高斜塔柱豎向預(yù)應(yīng)力施工經(jīng)驗(yàn)

[摘要] 結(jié)合廈門園博園斜拉橋索塔柱的施工，詳細(xì)介紹了在高達(dá)66米的小截面、雙向傾斜塔柱中實(shí)施豎向預(yù)應(yīng)力的施工經(jīng)驗(yàn)。

[關(guān)鍵詞] 高索塔柱 豎向預(yù)應(yīng)力 施工經(jīng)驗(yàn)

廈門園博園內(nèi)的樞星橋，橋上交通、橋下通航，是迎接2007年第六屆中國(guó)國(guó)際園林花卉博覽會(huì)的主要景點(diǎn)構(gòu)筑物之一。在橋梁結(jié)構(gòu)上顯得輕巧、精致。主塔為倒Y型雙向傾斜，采用不對(duì)稱雙索面混合梁斜拉，塔梁固結(jié)。全橋成形后，由主塔實(shí)施豎向預(yù)應(yīng)力作最后定位。在我國(guó)斜拉橋的施工方面，積累了新的施工經(jīng)驗(yàn)。

1 工程概況

樞星橋主塔柱為分段澆筑而成的預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，為減小成橋前后產(chǎn)生的混凝土拉應(yīng)力，塔柱中、上部布置了8根15-22型的豎向后張預(yù)應(yīng)力鋼束，分兩次張拉來(lái)調(diào)整塔柱結(jié)構(gòu)內(nèi)的拉應(yīng)力。

主跨梁側(cè)布置4根短預(yù)應(yīng)力鋼束，長(zhǎng)22.268m和22.274m，標(biāo)高在1～20.6m，單根重達(dá)0.55t；邊跨梁側(cè)布置4根長(zhǎng)預(yù)應(yīng)力鋼束，長(zhǎng)65.606m和65.820m，標(biāo)高在3.1～65.1m，單根重達(dá)1.6t；索塔柱下端為固定端，上端為張拉端，預(yù)應(yīng)力孔道為φ127mm熱軋無(wú)縫鋼管。隨塔柱傾斜成倒Y型布設(shè)，折線形彎曲，距主塔外表面30cm。詳見圖1。

2 豎向預(yù)應(yīng)力鋼束的施工

2.1 材料選擇、檢驗(yàn)與下料

2.1.1 預(yù)應(yīng)力鋼束張拉前，鋼絞線、錨具和配件按圖紙規(guī)定，全部或抽樣檢驗(yàn)，符合設(shè)計(jì)要求后方可使用。預(yù)應(yīng)力鋼束均采用直徑15.24mm、標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度為1860MPa鋼絞線，每束控制張拉力為4296.6MPa。

2.1.2 預(yù)應(yīng)力鋼絞線進(jìn)場(chǎng)后進(jìn)行分批驗(yàn)收（每批不大于60t）。核檢其質(zhì)量證明書、包裝方法及標(biāo)志內(nèi)容，并在監(jiān)理旁站下按取樣標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其抗拉強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率等力學(xué)性能進(jìn)行驗(yàn)檢。錨具必須有出廠證明書，進(jìn)場(chǎng)時(shí)按規(guī)定取樣，進(jìn)行外觀檢查和硬度檢驗(yàn)。鋼絞線與錨具組裝件的錨固效率要大于95%。

2.1.3 下料

下料長(zhǎng)度＝理論長(zhǎng)度＋千斤頂工作長(zhǎng)度＋工具式過(guò)渡板長(zhǎng)度＋預(yù)留長(zhǎng)度。鋼絞線下料場(chǎng)地要平整，地面上鋪木板或彩條布，以防磨傷鋼絞線。下料要力求準(zhǔn)確，誤差控制在0～+10cm，減少浪費(fèi)，下完料后分長(zhǎng)度編號(hào)掛牌，妥善保管，防止銹蝕。

