主纜纏絲施工方案

1、 1 前言主纜纏絲是用專用的纏絲設(shè)備以一定的張力使鍍鋅軟鋼絲(圓形或特制的 S 形軟鋼絲密匝牢 固地纏繞在主纜上的作業(yè)。主纜纏絲的主要作用是保持主纜外形并與涂裝材料共同組成主纜防護(hù)體 系,盡可能延長主纜使用壽命。纏絲施工質(zhì)量主要由纏絲導(dǎo)入拉力和纏絲密匝纏繞圈數(shù)兩個指標(biāo)控 制。2主纜纏繞鋼絲分類2.1 鍍鋅鋼絲鍍鋅鋼絲屬于傳統(tǒng)的主纜防護(hù)方法,應(yīng)用性能較好的高強(qiáng)度熱鍍鋅鋼絲和重防腐涂料,逐步形 成了在主纜鋼絲外層 “ 膩子+纏絲+涂料涂裝 ” 為主體的懸索橋主纜腐蝕防護(hù)方法。其具體步驟是對 經(jīng)過緊纜處理過的 (圓形 主纜鋼絲外層涂抹防護(hù)膩子; 然后沿主纜圓周方向連續(xù)纏繞一層 45mm 圓形鍍鋅軟鋼

2、絲;最后在纏絲外表面用多層涂料分層涂裝;這樣形成一個封閉的主纜防腐蝕保護(hù)層 (見圖 1 。 圖 1 鍍鋅鋼絲纏絲保護(hù)示意圖2.2 S形鋼絲S 形鋼絲是應(yīng)用在主纜干燥除濕腐蝕防護(hù)體系內(nèi),具體步驟是沿緊纜處理過的主纜圓周方向連 續(xù)纏繞一層環(huán)環(huán)相扣密封性好的 “S” 型鋼絲(圖 2 ;在其外層纏聚乙烯帶或橡膠防腐帶,然后將特 殊涂料涂裝;對主纜形成氣密和水密的密封層(圖 3 。 S 形鋼絲的質(zhì)量特性見表 1。 圖 2 S形鋼絲斷面 圖 3 S形鋼絲纏繞示意圖 3 纏絲設(shè)備3.1 纏絲機(jī)分類纏絲機(jī)的纏絲盤(機(jī)頭是由人力帶動旋轉(zhuǎn)完成纏絲稱為人工型纏絲機(jī)。主要用于小直徑主纜 纏絲 (例如豐都長江大橋 及大

3、直徑主纜索夾間纏絲節(jié)段尾端部位纏絲。 因機(jī)動型纏絲機(jī)在索夾間纏絲 節(jié)段的尾端部位,纏絲機(jī)的回轉(zhuǎn)系統(tǒng)與索夾干擾,因此在靠近索夾端面的位置,停止機(jī)械纏絲,剩 余部分以手動纏絲。纏絲機(jī)的纏絲盤(機(jī)頭是由電動機(jī)、減速器及變速機(jī)構(gòu)帶動旋轉(zhuǎn)完成纏絲稱為機(jī)動型纏絲機(jī)。 主要用于大直徑主纜纏絲。例如:汕頭海灣大橋、廈門海滄大橋、潤揚長江大橋等。機(jī)動型纏絲機(jī) 是可自行進(jìn)行跨越索夾的全節(jié)段式施工。纏絲在 2個索夾間節(jié)段進(jìn)行,各節(jié)段重復(fù)相同的作業(yè); 3.2 纏絲機(jī)性能及總體結(jié)構(gòu)主要以機(jī)動型纏絲機(jī)纏絲機(jī)性能及總體結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。手動纏絲機(jī)是屬于簡易型,在此不再闡 述。主纜纏絲機(jī)總體結(jié)構(gòu)圖如圖 4所示,平面圖如圖 5所示

