S形与圆形一体化缠丝机在良庆大桥中的应用

2018-03-27王晓山邓年春蒋大伟彭修宁

四川水泥 2018年3期

王晓山，邓年春，蒋大伟，彭修宁

（1柳州欧维姆机械股份有限公司；2广西大学土木建筑工程学院；3中铁十八局集团第二工程有限公司）

0 引言

主缆是悬索桥的主要受力构件，且服役期达百年。它的材质为钢，钢在自然环境中易发生腐蚀，因此主缆的防护方法极其重要。其钢丝外可镀锌或锌铝合金防腐，此外主缆成型后，需要外缠钢丝和涂刷涂料防腐。常用的方法有防腐涂层+圆型钢丝（镀锌或锌铝合金）+外涂防水层，另一种为防腐涂层+S型镀锌钢丝+外涂防水层。缠丝过程是需要专门的缠丝设备的，一般的缠丝机只能缠圆型钢丝，良庆大桥采用自主研制的S形与圆形一体化缠丝机进行缠丝作业。该桥为三跨钢混叠合箱梁悬索桥，跨径组成为168m+420m+168m。全桥有两根主缆，每根主缆采用68股预制平行钢丝索股。每股由127根直径为5.2mm的锌铝镀层钢丝组成。主缆成型后，索夹内直径为533.6mm，索夹外直径为540.3mm。大桥的桥面板安装之后，进行主缆的缠丝防腐作业。

1 缠丝机的结构组成与特点

良庆大桥采用自主研制的CSJ650型S形与圆形一体化缠丝机，见图1，它主要包括含主缆夹持器的前后框架与四根齿条导轨组成的基本架、夹持主缆的前后滑动支架、缠丝回转机构、缠丝张力控制装置、电气控制系统和整机移动牵引系统等组成。其中基本架提供滑动支架和缠丝回转机构的安装平台；滑动支架与缠丝回转机构连成整体，为缠丝回转机构和缠丝张力控制装置，提供安装平台；基本架与滑动支架的交替夹持与顶升，提供跨索夹能力；缠丝机前端两边的卷扬机提供牵引力，带动缠丝机整机沿主缆作纵向移动。

该缠丝机的主要特点有：（1）步履式跨越索夹；（2）可调液压控制缠丝张力；（3）PLC精确控制缠丝头进给；（4）缠丝为S型和圆形钢丝均适用；（5）可单动或联动缠丝与移动作业。

图1 S形与圆形一体化缠丝机的结构

2 缠丝机作业

在清洗主缆表面，涂刷底漆及面漆并刮涂密封剂后，进行缠丝作业。起始段的缠丝是将钢丝端头与索夹缠绕固定，缠丝机用低速缠丝4至5圈后暂停，用特制工具将钢丝推入索夹的槽隙中就位，待端部缠丝焊牢之后，即可进入正常缠丝。先进行点动缠丝，进入正常缠丝后，由慢到快进行缠丝作业。当正常缠丝接近下一索夹端部时，缠丝机的回转机构与索夹会有干扰或缠绕钢丝与索夹端面接触，会造成缠绕钢丝本身及索夹端面的涂层有损伤，当缠丝到索夹端部约30mm时，用铝热焊剂焊接缠丝端部牢固，换用点动缠丝，将缠绕钢丝排缠至靠近索夹端面。之后，跨越索夹，进行下个节段进行缠丝。

图2 S形与圆形一体化缠丝机的缠丝作业

良庆大桥采用2台CSJ650型S形与圆形一体化缠丝机，2台普通圆形缠丝机，缠丝张力为2.5～2.7kN，缠丝顺序为先边跨后中跨,边跨从锚碇向桥塔方向进行缠丝,中跨缠丝则从桥塔向跨中方向推进。良庆大桥2016年01月09日开始缠丝，至1月28日结束，不到一个月完工。经过两类缠丝机对比作业发现，S形与圆形一体化缠丝机的缠丝质量比普通圆形缠丝机的缠丝质量好，且可控性强。