2.2 預(yù)應(yīng)力管道安裝

豎向預(yù)應(yīng)力管道隨節(jié)段施工和勁性骨架同步安裝，在塔柱內(nèi)成空間折線型布設(shè)，預(yù)留引束鋼絲。管道采用“#”字形架立筋定位，直線段間距0.8m，曲線段間距0.5m。折角處無(wú)縫鋼管采取多道切割半小口，在切口打磨后進(jìn)行折彎并焊接，形成圓曲線，同時(shí)在折角處的索塔柱外壁設(shè)置防崩鋼筋。

2.3 固定端錨具安裝

塔柱施工第1、2節(jié)段時(shí)，分別設(shè)置預(yù)留孔及埋設(shè)部分固定端錨具，分絲板暫不埋設(shè)，預(yù)留孔的長(zhǎng)×寬×深為50×35× 50cm。固定端錨具和鋼絞線先拖出塔體外P錨，然后再緩慢提升鋼絞線，并將錨具安裝到預(yù)留孔內(nèi)封錨。

2.4 穿束

短預(yù)應(yīng)力鋼束采用從上往下穿，利用塔吊配合，整束安裝。長(zhǎng)預(yù)應(yīng)力鋼束采用從下往上穿，在塔柱頂端設(shè)卷?yè)P(yáng)機(jī)，分批分次提升鋼絞線，每次2～3根，困難時(shí)也采用單根提升。

2.5 預(yù)應(yīng)力施工

短預(yù)應(yīng)力鋼束每次單根張拉，長(zhǎng)預(yù)應(yīng)力鋼束整束一次張拉。

2.5.1 鋼束張拉順序

索塔柱施工過(guò)程中，為抵消部分雙向傾斜產(chǎn)生的塔柱內(nèi)拉應(yīng)力，先張拉短鋼束：N6+N8、N5+N7；對(duì)稱張拉主跨端內(nèi)側(cè)的N6和N8鋼束后，再對(duì)稱張拉主跨端外側(cè)的N5和N7鋼束。

完成不對(duì)稱雙索面混合梁斜拉后，在橋面系施工前再?gòu)埨L(zhǎng)鋼束：N2+N4、N1+N3；先對(duì)稱張拉邊跨端內(nèi)側(cè)的N2和N4鋼束，再對(duì)稱張拉邊跨端外側(cè)的N1和N3鋼束。

標(biāo)高3.1m處主塔柱截平面預(yù)應(yīng)力鋼束布置見圖2（單位：cm）。

2.5.2 鋼束張拉準(zhǔn)備

主塔柱混凝土階段性施工完畢，標(biāo)高分別在20.6m和65.1m，在強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的90%以上時(shí)，才可進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉。其中長(zhǎng)鋼束的張拉還應(yīng)安排在主、邊跨橋梁斜拉索施工安成之后。

張拉設(shè)備選擇及標(biāo)定。根據(jù)設(shè)計(jì)要求的最大張拉力及鋼絞線伸長(zhǎng)值，選用YDC－2000穿心式千斤頂及配套油泵，千斤頂最大行程為200mm。設(shè)備進(jìn)場(chǎng)前委托檢測(cè)機(jī)構(gòu)對(duì)千斤頂與壓力表進(jìn)行配套校驗(yàn)和標(biāo)定，并確定張拉力與壓力表讀數(shù)之間的關(guān)系曲線。張拉前，由技術(shù)部門根據(jù)千斤頂檢定報(bào)告，編制張拉參數(shù)對(duì)照表。由持證上崗的張拉技師操作，技術(shù)、監(jiān)理人員全過(guò)程旁站。張拉設(shè)備由專人負(fù)責(zé)保管，經(jīng)常維護(hù)并定期校驗(yàn)。

2.5.3 鋼束預(yù)應(yīng)力張拉

張拉采用引伸量和張拉力雙控，并以引伸量為主要控制。 對(duì)稱張拉時(shí)，兩千斤頂同步之差不得大于油表讀數(shù)的最小分格，張拉索力誤差小于±2%。

