1915恰纳卡莱大桥系列06——主缆安装设备、紧缆机及缠丝机

Alistair Moss

1 引言

DLT 工程公司为1915恰纳卡莱大桥项目主缆的安装提供了专业设备。

包括用于安装预制平行索股（PPWS）的所有设备。除主卷扬机系统外，DLT还提供各种辅助卷扬机、放线机、卷扬机导绳轮、水平和垂直转向滑轮以及尼龙PPWS滚筒。

DLT还提供了用于在安装预制平行索股后紧缆的紧缆机，以及用于在完成的主缆上缠线的缠丝机。

DLT提供现场支持服务，以协助PPWS安装设备、紧缆机和缠丝机的操作。提供的所有设备都是为本项目定制的。

2 PPWS安装牵引系统

大型悬索桥在如此短的时间内的施工完成意味着需要复杂的计算机控制牵引系统。

为确保以低成本实现安全、快速和可靠的运行，提供了卷扬机和卷线盘的组合，见图1和图2。

图1：卷线盘

图2：卷扬机

组合减少了设备的整体尺寸，运输和安装更便宜、更容易。

卷扬机成对工作，每个提供高达300kN的拉力。

一对位于桥梁北侧，一对位于桥南侧，形成往复式牵引系统。该系统的索总长超过14km。

卷线盘卷筒的最大容量为4700m或27吨直径为37.5mm的钢丝绳。

控制系统提供完全可编程的拉力和速度控制。正常运行速度为30m/min，可用速度高达50m/min。

项目现场根据我方客户DLSY JV的规范开展了以下工作：

首先，卷扬机位于桥的两侧，由于重新设置主牵引位置较为耗时，因此每天仅允许从亚洲锚碇进行一次牵引。

猫道安装完成后，将欧洲一侧的卷扬机重新设置到亚洲侧锚碇，并配置为更永久的布置，如图3和4所示。

图3：永久牵引系统布置

这样需要安装2个卷扬机。一旦一个PPWS束被拖过桥梁，下一个PPWS束就可以连接并开始牵引，而不会停机。

图4：亚洲锚碇南侧卷扬机布置

整个系统由位于亚洲锚碇侧的控制室控制，操作员可以全面查看卷扬机设备。此外，DLT还提供了一个闭路电视系统，摄像机沿图5所示的PPWS安装路线全长设置。

图5：牵引系统控制室

DLT在整个项目期间提供与设备相关的客户培训和现场支持服务。这是一个国际合作项目，来自英国、土耳其、印度、巴西、马来西亚、中国和韩国的主管、运营商和现场工人参加了这项工作。

图6：DLT提供支持和培训

图7：使用100kN卷扬机将PPWS束定位在主缆中

4个100kN卷扬机设置在锚碇处，以供常规使用。

这些卷扬机的一项任务是将牵引的PPWS束从尼龙卷筒中拉出，并将其放入主缆中的正确位置。

这需要很大的拉力，因此使用滑轮组来增加拉力。

锚碇处的卷扬机与在塔顶执行类似程序的150kN卷扬机一起使用，PPWS束可以以毫米精度进行定位和张拉。PPWS束在主缆中的定位如上图7所示。

3 塔顶卷扬机

在318m主塔顶部安装了8台150kN卷扬机。这些卷扬机用于主缆施工的所有阶段，包括猫道架设、主缆拉力调整以及沿着主缆拉动紧缆机。

图8：塔顶卷扬机安装前的地面调试

图9：安装在318m主塔顶部的塔顶卷扬机

4 主缆放绳机

DLT提供了2台动力放绳机和2台无动力放绳机供现场使用。这些放绳机用于桥梁施工过程中使用的不同钢索。包括猫道承重索、轨道小车牵引索和循环拽拉索。最大容量长4米、直径3.3米和重量55吨。

当转筒被调出时，控制系统需要能够将下面看到的出口导向器调整到相应的速度和位置，因此伺服电机与软件结合使用，为操作员提供可重复的精度和易用性。

图10：塔顶主缆牵引系统滑轮

图11：首条PPWS束

5 紧缆机

为安装主梁吊机，需要完成主缆的紧缆。

图12：动力放绳机-配有一个牵引绳卷筒（直径37.5mm–长度4700m）

为了实现令人难以置信的建设目标，DLSY（总承包商）购买了8台DLT的紧缆机。

采用这种方法，可以在主缆沿线的不同位置同时进行紧缆。

这对于实现计划至关重要，因为主缆紧缆是关键节点。

图13显示了工厂测试期间的紧缆机。我们的所有设备都经过广泛的工厂验收测试程序。

图13：工厂测试期间的紧缆机

每台紧缆机由6台250t的环形压缩千斤顶组成。

图14：功能测试期间紧缆机手持控制器的显示器

DLT使用了一系列传感器和控制器，以确保主缆最终尺寸和PPWS紧缆率在严格的桥梁设计公差范围内。

6 缠丝机

同样，为了实现非常短的施工计划，有必要在主梁安装完成之前开始主缆缠丝工作。

这是因为DLT创新的龙门架自拆卸系统，这意味着一旦龙门架从主跨跨中移向主塔，缠丝机就可以安装并开始绕线。

与紧缆机一样，提供了8台缠丝机，以确保主缆缠丝能够在尽可能短的时间内完成。

图15：紧缆机安装在主桥主缆跨中

制作了一个定制的试验台，以30度角测试所有紧缆和缠丝机，见图16。

图16：工厂测试期间的缠丝机

每台缠丝机使用2台400kg的3.5mm圆钢丝绕线管，用于包裹PPWS主缆。缠丝拉力可调节至3kN，最大缠绕速度为210mm/min。

图17：缠丝机张拉装置

图18：主缆缠丝

缠丝机张拉装置如图17所示。

缠丝机是自行推进的，设计用于通过主梁吊机索夹，索夹长达5.1米。

7 结语

DLT接下了为一座桥梁设计和提供创新主缆架设设备的挑战，该桥在竣工时创造了主跨超过2000米的世界纪录。

为了达到创纪录的施工时间，DLT的设备设计和交付时间都很紧迫。

尽管大流行病影响了项目的各个阶段，但DLT工程师提出了创造性的想法，开发了最先进的设备，并在现场进行了制造、测试和使用，最后成功完成桥梁的架设。

在几个流行病限制条件下提供现场支持更具挑战性，但DLT工程师的持续付出确保了主缆架设的安全完成。