4、。 圖 4 主纜纏絲機(jī)總體結(jié)構(gòu)圖 圖 5 纏絲機(jī)平面圖(1纏絲機(jī)可在主纜上自行行走(前進(jìn)、后退 。(2纏絲和走行時,纏絲機(jī)遇到索夾和吊索,可自行跨越,連續(xù)行走。(3纏絲頭齒圈繞主纜轉(zhuǎn)動速度可與主機(jī)走行速度相匹配、并可根據(jù)纏繞鋼絲直徑的不同和 直徑公差進(jìn)行微調(diào),以保證鋼絲密匝纏繞。 (4纏絲(機(jī)頭旋轉(zhuǎn)與走行可同步進(jìn)行,亦可各自單獨動作。(5纏絲進(jìn)行時鋼絲帶有左右的張力,張力大小可以在一定范圍內(nèi)調(diào)整。(6可完成纏繞靠索夾端部的部分。纏絲機(jī)以機(jī)構(gòu)功能可分機(jī)架、夾緊機(jī)構(gòu)、傳動機(jī)構(gòu)、纏絲機(jī)構(gòu)和走行、自動越夾機(jī)構(gòu)等五部分。(1機(jī)架:機(jī)架是門形下開口框架,由型鋼和鋼板拼焊而成。(2夾緊機(jī)構(gòu):基本結(jié)構(gòu)是絲桿、

5、螺母、手輪和閘瓦。為了獲得所需的夾緊力矩,應(yīng)輔以專用 板手,夾緊靠人力搬動。(3傳動機(jī)構(gòu):整臺機(jī)器靠 l 臺四級交流電動機(jī)驅(qū)動,主要由減速器、變速箱和離合器組成。 纏絲速度可調(diào),走行速度亦可調(diào),兩者有可靠的匹配并根據(jù)被纏繞軟鋼絲的直徑公差,可以微調(diào)使 匹配準(zhǔn)確。主機(jī)與夾持架可交替行走?？稍谛凶邫C(jī)構(gòu)不動的情況下施轉(zhuǎn)大齒圈,亦可在大齒圈停轉(zhuǎn) 時走行跨越索夾。機(jī)器可前進(jìn),亦可后退。(4纏絲機(jī)構(gòu):纏絲機(jī)構(gòu)包括大齒圈、絲輪、導(dǎo)向輪、張緊裝置、壓輥裝置?？看簖X圈的旋轉(zhuǎn) 實現(xiàn)纏繞動作,靠機(jī)器行走實現(xiàn)密匝纏繞排線,本機(jī)為雙頭纏絲,大齒圈上有兩套相同的絲輪、導(dǎo) 向輪、頂緊裝置機(jī)構(gòu)。在索夾端部纏絲,還設(shè)計有端部纏

6、絲附件。(5走行機(jī)構(gòu):走行機(jī)構(gòu)中的擺動輪是在主纜上行走的,固定輪在索夾上才起作用。當(dāng)機(jī)器臨 近索夾時,固定輪先上索夾,作承擔(dān)機(jī)器一份重量;隨之凸塊碰索夾,自動撥出擺輪上的銷子,使 擺輪有可能擺動;隨后索夾推壓推桿,擺輪開始擺動,直至擺輪的高程夠上索夾,機(jī)器便自動越過 索夾。過索夾后,推桿上的彈簧推動推桿復(fù)原,擺輪復(fù)位,銷子自動銷 . 。這一連串的動作是在走行 中連續(xù)進(jìn)行的,中間沒有停歇,故不影片正常纏絲質(zhì)量。反向走行亦可撥銷,擺輪為被動自由狀態(tài), 過索夾后靠拉簧復(fù)位。3.3 主要技術(shù)參數(shù)表 2所示為廈門海滄大橋圓形鋼絲纏絲機(jī)主要技術(shù)參數(shù)。 表 3所示為潤揚長江大橋 S 形鋼絲纏絲機(jī)主要技術(shù)參數(shù)

