆架设方法

Main

Cable

Erection

Method

of

Suspension

Bridge空中纺线法（AS法）预制平行索股法(PPWS法）AS法架设主缆工法简介

Introduction

of

AS

MethodAS法以钢丝为牵引单元，在猫道上将多根钢丝编织成一根钢丝束股，再将多根索股绑扎形成主缆。大跨度悬索桥主缆索股重，牵引设备要求高；特别是在山区，预制索股运输难度大。AS法架设主缆可以克服以上难题。AS法架设主缆工法简介

Introduction

of

AS

MethodAS工法发展及优缺点比较

Development

of

AS

Method架设方法纺丝张力高张力法（自由悬挂法）100%空缆钢丝张力低张力法恒张力控制法50%空缆钢丝张力80%～85%空缆钢丝张力①丹麦大贝尔特桥；②韩国光阳大桥；①美国布鲁克林桥①日本濑户大桥代表工程②美国金门大桥②土耳其博斯普鲁斯海峡二桥；③挪威哈当厄尔大桥；①纺丝时钢丝为自由悬挂状态，不传递荷载至猫道；①钢丝恒载的15%～20%传递至猫道，最初几根索股的纺丝时需调整猫道垂度；单根钢丝无需垂度调整，①钢丝50%恒载传递至猫道，需控制猫道的垂度，猫道垂度调整工作量及频率较大；②每完成一个纺丝行程需调整钢丝垂度，调整工作量大，架设效率较低；牵引设备功率要求高。典型特征②牵引设备的功率要求相对最低。②牵引设备的功率要求居中，架设效率最高。③风速≤15m/s，对气候敏感。AS法架设主缆工法简介

Introduction

of

AS

MethodAS与PPWS法比较

Compar

ison

of

AS

and

PPWS项目施工ASPPWS①以单根钢丝为单元现场纺线，运输要求低②猫道的费用较低①以工厂预制平行钢丝索股为单元架设，运输要求高；②猫道的费用较高③工期稍长③工期稍短④天气因素影响较大（风速）⑤架设时垂度控制、调整复杂⑥起吊、牵引设备功率较小，单需要设备多④天气因素影响较小⑤架设时垂度控制、调整简单⑥起吊、牵引设备功率较大，单需要设备少索股数钢丝平行度孔隙率少（单股300-550丝），锚体规模较小多（单股91、127丝），锚体规模较大较好19～22%好18～20%钢丝接长锚固方式背索构造经济性需要接长无索股钢丝通过锚头将力传递至螺杆、锚固系统背索构造相对简单索股钢丝通过股靴将力传递至螺杆、锚固系统背索构造较复杂省去制索费用，更为经济相对造价较高目

录

contents第一部分

AS法架设主缆工法简介Part

1

Introduction

of

AS

Method第二部分

阳宝山大桥设计简介Part

2

Introduction

of

Yangbaoshan

Bridge第三部分

阳宝山大桥主缆架设方案Part

3

Main

Cable

Construction

Method第四部分

开展的研究工作Part

4Necessary

research阳宝山大桥设计简介

Introduction

of

Yangbaoshan

Bridge阳宝山特大桥是贵黄高速公路控制性工程之一,按双六高速标准设计，主桥采用主跨650m单跨吊钢桁梁悬索桥。阳宝山大桥设计简介

Introduction

of

Yangbaoshan

Bridge加劲梁标准横断面

Cross

section阳宝山大桥设计简介

Introduction

of

Yangbaoshan

BridgeAS法与PPWS法主缆设计对比

Comparison

of

Main

CableAS法PPWS法AS:主缆通长索股共计36根，1~10号通长索股由336根钢丝组成，11~36号通长索股由320根钢丝组成，贵阳岸的两根背索均由192根钢丝组成。PPWS:通长索股127股91丝，贵阳侧需要设置4股91丝的背索。阳宝山大桥设计简介

Introduction

of

Yangbaoshan

Bridge主缆孔隙率

Porosity根据国内外悬索桥建设案例，AS法孔隙率为19%~22%，比PPWS法孔隙率为18%~20%。经过多方调研，结合目前国内钢丝生产水平、架设能力、成桥主缆钢丝平行度综合考虑，认为AS法可达到与PPWS相当的孔隙率，因此设计采用18%~20%。成桥实测值（%）桥名国别主缆直径(mm)施工方法一般部位22.719.421.720.619.922.421索夹部位21.217.418.919.719乔治·华盛顿桥金门大桥美国美国英国日本日本日本丹麦韩国914.4909.3596ASASASASASASASAS福斯公路轿丰岛大桥322下津井濑户大桥平户大桥93036819.719大贝耳特海峡东桥光阳大桥82715452018ꢀ阳宝山大桥设计简介

