部分斜拉橋斜拉索錨固與施工工藝技術(shù)

龐建軍

0 引言

部分斜拉橋亦稱矮塔斜拉橋[1]，是介于斜拉橋和連續(xù)梁橋之間的一種新型橋型。部分斜拉橋主梁自身剛度較大，能夠承擔(dān)大部分荷載效應(yīng)，斜拉索對主梁起到一定程度的幫扶作用，使其具有斜拉橋和連續(xù)梁橋的雙重結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。文中將探討部分斜拉橋斜拉索的錨固與施工工藝技術(shù)，對同類型橋的設(shè)計(jì)和施工具有一定的參考價(jià)值。

1 部分斜拉橋斜拉索的錨固技術(shù)

1.1 斜拉索在塔上的錨固

目前部分斜拉橋斜拉索在塔上錨固主要有鞍座方式和錨箱方式兩種。鞍座方式主要有雙套管式[2]和分絲管式[3]。雙套管鞍座是將斜拉索從內(nèi)套管穿過，內(nèi)套管內(nèi)鋼絞線剝皮洗凈并以一束布置，斜拉索張拉后在內(nèi)鋼管和塔柱外側(cè)錨固裝置內(nèi)壓漿。采用此種方式構(gòu)造簡單，施工方便，拉索更換也方便，其缺點(diǎn)是:1)數(shù)股鋼絞線在一根鋼管內(nèi)，施工時(shí)存在鋼絞線間會相互擠壓、扭鉸等因素，導(dǎo)致套管和套筒內(nèi)鋼絞線在外部拉力作用下受力不明確;2)內(nèi)外管徑尺寸矛盾。為了減少外管下混凝土的局部應(yīng)力，要求內(nèi)外管間的接觸面要寬，即內(nèi)外管直徑差不能太大;為了換索方便，要求內(nèi)外管直徑差不能太小;3)內(nèi)套管內(nèi)鋼絞線下部壓漿不可能均勻密實(shí)，鋼絞線容易受到腐蝕，嚴(yán)重影響斜拉索使用耐久性。分絲管鞍座是在塔內(nèi)預(yù)埋分絲管，塔內(nèi)分絲管以集束方式布置，帶PE護(hù)套的鋼絞線穿過分絲管后在塔外側(cè)錨固，管內(nèi)不壓漿，錨固套筒內(nèi)壓漿以錨固斜拉索，平衡斜拉索所受外力。該錨固方式受力明確，且鞍座下局部應(yīng)力小;但分絲管構(gòu)造加工和施工上相對復(fù)雜，成本較高。部分斜拉橋錨箱錨固和常規(guī)斜拉橋類似。鋼箱一般采用鋼構(gòu)件，其優(yōu)點(diǎn)是施工簡單，錨固可靠;其缺點(diǎn)是設(shè)計(jì)制作復(fù)雜，耗費(fèi)鋼材，造價(jià)高。上述三種錨固方式，錨箱方式較貴，分絲管鞍座次之，雙套管鞍座最便宜。

1.2 斜拉索在梁上的錨固

斜拉索在主梁上的錨固要求有:連接方式必須安全可靠;拉索索力傳遞到主梁的傳力路徑要明確簡捷;便于施工、養(yǎng)護(hù)和更換等。拉索錨固區(qū)按錨固點(diǎn)位于主梁的位置可分為:1)錨固在梁中心頂板上。斜拉索直接錨固于箱梁頂板上或?qū)㈠^固位置設(shè)在腹板與橫隔梁交叉處。對于單索面的箱梁(如國內(nèi)漳州戰(zhàn)備橋)常采用這種錨固方式。由于錨頭位于箱梁內(nèi)，要求梁高不能太低。2)錨固于梁體兩側(cè)。對于雙索面的經(jīng)常采用主梁兩邊作實(shí)體錨固區(qū)進(jìn)行錨固。實(shí)體錨固區(qū)的厚度一般約為 0.8m，寬度約為 1m。此種錨固方式，拉索對結(jié)構(gòu)體系提供較大的抗扭剛度，有利于結(jié)構(gòu)的偏載受力和抗風(fēng)穩(wěn)定。3)錨固于箱梁內(nèi)。主梁箱梁內(nèi)對實(shí)體錨固區(qū)進(jìn)行錨固，同時(shí)一般在錨固處設(shè)置一橫梁。如日本的沖原橋和保津橋[2]。