7、。 3.4. 纏絲機(jī)試驗由于主纜纏絲施工工藝復(fù)雜,要求纏絲機(jī)具有靈活可靠的多種性能,包括傳動方式的變換、調(diào) 速、夾緊、走行、跨越索夾、移位、大齒圈過索夾時活門啟閉可靠性;纏絲時鋼絲走向是否順暢; 密匝纏絲的匹配與調(diào)整能否滿足纏繞鋼絲公差變化;纏絲張力調(diào)整、索夾端部纏絲及在主纜傾角工 況下密匝、緊密纏絲等。為滿足上述要求,對第一臺樣機(jī)進(jìn)行工廠模擬纏絲試驗,這是對整機(jī)性能 的綜合考核,詳見表 4、 5、 6、 7。 纏絲的張力為 12.5KN ,因此,纏絲的焊接是纏絲作業(yè)中的一項重要工序,焊接質(zhì)量影響整個 纏絲工程質(zhì)量。按照纏絲工況,主纜纏絲時需要兩種焊接工藝:一種是已纏繞鋼絲并固焊;另一種 是纏

8、繞鋼絲對接焊。(1纏繞鋼絲并固焊,主要用手每個索夾端部纏絲的起頭和結(jié)尾、端部纏絲與正常纏絲之間的 工序轉(zhuǎn)換以及鋼絲對接處。常見并固焊有兩種方法,一是汕頭海灣大橋、西陵長江大橋采用的銅焊 法和虎門大橋及日本廣泛采伐的鋁熱銅焊。1銅焊。屬于氣焊,采用可燃?xì)怏w與氧氣混合燃燒所產(chǎn)生的高溫,熔化錫黃銅焊絲 +四硼酸納 焊接。為減少或消除(理論上己纏鋼絲拉力,采用專用卡箍夾緊主纜,在卡箍預(yù)留窗口中進(jìn)行焊 接。此焊法焊點強(qiáng)度大于鋁熱銅焊,成本低,有成功先例。但以上兩橋纏絲拉力較低(1.41.9kN , 在纏絲拉刀 2.32.5kN 下試驗,很難掌握焊接焊溫度和時間,成功率極低,可操作性差。2鋁熱銅焊。焊接方

9、法為日本專利技術(shù),成本較高。具體操作:將邐有鋁粉和氧化銅的坩堝放 入專用石墨模具,一并置于主纜已纏鋼絲待焊處,用點火熗點燃藥粉,鋁粉燃燒時的高熱將氧化銅 熔化并還原成銅,利用熔融銅的熔合才使鋼絲并固。此法方便,安全、簡化了操作過程。廈門海滄大橋、潤揚長江大橋纏繞鋼絲并固焊采用鋁熱銅焊法。(2 . 纏繞鋼絲對接焊,主要用于纏絲過程中更換貯絲筒接長纏繞鋼絲或處理意外斷絲。廈門 海滄大橋采用閃光對接焊。我公司豐都長江大橋施工的纏繞鋼絲并固焊及對接焊接采用直流脈沖鎢極氬弧焊接技術(shù),纏絲 對接采用專對焊夾具和無應(yīng)力圈間焊接技術(shù),保證焊接質(zhì)量。(1試驗?zāi)康?1了解纏絲機(jī)整體性能,初步熟悉操作要點和操作規(guī)程

10、,掌握常見故障的處理方法;2掌握如何對纏絲機(jī)張力進(jìn)行標(biāo)定;3了解并初步掌握索夾起始端(下端和結(jié)尾端(上端等特殊部位纏絲方法;4基本掌握纏繞絲圈的圈間焊接及纏繞鋼絲對接焊接技術(shù);(2試驗內(nèi)容1纏絲張力標(biāo)定;2索夾下端部(起始端纏絲3索夾間正常纏絲;4索夾上端部(纏絲結(jié)尾端纏絲;5主機(jī)、夾持架移動及跨越索夾;6己纏繞鋼絲并固焊試驗,7纏繞鋼絲對接焊試驗。4 主纜纏絲施工主纜纏絲施工以潤揚長江大橋 S 形鋼絲纏絲方法說明,而圓形鍍鋅鋼絲的纏絲方法與 S 形鋼絲 纏繞方法基本相同。4.1 纏絲施工工藝流程圖(見圖 64.2 纏絲施工準(zhǔn)備S 形鋼絲按每個索夾間區(qū)間精確計算鋼絲用量并以卷供應(yīng),纏絲前通過特

