目前，塑料扁丝应用范围越来越广，几乎代替了所有天然织品，如麻织包装袋、棉织包装袋、帆布、地毯、墙纸、装饰用带等都采用塑料扁丝。塑料扁丝的应用领域和主要要求见表7-10。表7-10 塑料扁丝的应用领域和主要要求②用国产PP粉料挤出成型扁丝时，在树脂中要加入抗氧剂和氯离子吸收剂，以弥补原料热氧性能差和氧离子含量较高的不足。③如果扁丝长期在室外存放，则应使用加有抗紫外线助剂的树脂。......
2023-06-15
准备工作方案
【摘要】：因此，根据监控计算并经过研究，在主缆架设前采取一些准备措施。
针对空间主缆架设的特殊性，采取三维坐标测量定位、先张拉主跨段后张拉边跨段的顺序调整索股垂度，保证主缆线形符合设计要求。
6.4.3.1 主缆架设准备措施
富民桥是我国首座单塔空间缆索悬索结构，由于其结构的特殊性，在国内尚无可供参考的相关资料。因此，根据监控计算并经过研究，在主缆架设前采取一些准备措施。
（1）主缆安装前，主跨散索套、边跨散索套下盖已安装到位，并临时锁定。
（2）主缆架设前，主索鞍预偏36 cm 到位，并临时锁定。主缆基准索股牵引到位后与主鞍对接缝锁定，再分别调整主跨与边跨线形。同理，其他索股牵引到位后先将主缆0 点位置临时锁定，再分别定位主跨和边跨的线形。
（3）主缆安装主要是克服三向变位，宜先按照空缆线形安装到位，然后再安装吊杆并逐根分级张拉吊杆力，使主缆达到成桥线形。
（4）主缆架设以线形控制为主，并用传感器监测索力。空间曲线主缆在架设阶段，主跨散索套与主索鞍间以空间直线（垂度除外）处理。转入体系转换阶段，用吊杆调整到设计线形。
（5）空间缆索结构主缆在主索鞍及散索套出、入口的角度在体系转换前、后不同而产生横向力，致使索股相互挤压，出、入口处的索股很难安装。为此，采取调整索股安装顺序的方法，并在主、边跨散索套入口处各增加一个临时支架，采用辅助工具将索股定位，阻止主缆初始形状的改变，使主缆在散索套中排列较规则，从而使散索套的上盖容易安装，如图6- 35 所示。
图6-35 索鞍处临时措施及缆索转角处临时支撑
（6）索股采用绝对和相对两种垂度调整方式。调整温度的稳定条件为长度方向索股的温差ΔT ≤2℃，断面方向索股的温差ΔT ≤1℃。
6.4.3.2 主缆架设
主缆架设分为主缆基准索股的架设、标准索股的架设、紧缆三大项，包括索股牵引、索股整形、索股横移、索股入鞍、索股垂度调整及锚跨张力调整等几个工序。紧缆作业大致可分成准备工作、预紧缆和正式紧缆。
1）空间缆索基准索股的牵引和调形
根据现场情况，在另一侧锚碇上表面的预埋件上固定两台2 t 卷扬机，其中一台用来展索，另一台用来牵引索股锚头进锚管。将主缆展索架放在一侧锚碇附近，与锚碇顶面预埋件焊接固定。
索股前端锚头从放线架上抽出后应与牵引系统连接牢固，严防松脱。启动前端5 t 卷扬机缓慢放索，沿中、边跨猫道将索放开，放索过程中应有专人跟踪牵引系统和索股前进，同时要保证索股六面紧密、平整、笔直。如发现索股扭曲、散带、鼓丝现象，应立即设法理顺，必要时，可将索股抬高，并用木锤或橡皮锤敲打索股，即可使钢丝重新分布整形。牵引过程中如发现有绑扎带断裂（散带），应及时停车用新绑扎带（自粘胶带）重新临时绑扎，以避免因索股散丝或在牵引过程中钢丝挂住滚轮被拉断。在牵引过程中，密切监视索股中着色丝位置变化情况，派人用专用夹具随时修正，防止索股牵引过程中发生扭转。
为便于主缆安装过程中确定测量位置及在安装吊杆索夹时定位，应在车间对基准索股进行无应力标记，标记点以主鞍对接缝位置为零点，分别向主跨和边跨作标记。在基准索股安装前，先将主鞍与主塔的预偏后位置进行锁定，索股利用门架拽拉法配合悬索天车横移、入鞍，将主缆基准索股与主鞍对接缝进行锁定后，再分别调整主跨与边跨线形。
在主、边跨锚锭处对主缆索股进行张拉，调整索股位置。索股张拉以线形控制为主，张拉力控制为辅。基准索股标记点下缘的控制坐标见表6-6，主、边跨梁端的主缆张拉控制力分别为2 000 kN和2 304 kN。
表6-6 基准索股标记点下缘的控制坐标 （m）