2 部分斜拉橋斜拉索組成和施工工藝

2.1 斜拉索的組成和工藝流程圖

部分斜拉橋斜拉索由錨固段+過渡段+自由段 +塔柱內(nèi)段+自由段+過渡段+錨固段組成。斜拉索施工工藝流程見圖 1。

2.2 下料控制

下料前應(yīng)對下料總長進(jìn)行復(fù)核計(jì)算;鋼絞線下料時(shí)要精確測量，確保下料長度滿足要求并在計(jì)算數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上預(yù)留 20 cm左右富余長度，方便穿索張拉施工。

2.3 斜拉索安裝控制

斜拉索采用單根安裝、張拉的方法施工。安裝時(shí)每根鋼絞線先利用塔吊將索提至索鞍處側(cè)面，人工將索穿過索鞍，并沿HDPE套筒穿至錨頭處，然后將索尾端拉起，自上而下穿過另一側(cè)HDPE套管，調(diào)整好鋼絞線在索鞍處的位置，將一側(cè)的標(biāo)志點(diǎn)對齊，用軟木楔打入內(nèi)套管中將鋼絞線擠緊定位，之后將兩張拉端穿入錨具，等待張拉。

2.4 HDPE套管安裝

套管在工廠分節(jié)制作，現(xiàn)場正常安裝焊接。采用先掛索后安裝，首先是將每索鋼絞線穿過索鞍并調(diào)整好位置后，將互相扭鉸的鋼絞線理順平行，然后順張拉端用簡易索夾整索，通過兩個(gè)簡易索夾交替握放，利用卷揚(yáng)機(jī)將套管逐鉗子安裝、焊接、拉升。

2.5 斜拉索張拉

斜拉索采用平行環(huán)氧鋼絞線加夾片式群錨體系，張拉時(shí)，先用等值張拉法進(jìn)行單根張拉，然后整體張拉至設(shè)計(jì)噸位。

斜拉索張拉采用單根掛索、單根張拉的方法施工，如圖2所示。

2.6 防護(hù)施工

斜拉索張拉完畢后及時(shí)進(jìn)行防護(hù)罩、減振器安裝。梁下錨頭在防護(hù)封閉前要用空壓機(jī)吹風(fēng)干燥。索鞍壓漿由一端向另一端壓注。HDPE套管上口及張拉端預(yù)埋鋼管上口采用聚氨酯泡沫加防水布處理，防止雨水進(jìn)入。

3 結(jié)語

本文主要介紹了目前部分斜拉橋斜拉索的錨固方式，并結(jié)合江蘇某部分斜拉橋，介紹其斜拉索的施工工藝。部分斜拉橋作為一種較新的橋型，在經(jīng)濟(jì)性能和美觀方面有一定的優(yōu)勢，必將在城市橋梁中具有廣闊的發(fā)展空間。

[1] 劉世忠，歐陽永金.獨(dú)塔單索面部分斜拉橋力學(xué)性能及建設(shè)實(shí)踐[M].北京:中國鐵道出版社，2006.

[2] 陳從春.矮塔斜拉橋設(shè)計(jì)理論核心問題研究[D].上海:同濟(jì)大學(xué)，2005.

[3] 李文獻(xiàn).OVMAT矮塔斜拉橋拉索體系的研究與應(yīng)用[J].預(yù)應(yīng)力技術(shù)，2006(3):64-66.

[4] 薛海斌.斜拉索測試分析[J].山西建筑，2010，36(2):342-343.