11、制繞絲機(jī)以一定張力 將 S 形鋼絲卷轉(zhuǎn)繞至儲絲輪上,以供相應(yīng)主纜索夾區(qū)間纏絲使用。纏絲前用丙酮清理主纜表面污漬,待表面清潔干燥后,在主纜表面涂抹專用防腐密封膏,邊纏 邊涂,對主纜進(jìn)行密封防腐。對于主纜張力未達(dá)到設(shè)計恒載張力前纏絲,隨著荷載加入主纜張力變化會引起主纜伸長、纜徑 變化,要求纏絲張力保證在任何情況下纏繞在主纜上的鋼絲對主纜表面壓力大于 0,即主纜張力達(dá) 到設(shè)計恒載時,纏繞鋼絲殘余張力大于 0。在考慮纏絲后主纜荷載增加量、溫度變化等因素后,通 過解析計算 (過程略 ,確定纏絲張力范圍為 2.502.80KN。一般情況下纏絲張力由設(shè)計方給定,施工 者根據(jù)設(shè)計張力要求對纏絲機(jī)進(jìn)行調(diào)整和鎖定

12、。4.3 纏絲施工順序潤揚長江大橋纏絲施工先纏邊跨,后纏中跨。邊跨由錨碇向索塔方向進(jìn)行纏絲施工,中跨由跨 中往索塔方向進(jìn)行。 圖 6 纏絲施工流程4.4 纏絲作業(yè)工序主纜纏絲通過纏絲機(jī)進(jìn)行,主要施工工藝包括:索夾前起始段人工擠壓纏絲、索夾間節(jié)段機(jī)械 纏絲(含走行 、纏絲機(jī)走行過索夾、纏絲焊接、尾端手動纏絲等操作?，F(xiàn)以潤揚大橋主纜纏絲施工 說明纏絲作業(yè)工序。將纏絲機(jī)安裝在塔頂邊跨側(cè)主纜上,進(jìn)行安裝保養(yǎng)調(diào)試工作。在各減速機(jī)、變速箱中加足潤滑 油,其他各運動副間均按要求加注潤滑油或潤增脂。按要求進(jìn)行空機(jī)試運轉(zhuǎn),做好纏絲試驗前的一 切準(zhǔn)備工作。 調(diào)整纏絲機(jī)齒圈轉(zhuǎn)動及前移電機(jī)變頻器, 使齒圈每轉(zhuǎn)動 1圈

13、 (即纏絲 1圈 的同時沿機(jī)架 行走 9mm。纏絲前先進(jìn)行纏絲試驗,主要檢驗纏絲機(jī)性能及焊接強(qiáng)度,并確認(rèn)達(dá)到以下標(biāo)準(zhǔn):(1纏繞鋼絲相互之間無間隙;(2無重疊纏繞、交叉纏繞 (亂絲 ;(3纏絲表面光滑;(4焊點焊接強(qiáng)度要確保剪切強(qiáng)度在纏繞鋼絲的張力之上。(1儲絲輪安裝完畢,穿繞鋼絲,使纏絲出絲輪端部距索夾端面間距為 20mm。(2將纏絲機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)整為最慢速。(3用鋼絲鉗將纏絲絲頭扭掛在索夾螺桿上。(4纏絲機(jī)點動纏絲 3圈后停機(jī),按圖 6所示端部纏絲焊點布置焊接并打磨。(5接著點動進(jìn)行端部纏絲 34圈后停機(jī),切除多余鋼絲,人工用木錘、尼龍棒將鋼絲推入 索夾端部,鋼絲與索夾用尼龍楔固定。(6回退纏絲齒

