大跨徑斜拉橋換索工程實踐

袁蘭蘭

（舟山市大陸連島工程指揮部，浙江舟山316000）

1 工程概況

該橋為一座7跨連續半漂浮體系混合式斜拉橋，主跨580 m，主梁采用扁平流線型鋼箱梁，全橋共有斜拉索168根，斜拉索采用梁上銷鉸錨固，塔上單端張拉方式，橋跨布置見圖1。由于外界因素產生的意外事故，導致J2斜拉索外包PE護套破損，雨水流入索體致使鋼筋銹蝕（見圖2），從而嚴重影響斜拉索的使用性能，為確保大橋安全運營，及時更換該索是必要的。

2 換索前的監測

橋梁結構的內力狀態主要由索力以及主梁重量分布決定，主梁標高的測量反映了主梁的線型，同時也可為斜拉索索長設計提供依據，因此，工程開始前先對上述項目進行了檢測。

2.1 檢測方法

（1）檢測儀器

本次檢測工作采用DH5960無線索力測試儀測試斜拉索頻率，采用LEICADNA03電子水準儀測量主梁高程，采用水銀溫度計測量工程現場環境和結構的溫度。

（2）測點布置

在A塔邊跨和中跨各對稱布置5組測點，對索力和標高進行測試，如圖3所示。編號原則為橫橋向分為南北兩側，分別用S和N表示，縱橋向分中跨和邊跨，分別用C和S表示，例如需更換的J2索就表示為SC2。

2.2 測試結果

測試結果見表1。

表1 換索前的高程與恒載索力實測值

3 新索制造

在施工單位進行換索準備工作的同時，斜拉索生產廠家依據設計單位提供的數據對斜拉索及其結構組件進行了生產，材料采用和原索同樣材質的進口盤條，斜拉索鋼絲采用Φ7鍍鋅鋼絲，重量1 835 kg，采用雙層護套，內層為黑色高密度聚乙烯護套，外層為白色高密度聚乙烯護套，具體技術參數見表2。

表2 2#斜拉索新索技術參數

4 換索施工

換索施工的具體流程如下：

施工準備→索力及橋面標高測量→減振器裝置拆除→拆除原斜拉索→安裝新斜拉索→根據指令張拉調索→索力標高檢測，符合要求后減振器裝置恢復→設備拆除及橋面清理→恢復通車運行。

4.1 施工準備

4.1.1 橋面及下橫梁布置

在橋面及下橫梁處各設置1臺3 t卷揚機，施工時設置在下橫梁處的卷揚機鋼絲繩通過人孔從塔柱內穿行，導向點利用塔內原有導向位置，此卷揚機為主動力。橋面卷揚機從塔外穿行，在J3索上設置哈夫做為導向點，此卷揚機鋼絲繩通過滑車作為保險用動力。另外在橋面布置1輛16 t汽車吊配合換索施工。

4.1.2 塔內布置

塔內施工操作面利用塔內永久爬梯。千斤頂、撐腳、張拉桿、油泵車等張拉機具利用下橫梁處卷揚機提升到塔內J2索位置，安裝完成，為拆索做好準備。

4.1.3 塔外布置

首先從上橫梁向J2索、J3索塔外索套管位置搭設鋼管腳手架，搭設時腳手架與上橫梁的固定利用原有施工預留孔拉結固定的方法。待腳手架搭設完畢后，在3＃斜拉索上設置哈夫導向點，在J3索上設置哈夫吊點。哈夫導向點與索體接觸面放棉麻布保護PE層。

4.2 減震器拆除

經現場勘查，換索時需要將橋面內置及外置減振器拆除（見圖4）。橋面減振器拆除及恢復由原減振器廠家派專業技術人員現場指導進行。

主塔索套管內置減振器也需要拆除。拆除時利用J3索上哈夫吊點使用10 t的葫蘆將J2索位置微調，然后將減振橡膠塊及塑料泡沫取出。

4.3 原斜拉索拆除

橋面索力、標高測量完畢，減振器拆除完成，所有準備工作結束以后，開始進行拆索施工。

首先利用千斤頂將斜拉索拉到錨固螺母剛能擰動（此時通過油壓表記錄索力噸位與測試索力相比較），然后擰松錨固螺母，通過千斤頂回油將斜拉索原張拉索力完全釋放（見圖5）。此時將斜拉索再次錨固，拆除千斤頂，將塔內卷揚機鋼絲繩與斜拉索錨頭連接，準備向下放索。同時塔外卷揚機鋼絲繩通過設置在3＃索的哈夫導向點與2＃索哈夫吊點連接，作為保險使用。

安排專人對放索進行指揮，發出指令后塔內、塔外卷揚機同時啟動，開始放索。斜拉索放到橋面以后，拆除卷揚機鋼絲繩，然后利用橋面汽車吊將斜拉索錨固端從銷鉸件中拆除，完成拆索。

4.4 拆索后的橋面標高及其它索索力測試

在J2斜拉索被拆除后，依照換索前的監測方法對橋面標高和其余19根斜拉索的索力進行了測試，結果見表3。

表3 斜拉索拆除后的高程與恒載索力實測值

從換索過程監測的結果看，J2索拆除后，對應位置下撓了6 mm，理論上換索完成后應基本回位。

4.5 新斜拉索的安裝

采用“先塔端安裝，然后進行橋面梁端錨頭安裝、錨固，最后再塔上張拉”的施工方法。

斜拉索出廠時放置在索盤上，張拉端在外，然后直接從斜拉索制作加工廠使用汽車運輸到橋面換索位置。汽車吊將斜拉索及索盤吊到橋面放置。

首先將塔內卷揚機與新索張拉端連接，同時在新索上安裝哈夫吊點，并與塔外卷揚機連接作為保險，準備提升。由專人指揮，塔內塔外卷揚機同時啟動，將新索吊起，直至斜拉索錨固端拉出錨固齒塊面后將斜拉索錨固。

塔內錨固完成后，斜拉索橋面錨固端使用汽車吊配合神仙葫蘆完成安裝。斜拉索安裝完成。

4.6 張拉調索

塔內錨固完成后，拆除卷揚機與錨頭的連接，安裝千斤頂、張拉桿等裝置，根據監控指令對新索進行張拉調整，同時測量橋面標高。標高及索力測試見表4。

表4 新索張拉后的橋面標高與斜拉索索力實測值

通過換索前、拆索后和換索后的現場對橋面高程和斜拉索索力的測試結果來看，J2索拆除后，該索對應位置下撓6 mm，換索后高程基本回位，換索前后相差（抬高）1.6 mm。換索前J2索力實測值1 457 kN，換索后J2索力實測值1 376 kN，換索前后索力相差（減小）81 kN，約6%，考慮到高程已抬高1.6 mm，而且測試時拉索處于無阻尼器狀態，會存在一定的誤差，因此，測量結果滿足要求。

索力測試完成后，由原減振器生產廠家的專業技術人員與現場進行指導完成了減振器的恢復工作，并對大橋橋面及橋塔進行了清理及修整，至此，整個換索工程完全結束。

5 結語

從整個換索過程來看，由于施工單位技術熟練，并采用了先進的現場監控技術，使得本次換索工程進展順利。監控數據表明，換索前后索力、標高都能滿足設計要求。