（一）什么是索束

索束是一种柔性结构，它只能承受拉力。目前，索束标准抗拉强度已达到2000 MPa，为普通钢材的4.0～8.5倍。对于大跨度的斜拉桥和悬索桥而言，超高强度的索束结构是重要的承重构件。

对于斜拉桥而言，斜拉索主要有单根钢绞线、平行钢丝束、钢绞线束、封闭式钢缆，如图3-2-101所示。高强平行钢丝及钢绞线由于强度高，并且具有工厂制造、安装架设方便、易于锚固等优点，已成为现代斜拉桥主要的拉索结构。

■图3-2-101　斜拉索的基本类型

我国常用的制索材料主要为5～7mm的高强度钢丝。单根钢绞线由多根高强度钢丝绞合而成，而钢绞线束是多根钢绞线平行或经轻度扭绞而成。平行钢丝束是将若干根钢丝平行并拢，同心同向作轻度扭绞（扭绞角2°～4°），再用包带扎紧，最外层直接挤裹PE（聚乙烯）护套作为防护。

对于悬索桥而言，主缆的每根镀锌钢丝的直径一般为5 mm左右。根据缆索受力大小和钢丝的强度确定需要的钢丝数量，而每束锚固钢丝的根数则要根据主缆架设方法确定。一般采用空中纺线法（AS法）架设的束股可达300～500根钢丝，而采用预制平行索股法（PPWS法）架设的束股一般根据跨度和拽拉设备能力等确定，每股钢丝束可采用61、91、127、169根等组成稳定的六边形，如图3-2-102所示。

■图3-2-102　主缆束股示意图

（二）斜拉桥的斜拉索安装方法

一般索束均为成品构件，由制造工厂直购至现场安装，安装分为挂索和张拉两个阶段。挂索是将索的两端分别穿入梁上和塔上预留的索孔，并初步固定在索孔端面的锚板上；张拉是用千斤顶对斜拉索的索力进行调整，其大小由设计和监控单位根据线形确定。

大部分斜拉桥都采用塔上张拉的方式，也有部分斜拉桥采用梁上张拉。若斜拉索在梁端张拉，则先将索在塔端安装；反之，则先在梁端安装。在梁端安装与在塔端安装的步骤基本相同。

1.平行钢丝索斜拉索的安装方法

通常将成品索采用钢结构索盘将索卷盘，然后运输至工地，提升到梁面后，利用索盘进行放索，如图3-2-103、图3-2-104所示。

■图3-2-103　立式索盘放索示意图

1—拉索；2—索盘；3—锚头；4—卷扬机牵引；5—制动装置；6—支架

■图3-2-104　水平索盘放索示意图

1—拉索；2—索盘；3—锚头；4—卷扬机牵引；5—制动装置；6—托盘；7—导向滚轮

为了避免索在移动过程中与桥面等直接接触而受到损坏，当索上桥面后，以索不接触桥面为原则，每隔一定距离放置一个单轴放索小车，由放索小车载索前移。图3-2-105所示为梁面放索施工现场。

平行钢丝索两端配有锚具，挂索时借助卷扬机，将锚具拉出索孔后固定。

当索长大于100 m、重力超过50 kN时，直接用卷扬机将锚具拉出洞口有一定困难。这时，可以将张拉用的刚性连接杆先装在斜拉索锚具上，用卷扬机拉至连接杆露出千斤顶的后方，由千斤顶接替卷扬机继续牵引，完成挂索。

■图3-2-105　梁面放索施工现场

对于较长较重的斜拉索，由于卷扬机的牵引力有限，刚性连接杆的长度需要相应加大，可以由几节组成，千斤顶拉出一节，便卸去一节。

对于特长特重的斜拉索，刚性连接杆的长度也不能太长，可以在塔上的索孔中先穿入一束由若干根钢绞线组成的柔性牵引索，并在千斤顶上附设一套钢绞线束的牵引装置。卷扬机将拉索提升至连接杆到达索孔入口附近，与柔性牵引索连接，利用千斤顶将连接杆拉入索孔，如图3-2-106所示。