14、圈至出絲輪與纏繞鋼絲平行,即可進(jìn)行正常節(jié)段間機(jī)械纏絲。主纜纏絲使用的纏絲機(jī)是可自行進(jìn)行跨越索夾的全節(jié)段式施工。纏絲在 2個索夾間節(jié)段進(jìn)行, 各節(jié)段重復(fù)相同的作業(yè),索夾和索夾間的 1個周期的纏絲過程簡述如下:(1纏絲機(jī)后端緊靠索夾下端面,前后行走架處于纏絲機(jī)前后端機(jī)架,纏絲機(jī)通過葫蘆與貓道 扶手索固定。安裝儲絲輪,后出絲輪出絲在索夾前端開始起始段纏絲。(2當(dāng)纏繞鋼絲長度達(dá)到 1m左右時,焊接鋼絲并打磨,將鋼絲由后出絲輪轉(zhuǎn)至前出絲輪。(3松開前后端機(jī)架與主纜之間的夾緊裝置,纏絲機(jī)處于行走模式,卷揚機(jī)牽引機(jī)架前移,纏 絲齒圈相對主纜靜止不動 (行走齒條向后撥動 ,就位后固定機(jī)架。(4儲絲輪剩余鋼絲

15、6圈左右并焊鋼絲,剪斷剩余鋼絲,卸去空儲絲輪。利用前行走架掛梁更 換儲絲輪。(5夾持架前行同 (3。(6儲絲輪由前纏絲輪出絲,鋼絲接頭與前段鋼絲并焊后,繼續(xù)纏絲。(7松開夾持架與主纜夾緊機(jī)構(gòu),夾持架前行到上一索夾端部 (纏絲齒圈相對主纜靜止 ;前行 走機(jī)構(gòu)向下移動到夾持架中部,前機(jī)架頂升機(jī)構(gòu)千斤頂回縮,夾持架前行跨越索夾;前機(jī)架頂升機(jī) 構(gòu)千斤頂頂升與主纜支撐,前行走機(jī)構(gòu)頂升千斤頂回縮,前行走機(jī)構(gòu)行走跨越索夾后千斤頂頂升與 主纜支撐。(8纏絲機(jī)工作進(jìn)行索夾區(qū)間尾端主纜纏絲、焊接。在索夾間纏絲節(jié)段的尾端部位,纏絲機(jī)的回轉(zhuǎn)系統(tǒng)如與索夾干涉,在靠近索夾端面的位置,停 止機(jī)械纏絲,剩余部分以手動纏絲。使

16、用緊線器和夾具等專用工具按以下步驟施工:(1用鋁熱焊劑焊接機(jī)械纏絲端部和手動纏絲節(jié)段的起始點;(2焊接后,用纏繞鋼絲在主纜上纏繞 1周,用緊線器收緊后焊接;(3多次重復(fù)以上作業(yè),使鋼絲緊密地纏繞至索夾端面。4.5 纏繞鋼絲的焊接相鄰的纏繞鋼絲以鋁熱焊劑焊接的方式進(jìn)行連接接頭處理。 焊點布置及數(shù)量見圖 7, 1個索夾區(qū) 間焊點分為 3種:起始點并焊 3圈 (X 3處兩點 , 中間段間隔 1m并焊 2圈 (X 2處兩點 , 尾端手動纏 絲每圈均并焊 (X 1處兩點 ,接頭處焊點如圖 7所示。因作業(yè)需要,臨時停止纏絲時,迅速地進(jìn)行 2點X 3處焊接。如臨時停止部位的焊接在 1m間距附近時,該處的 1

17、m間距的焊接可省略。圖 7 索夾間 1個節(jié)段纏絲焊點布置在儲絲輪鋼絲剩余 6圈左右時,鋼絲并焊后切除多余鋼絲。更換儲絲輪,并焊接頭。鋼絲接頭 部位,應(yīng)使端面相互接觸,盡可能無間隙的施工。再次纏絲后在接頭處注入粘縫材料,填埋間隙。 5主纜纏絲施工要點(1 主纜張力達(dá)到成橋的 70%以后即可開始進(jìn)行纏絲施工, 為保證纏絲質(zhì)量以及工期計劃, 以 主纜張力達(dá)到成橋狀態(tài) 80%為控制目標(biāo);(2纏絲張力范圍為 2.502.80KN(3起始段纏絲,纏絲出絲輪端部距索夾端面間距為 20mm。 （4）鋁熱焊點外觀呈小丘形，用砂輪機(jī)打磨保留 1以上的焊高。 6 勞動力組織 廈門海滄大橋纏絲施工根據(jù)纏絲機(jī)數(shù)量，分成