不論是初張力，還是復(fù)測(cè)、調(diào)索的張拉，凡不符合主塔柱軸向所規(guī)定的允許偏差時(shí)，必須向監(jiān)理工程師報(bào)告，并由設(shè)計(jì)、監(jiān)理、施工及監(jiān)控共同確定調(diào)整方法，進(jìn)行調(diào)整。

3 回顧與小結(jié)

3.1 受索塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的影響，豎向預(yù)應(yīng)力管道布成空間曲線狀，采取預(yù)應(yīng)力管道分節(jié)與勁性骨架同時(shí)施工的辦法，可以克服塔柱截面四周密布間距為15cm的雙排Φ32鋼筋和勁性骨架，給預(yù)應(yīng)力管道準(zhǔn)確定位帶來(lái)困難。曲線段預(yù)應(yīng)力鋼管采取切割后重新焊接進(jìn)行過(guò)渡，但必須做氣密性檢查，以防止漏漿。

3.2 預(yù)應(yīng)力鋼束固定端錨具預(yù)留孔，受截面鋼筋布置密度影響，不宜過(guò)大，否則要切割太多鋼筋，影響結(jié)構(gòu)受力。一般每孔切割2排（4根）鋼筋即可，還要在周邊進(jìn)行同等補(bǔ)強(qiáng)。固定端采取塔體外擠壓式P錨，預(yù)應(yīng)力鋼束安裝好后放入預(yù)留孔內(nèi)就位，再進(jìn)行封錨。既便于從下往上穿鋼絞線，又可以提高P錨質(zhì)量，是解決預(yù)留孔內(nèi)穿索難題的好方法。

3.3 利用塔吊的懸臂凈高，借助自重從上往下穿鋼束，對(duì)豎向預(yù)應(yīng)力管道折彎不是太多的短鋼束，可以較大地提高工效。而當(dāng)預(yù)應(yīng)力管道較長(zhǎng)折彎較多時(shí)，采用卷?yè)P(yáng)機(jī)從下而上分批次穿鋼絞線，能有效克服鋼絞線自重、摩擦、彎曲度和空間密度小帶來(lái)的阻力，提高穿索工效。豎向鋼絞線每次向上穿索，要設(shè)二道固定在勁性骨架上的約束，以防滑索至下口崩出傷人。

3.4 由于索塔柱為雙向傾斜，塔體在自重作用下對(duì)塔柱產(chǎn)生彎矩，相應(yīng)截面存在拉應(yīng)力。短預(yù)應(yīng)力鋼束每次單根張拉時(shí)，同對(duì)數(shù)張拉力相差不能太懸殊，一般股數(shù)差控制在兩根之內(nèi)。鋼束的張拉要對(duì)稱進(jìn)行，以確保兩塔肢能順利合攏。

4 結(jié)語(yǔ)

位于廈門杏林灣園博園內(nèi)的樞星橋，由中鐵二十四局集團(tuán)福建鐵路建設(shè)有限公司承建，于2006年7月開工，2007年8月竣工。此橋設(shè)計(jì)新穎，采用不對(duì)稱斜拉以擬出海濱景觀的三角帆造型，主索塔形成雙向傾斜狀，兩段豎向預(yù)應(yīng)力鋼束能很好地解決主塔在施工過(guò)程和成橋以后塔柱內(nèi)拉應(yīng)力偏大的問(wèn)題。特別是長(zhǎng)預(yù)應(yīng)力鋼束，從空間曲折預(yù)應(yīng)力管道的安裝、穿束，到65米高空狹窄工作面上實(shí)施后張預(yù)應(yīng)力施工，都積累了值得借鑒的施工經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 周水興，何兆益，鄒毅松等. 路橋施工計(jì)算手冊(cè)[M]. 北京: 人民交通出版社，2006: 327～352.

[2] 張俊義. 橋梁施工常用數(shù)據(jù)手冊(cè)[M]. 北京:人民交通出版社，2005: 487～533.