垂度调整过程中，主跨以主缆基准索股8#索吊点正中下缘Z 坐标作为观测控制点位置，边跨以基准索股3#索股下缘正中Z 坐标作为观测控制点位置。在完成主跨和边跨基准索股线形定位后，在后半夜至日出前完成主跨1～14#索吊点的三维坐标、边跨1～6#标记点的三维坐标及主塔塔顶的索鞍顺桥向位移的测量工作。测量结果表明，标记点Z 点坐标实测值与监控值的差值在规范允许的误差范围内（±0.010 m）。
基准索股张拉采用先张拉主跨段后张拉边跨段的顺序进行。主跨选塔顶索股为固定端，将索股位置标志与主鞍中心标志重合并固定，张拉索股直至索股的移动量符合垂度调整量。张拉索股时，为消除索股间的摩擦，可用塑料小锤敲打，但注意不能破坏索股整形。在塔顶主鞍内将调整完的索股作出标记，然后在各塔顶主鞍部位临时固定索股，待主跨垂度调整完成后，进行形状计测，计算边跨垂度调整量，边跨内索股垂度调整以长度、垂度及张拉力为控制要素。在边跨内张拉索股，索力的调整以设计提供数据为依据，其调整量可根据调整装置中千斤顶的油压表读数和锚头移动量双控确定。
基准索股调整完成后，为得到主缆更加准确的数据，以指导后续施工工作，选择一天的晚上8点至次日日出前对基准索股的8#索吊点进行10 kN 加载试验。要求加载前、加载15 min 后测量主跨3、8、13 # 索吊点三维坐标，结果见表6 -7，试验数据与监控数据基本吻合。
表6-7 基准索股加载试验资料
2）空间缆索安装
主缆基准索股调整到位，精度满足要求后进行2#至37#索股安装。每根主缆索股采取相对垂度调整方法，安装前先将主缆0 点位置临时锁定，然后分别定位主跨和边跨线形。线形调整时，每根索股相对于基准索股的垂度调整按若即若离的原则进行，调整好的索股不得在鞍槽内滑移。相对垂度调整在夜间温度稳定时进行。相对垂度调整时，索股送出量不宜过大，对已调整好的索股应在索鞍处作好标记，以便于随时检查其是否出现滑移。
3）空间缆索紧缆施工
初紧缆就是将主缆截面整形成圆形，同时将外层索股的缠包带拆除，特别是索夹安装处的缠包带，以免影响索夹处夹持的空隙率。初紧缆要求在晚上温度基本保持平衡时，由各跨中央向索鞍和散索套方向进行。初紧缆所用的工具为手动葫芦，其空隙率要求达到26%～28%。满足要求后，在其前后分别打上一道钢带。每次紧缆的间距为1～1.5 m。
白天用紧缆机由下而上开始正式紧缆，标准断面空隙率为20%±2%，索夹位置断面为18%±2%，每间隔1.5 m 打上一道钢带。空隙率达到要求后，在靠近紧缆机的地方打上两道钢带，钢带间的距离为10 cm 左右。松开紧缆机，移到下一个紧缆点，每一个紧缆点间的距离约为4 cm。复测上一个紧缆点的周长，并记录所在位置及周长。
6.4.4 体系转换和现场监控
6.4.4.1 体系转换过程
（1）主缆架设完成后，主、边跨索夹一次安装完成。
（2）主梁上临时荷载全部清除。
（3）吊杆安装前，主跨散索套、边跨散索套上盖已安装到位；主跨临时散索套工装、边跨临时散索套工装全部拆除，如图6 -36 所示。
图6-36 主跨散索套与边跨散索套
（4）解除主索鞍临时锁定，主鞍槽内铅块已按要求填充，如图6-37 所示。
（5）索夹安装后，完成索吊点的线形测量，作为体系转换的初始值。
（6）顺序逐根安装张拉吊杆，每根吊杆第一轮张拉完成。
（7）分别在主跨1#、19#、37#索股上布设传感器和测试仪，如图6-38 所示。
图6-37 主鞍槽内填充铅块
图6-38 索股传感器
（8）主缆在横桥向最大位移为3.382 m，同步调整猫道的线形与主缆的线形。
6.4.4.2 体系转换监控内容
主缆：主缆制作长度，安装初始线形、初始张拉力，体系转换过程中每张拉一根吊杆产生的索吊点坐标变化、主缆张拉力变化，体系转换完成时索吊点坐标、主缆力值，二期恒载作用下索吊点坐标、主缆力值。
吊杆：吊杆制作长度，体系转换完成时吊杆的索力值，二期恒载作用下吊杆索力值。
主鞍：初始安装时的预偏，体系转换过程中每张拉一根吊杆产生的位移，成桥时的最终位移。
主梁：焊接时的预抛高，体系转换时的抬高量，二期恒载作用下的下挠量。
6.4.4.3 索夹和吊杆安装
富民桥主跨采用由内索夹与外索夹组成的新型可转动式索夹，内外索夹可以自由转动，从而避免吊杆对主缆产生的扭矩作用。新型可转动式索夹由索夹体、转动件、耳板及配套高强螺栓组成，索夹体的中部是一外圆，转动件可以在其上转动，如图6-39 所示。边跨无吊杆，采用传统索夹。
图6-39 索夹安装现场