Introduction

of

Yangbaoshan

BridgeAS法与PPWS法前锚面尺寸对比

Comparison

of

front

anchor

surfaceAS法PPWS法阳宝山大桥设计简介

Introduction

of

Yangbaoshan

BridgeAS法与PPWS法主缆锚固构造对比

Comparison

of

Main

Cable

AnchoragePPWS法AS法阳宝山大桥设计简介

Introduction

of

Yangbaoshan

Bridge锚靴

Strand

Shoes韩国光阳大桥日本丰岛大桥锚靴是主缆采用AS法架设的悬索桥中特殊构件，锚靴通过连接拉杆与预应力锚固系统连接，起锚固和传力作用。为了适应锚靴的微小转动，拉杆与锚靴顶面连接部位设置球形螺母。拉杆外漏一侧可以接长，用于锚固千斤顶，通过顶推锚靴实现索股调整。阳宝山大桥设计简介

Introduction

of

Yangbaoshan

Bridgel

锚靴材料构造

Material

of

Strand

Shoes锚靴材料一般采用铸钢件，英标中采用A1牌号，综合考虑材料机械性能、硬度匹配等因素，阳宝山大桥锚靴材料采用ZG230-450。l

锚靴构造

Structure

of

Strand

Shoes锚靴外边缘半径为440mm，锚靴厚度400mm，每股钢丝分成两组环，分别置于半径400mm的锚靴机加工槽内。阳宝山大桥设计简介

Introduction

of

Yangbaoshan

Bridge主索鞍

Main

Cable

Saddle

Structure在研究国外相关桥梁索鞍基础上，结合国内索鞍铸件工艺成熟的现状，采用了宽槽路厚隔板铸造索鞍。采用AS法后索鞍鞍槽槽路减少，槽路宽度92mm，隔板10mm，索鞍在主缆中心线位置半径6.0m；主索鞍为全铸件。阳宝山大桥设计简介

Introduction

of

Yangbaoshan

Bridge背索锚固形式

Back

cable

anchorage

form阳宝山大桥设计简介

Introduction

of

Yangbaoshan

Bridge背索锚固形式

Back

cable

anchorage

form阳宝山大桥设计简介

Introduction

of

Yangbaoshan

Bridge散索鞍

Saddle

structure散索鞍采用宽槽路厚隔板铸造鞍槽，靠近主索鞍一侧，槽路宽度92mm，隔板10mm，底板顶面距离IP点3.5m。阳宝山大桥设计简介

Introduction

of

Yangbaoshan

Bridge钢丝排布

Arrangement

of

steel

wire336丝索股在锚靴中排布336丝索股在鞍槽中排布钢丝在锚靴中按梯形排布，鞍槽中按矩形排布；鞍槽中死丝（彩色）位于中间，活丝（白色）位于两侧。目

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contents第一部分

AS法架设主缆工法简介Part

1

Introduction

of

AS

Method第二部分

阳宝山大桥设计简介Part

2

Introduction

of

Yangbaoshan

Bridge第三部分

阳宝山大桥主缆架设方案Part

3

Main

Cable

Construction

Method第四部分

开展的研究工作Part

4

Necessary

research阳宝山大桥主缆架设方案

Main

Cable

Construction

Method镀锌钢丝绕丝上卷筒塔、锚平面位置测量牵引系统试运行安装专用钢丝卷筒牵出钢丝与纺丝轮连接钢丝牵引至贵阳侧锚碇索靴端缠绕钢丝纺丝轮回程钢丝垂度调整、捆扎主跨垂度调整边跨索股垂度测量调整，在各鞍处固定锚跨张力调整并锚固架设后续钢丝索股阳宝山大桥主缆架设方案

Main

Cable

Construction

Method主缆架设方案示意目

录

contents第一部分

AS法架设主缆工法简介Part

1

Introduction

of

AS

Method第二部分

阳宝山大桥设计简介Part

2

Introduction

of

Yangbaoshan

Bridge第三部分

阳宝山大桥主缆架设方案Part

3

Main

Cable

Construction

Method第四部分

开展的研究工作Part

4

Necessary

research开展的研究工作

Necessary

research开展的研究工作

Necessary

research施工控制标准

Standards

of

Construction

controll

主缆架设线型要求目前拟采用的主缆架设方法为新AS法，即在空缆钢丝张力的80%～85%状态下进行钢丝架设，20%～15%的钢丝自重通过钢丝索股成型器传递给猫道。最初架设的几根索股需要通过猫道垂度调整绳进行多次调整。对于本桥设计，如何给定猫道下挠控制指标及成桥索股缆力差控制指标需要进一步研究。l

监控技术要求AS法系国内首次使用，应对主缆架设过程中的相关控制指标开展系统研究，以便更好地指导施工。开展的研究工作

Necessary

research索股锚固系统研究

Research

on

cable-strand

anchorage

systeml

锚固钢拉杆构造研究锚固股靴的钢拉杆直径135mm，长度1900mm，对其自身强度、制造工艺、螺纹规格均需要开展系统研究。l

索股锚固系统可靠性试验研究索股缠绕于股靴，股靴通过2根钢拉杆与锚垫板链接，锚垫板通过4束成品索锚固。整个锚碇的预应力锚固系统连接转换次数多，每个锚固系统承担使用荷载拉力达550t，需要通过验证性试验确保锚固系统整体可靠性。已开