18、四個施工作業(yè)組，每個施工作業(yè)組分成 3 個小組 進(jìn)行纏絲、倒盤、絲盤轉(zhuǎn)運。每單個施工作業(yè)組人員配備如下： 技術(shù)人員 2 人、施工員 6 人、鉗工 2 人、吊裝工 2 人、普工 6 人，合計：18 人。4 個施工作業(yè) 組人員總計 72 人，外配電工 4 人，貯絲盤纏絲員 2 人，人員累計總數(shù) 78 人。 7 機(jī)具設(shè)備配置（見表 8） 表 8 機(jī)具設(shè)備配置表 名 稱 型號規(guī)格 總計數(shù)量 4臺 4臺 10t （長鏈條） 5t （長鏈條） 4臺 8臺 2臺 4臺 機(jī)動 手動 32 個 8個 4臺 10t 8臺 16 把 4副 22 塊 132 塊 名 稱 型號規(guī)格 總計數(shù)量 4把 8把 32x1500

19、 18x500 21.5x8m 4.5x3m 8根 8根 12 條 12 條 8套 8套 8套 400 x300 400 1kg 150-300 38-42、45-52 16 條 8把 8把 4套 8把 主纜纏絲機(jī) 手動纏絲機(jī) 鏈葫蘆 鏈葫蘆 貯絲機(jī) 對焊機(jī) 貯絲輪 貯絲輪 角向磨光機(jī) 螺旋千斤頂 手動搬手 固定卡箍 索夾墊板 主纜防護(hù)墊板 剪絲鉗 鋼絲鉗 撬棒 撬棒 千斤頭 1 千斤頭 2 乙炔氣焊工具 鋁熱焊固接焊模 鋁熱焊點火槍 紫銅棒 螺絲刀 鉗工錘 活動搬手 固定搬手 8 質(zhì)量控制要點 由于主纜纏絲，對纏繞鋼絲相互整齊咬合排列的密封性能以及鋼箱梁吊裝期間提前纏絲，對 纏絲張力控制、焊

20、接強(qiáng)度等要求均比較高，因此現(xiàn)場施工時各工序均按照詳細(xì)的質(zhì)量控制內(nèi)容進(jìn)行 施工及檢查驗收，使施工質(zhì)量得到了有效的控制，并優(yōu)于設(shè)計要求。質(zhì)量管理項目見表 9。 表 9 質(zhì)量管理項目 管理項目 主纜 纏絲前 表面 清理 2 確認(rèn)主纜鋼絲表面沒有生銹(或白銹。 3 對于生銹部位用鋼絲刷除去銹斑后，用富鋅漆等進(jìn)行 管理要領(lǐng) 1 清掃主纜表面。此時，確認(rèn)無垃圾、油分附著其上， 若有油分的話，用溶劑等除去。 目視確認(rèn) 管理方法 涂裝修補(bǔ)。白銹部位不需進(jìn)行涂裝修補(bǔ)。 1 確認(rèn) S 形纏繞鋼絲無間隙及重疊咬合。 纏繞狀況 纏絲時 纏繞張力 范圍內(nèi)施工。 1 根據(jù)上述要領(lǐng)，確認(rèn)所需的點數(shù)和位置的數(shù)量；機(jī)械 纏絲起始端部 2 點 X3 處；臨時停機(jī)部 2 點 X 出；節(jié) 纏絲后 焊接 段內(nèi) 1m 節(jié)間部 2 點 X2 處；手動纏絲每根每 1 圈 2 點 X1 處。 2 焊點修磨加工后的焊高在 1mm 以上。 3 表面平整。 目視確認(rèn) 2 如發(fā)現(xiàn)鋼絲排列出現(xiàn)間隙、重疊的話，立即停機(jī)并修 正。另外，停機(jī)迅速實施 2 點 X3 焊接。 以設(shè)定的纏絲張力范圍為管理目標(biāo)，將纏絲張力控制在該 確認(rèn)顯示的張力 目視確認(rèn) 9 安全注意