■图3-2-106　斜拉索分步牵引示意图

1—索塔；2—已安装斜拉索；3—柔性牵引索；4—刚性连接杆；5—拉索锚头；6—待安装斜拉索；7—千斤顶；8—卷扬机牵引；9—滑轮

2.钢绞线斜拉索的安装方法

钢绞线斜拉索索体一般由多股无黏结高强度低松弛平行镀锌钢绞线组成，外层装有HDPE（高密度聚乙烯）护套管。相对于平行钢丝斜拉索的笨重，钢绞线斜拉索的“单根安装，单根张拉”的施工技术就显得非常轻松。另外，平行钢丝斜拉索需要整根拉索进行调索或换索，施工相对困难，而平行钢绞线斜拉索是一根根钢绞线独立锚固的，可以单根钢绞线调整索力，也可以逐根钢绞线进行换索。但平行钢绞线斜拉索对施工技术水平要求较高，施工前和施工过程中均需要进行详细、准确、科学的施工计算和施工控制。

对于钢绞线斜拉索，在挂索时要先将斜拉索的HDPE护套管悬挂起来，然后逐根穿入钢绞线，用单根张拉的小型千斤顶调整好每根钢绞线的初始拉力，最后用群锚千斤顶整体张拉。钢绞线斜拉索挂索如图3-2-107所示。HDPE护套管安装实物如图3-2-108所示。(www.daowen.com)

■图3-2-107　钢绞线斜拉索挂索示意图

■图3-2-108　HDPE护套管安装实物

（三）悬索桥主缆的安装方法

悬索桥的主缆是悬索桥的重要受力构件，为便于紧缆后将主缆压挤为圆形，减少主缆的孔隙率，主缆截面通常按照六边形或者近似六边形配置、排列。

主缆根据其不同架设方式也可分为空中纺线法（AS法）和预制平行索股法（PPWS法），采用这两种方法架设的主缆截面如图3-2-109所示。前者多在美国和欧洲等地采用，后者多在中国和日本等亚洲国家采用。架设主缆都要先进行猫道的安装。

■图3-2-109　主缆截面

AS法的特点是主缆钢丝逐根牵引或几根（一般最多4根）一起牵引，然后编束。相对于PPWS法而言，其所用牵引机械动力较小，而且可以编成较大的索股，因而锚头数量可以少些，但其设备一次性投资较大，而且制缆的质量相对于PPWS法要低，空中作业时间也相对较长。

PPWS法的特点是制缆质量高，但牵引系统所需动力相对较大。

1.猫道架设

悬索桥主缆架设前，需要在两侧锚碇、主塔之间设置施工临时通道，其结构断面呈U形，狭长，走在上面摇摇晃晃的，故称为“猫道”。猫道是悬索桥上部构造施工最重要的高空工作通道和临时作业场地，线形平行于主缆线形。在主缆施工期间，猫道作为索股牵引、调整、主缆紧固、主缆缠丝防护等施工的作业平台。猫道的主要组成部分如图3-2-110所示。

■图3-2-110　猫道示意图

■续图3-2-110

图3-2-111为杨泗港长江大桥猫道安装施工现场。

■图3-2-111　杨泗港长江大桥猫道安装施工现场

2.空中纺线法（AS法）

空中纺线法是用纺轮在两端锚碇的靴跟间将钢丝反复展放成环状的一束，然后再将数十束钢丝捆扎成一根主缆。纺轮每次可带1根钢丝，也可带几根（一般最多4根）。空中纺线法送丝工艺如图3-2-112所示。

■图3-2-112　空中纺线法送丝工艺示意图

3.预制平行索股法（PPWS法）

预制平行索股法是在工厂将钢丝制成束，用卷筒运至桥位，安装在一侧锚碇的钢丝束卷轮上，通过液压无级调速卷扬机，用拽拉器将钢丝束一端吊起拉向对岸。每根钢丝束都要进行张拉、移设就位、固定和调整，最后用紧缆机将钢丝束挤紧为圆形，形成主缆。因此，主缆安装分为索股架设、索股挤紧和主缆防护三个阶段。

（1）索股架设：将在工厂制造好的一根根索股通过牵引装置安装到塔顶的索鞍里。某桥索股牵引系统如图3-2-113所示。

■图3-2-113　某桥索股牵引系统示意图

（2）索股挤紧：由专制的挤紧机将安装好的较松散的索股压紧成密实的圆形截面。主缆挤紧如图3-2-114所示。主缆紧缆前后的截面比较如图3-2-115所示。

■图3-2-114　主缆挤紧

■图3-2-115　主缆紧缆前后的截面比较

（3）主缆防护：将镀锌钢丝通过专制的缠丝机把挤紧后的主缆密布缠绕后，再用其他涂装产品制作成主缆的防护外衣。根据国内外悬索桥的施工实例，缠丝的开始时间可在桥面铺装之前或之后，关键是要根据缠丝后主缆的缆径变化合理确定缠丝机的张力。图3-2-116所示为主缆缠丝机作业。

■图3-2-116　主缆缠丝机作业