在夜间温差较小时，采用三角高程测量法标出索夹安装位置点。主跨索夹安装时，先安装内索夹，用人工将螺栓拧紧，再用液压扭矩扳手按设计值拧紧；然后在内索夹与外索夹的接触面上抹硅润滑脂，以减小内索夹与外索夹的摩擦力，避免调索过程中对主缆产生扭矩；安装外索夹，最后在吊杆调索前用液压扭矩扳手按设计值拧紧。待体系转换完成后内、外索夹螺栓须按设计力复拧。
底座安装时，预先将球面支座与球头连杆安装于底座内腔中，球面支座与球头连杆采用球面的连接方式。底座通过高强螺栓直接锚固于钢箱梁上表面，为了使底座与钢箱梁安装顺利，采用现场配钻螺栓孔的方法安装底座。在体系转换前，先将吊杆从连接套筒到叉耳段安装好，利用索道天车与吊杆上端锚头连接吊起至索夹处，通过叉耳与索夹耳板用拴销连接。在体系转换时，通过千斤顶张拉一根吊杆到一定位置后连接另一根吊杆的连接套筒与球头连杆，待螺栓旋合至一定程度后，卸掉原张拉吊杆，再通过手动葫芦连接原张拉的吊杆。安装时，要仔细检查连接套筒与球头连杆的螺牙，以免造成返工或产品零件报废。为放大施加的扭矩，提高施工效率，在连接套筒上制作一个工具卡环辅助张拉作业。
第二次及以后张拉（或调整）吊杆的循环过程均以吊杆的索力控制为主，主缆索吊点的坐标控制为辅。临时支架拆除前后进行第一次索力调整，二期恒载施工完成后进行第二次索力调整。
6.4.4.4 第一轮吊杆张拉和测控
吊杆张拉与调整的每一个循环均从1#索开始，依次进行，直至14#吊杆张拉完毕。第一次张拉吊杆的循环过程以主缆索吊点的坐标控制为主，索力控制为辅。第一轮张拉吊杆按设计理论值的竖向Z 坐标调整，要求上、下游两侧的吊杆张拉同步进行，以减轻吊杆索力产生的横向水平分力对塔柱产生的弯矩；同时，从水平变位小的塔端向锚碇端进行，每次均只能张拉一个索号，使水平位移随吊杆的张拉分次逐步完成，主缆各索吊点逐步张拉到指定位置。调整时间为后半夜至日出前，张拉力值仅供参考。
张拉完一根吊杆后，必须测量全部已张拉过的吊杆索夹位置上、下端点坐标及索力大小，再分析计算得出下一根吊杆的索夹坐标及吊杆索力大小，以避免由于施工误差而带来的影响。同时，一轮张拉完成后，也要对塔顶位移、主梁线形、各截面应力等数据进行测量和分析。经分析，第一轮张拉吊杆张拉控制指标基本满足要求。
6.4.4.5 第二轮吊杆张拉和测控
吊杆第二轮张拉仍然从1#吊杆到14#吊杆依次进行。上、下游每次均只能各调一个索号，调整的目的是使同一索号的两个吊杆索力一致，上游或下游一个索号两个吊杆的索力和值保持不变。
6.4.4.6 第三轮吊杆张拉及最终结果
第二轮吊杆张拉数据显示，大部分吊杆已基本达到均匀分布和控制值的要求，但个别吊杆误差较大，需要对个别吊杆进行第三轮微调。经第三轮调整后，整桥结构各部位的测控结果见表6 -8。
表6-8 整桥结构各部位的测控结果（kN）
（1）主缆在吊杆的安装与张拉过程中，8#索吊点横桥向向线路外侧偏位达3.3 m，顺桥向向主塔方向偏位达1 m。
（2）全部吊杆安装与张拉完成后，主缆14 个索吊点处的实测三维坐标与监控控制值的三维坐标误差最大值不超过0.1 m，达到较好的精度，即主缆的实测线形与监控控制线形一致。
（3）吊杆安装并张拉完成后，上游侧吊杆索力实测平均值为790 kN，下游侧吊杆索力实测平均值为805 kN，上、下游监控控制平均值为801 kN，平均值误差小于2%，达到均匀分布和控制值精度要求。
（4）主鞍初始预偏36 cm，吊杆张拉完成后，主鞍实测的偏移仅剩6.2 cm，主鞍相对主塔顶已滑动近30 cm，实测滑动量达到监控计算滑动量的97.4%，主鞍的实际滑动状态与监控控制结果一致，见表6- 9。
表6-9 主鞍偏移 （m）
（5）主梁在成桥前后的横桥向基本没有变化，纵桥向则由于主缆力的作用使主梁向边跨方向压缩，压缩量7～8 cm，竖向则由于二期恒载的作用使主跨跨中向下挠曲20 cm。
从上述施工控制结果可以看出，主缆线形、吊杆索力、主鞍滑移、主梁线形等在缆索系统安装各阶段的实测值与监控控制值十分接近，施工过程进展顺利，并得到良好的控制。
【注释】
[1]天津城建设计院有限公司的“天津海河富民桥设计文件（2005）”。
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