赤峰橋斜拉索張拉施工技術(shù)

王冬 張偉

1 工程概況

天津市海河項(xiàng)目赤峰橋是一座獨(dú)斜塔三索面彎曲型鋼箱梁斜拉彎橋，全長(zhǎng)225 m，其中主跨為134 m，邊跨(50+41)m，橋面總寬度為39 m。天津赤峰橋作為一座造型獨(dú)特的斜拉橋結(jié)構(gòu)，其斜拉索和后背索索體均采用φ15.24高強(qiáng)低松弛平行環(huán)氧涂層鋼絞線群錨拉索，錨具采用OVM250拉索體系，均為可單根抽換式拉索構(gòu)造。全橋共設(shè)九對(duì)橋面斜拉索(見圖1)，其中主跨設(shè)有五對(duì)，分別為(M11，M21);(M12，M22);(M13，M23);(M14，M24)(M15，M25)。邊跨設(shè)有四對(duì)分別為(B11，B21);(B12，B22);(B13，B23);(B14，B24)。斜拉索穿過鋼箱梁，通過鋼錨箱錨固于鋼箱梁底板下。其固定端設(shè)在主塔頂部錨固段，張拉端設(shè)置在鋼箱梁底部。四根后背索分別為(BC11，BC21，BC12，BC22)，其固定端設(shè)置在主塔頂部，張拉端設(shè)置在背索承臺(tái)底部。為保證主塔在斜拉索拉力的作用下保持穩(wěn)定，在塔柱內(nèi)設(shè)置豎向預(yù)應(yīng)力鋼絞線，統(tǒng)稱為后張束(往后簡(jiǎn)稱“H”束)，H束共48束，分別為H1，H1’，H2，H2’，H3，H3’，H4，H4’，H5，H5’，H6，H6’。

表1 張拉過程分階段匯總表

2 體系轉(zhuǎn)換工藝

為了預(yù)防體系轉(zhuǎn)換過程中鋼箱梁受外力不均勻產(chǎn)生變形過大，我們按照設(shè)計(jì)圖的要求在體系轉(zhuǎn)換前做了兩項(xiàng)工作。1)將整個(gè)的張拉過程分成幾個(gè)階段(見表1)，根據(jù)不同階段的受力情況對(duì)該階段的索的拉力進(jìn)行調(diào)整，主要目的是保證在張拉索的過程中，對(duì)整座橋的受力進(jìn)行實(shí)施監(jiān)控。2)計(jì)算模型考慮的為實(shí)際結(jié)構(gòu)(鋼箱梁、索區(qū)混凝土、壓重混凝土、橋面鋪裝、欄桿、燈柱等)的重量。而在實(shí)際工程中，焊渣、焊縫以及其他雜物的重量難以精確計(jì)算，主橋?qū)嶋H重量要大于計(jì)算重量，因而其向下?lián)隙缺扔?jì)算所得數(shù)值會(huì)有所增加。考慮到以上因素的影響，將主跨最大撓度處的預(yù)拋值定為10 cm，其余各點(diǎn)均作相同比例的增加。

3 斜拉索施工工藝流程

斜拉索在施工前確定施工工藝流程是至關(guān)重要的(見圖2)。因此施工技術(shù)負(fù)責(zé)人要先將該工藝流程根據(jù)工程特點(diǎn)和設(shè)計(jì)、規(guī)范要求制定出來(lái)。召集各專業(yè)人員對(duì)施工工藝進(jìn)行研究、熟悉和交底。各專業(yè)的相互配合的好壞直接影響到工程的最后質(zhì)量。同時(shí)施工時(shí)的環(huán)境氣候?qū)π崩鞯挠绊懸彩遣荒芎鲆暤闹匾蛩亍?/p>

4 單根張拉

4.1 單根張拉

每根索的鋼絞線均逐根掛索后即用YLSD160-150千斤頂進(jìn)行張拉。在張拉前，還應(yīng)先安裝上單根張拉支座。

4.2 索力均勻性控制

為使每根索中各鋼絞線索力均勻，采用等張拉值法進(jìn)行張拉，即每根鋼絞線的拉力以控制壓力表讀數(shù)為準(zhǔn)，以傳感器讀數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。掛索前，將監(jiān)測(cè)傳感器安裝在一根不受外界影響的鋼絞線上，安裝順序?yàn)?支座墊板—傳感器—單孔工作錨。隨后張拉時(shí)每根鋼絞線的拉力是按當(dāng)時(shí)傳感器的顯示變化值進(jìn)行控制的。

通過以上索力控制，索力均勻性可控制在每根斜拉索的各股鋼絞線的離散誤差不大于理論值的±2%。

4.3 等值張拉法

斜拉索第一次張拉是通過單根張拉索力累積達(dá)到整束設(shè)計(jì)第一次張拉索力的，實(shí)際施工操作時(shí)按以下原則:1)第1，2根:為減少套管對(duì)單根張拉力造成過大的非線性影響，第1，2根鋼絞線用來(lái)承受外套管的自重，所以張拉力由該管的垂度確定;2)第3根:根據(jù)整束拉索索力平均之后由主梁及索塔的變形量進(jìn)行修正，使安裝完成之后單根索力累計(jì)值與設(shè)計(jì)接近，避免單根掛索之后索力大調(diào)整;3)第 i根:Ti=Ti－1－ Δi。其中，Δi為第 i根安裝時(shí)傳感器變化值;4)第1，2根補(bǔ)拉時(shí)按Ti=Ti－1－Δi控制方法確定。一般地，單根張拉力的確定(即第1根張拉力)按梁體結(jié)構(gòu)考慮:對(duì)鋼梁結(jié)構(gòu):F1=(1.1～1.2)F/n。其中，F(xiàn)為設(shè)計(jì)索力。采用此法進(jìn)行斜拉索張拉，同一根斜拉索的鋼絞線索力均勻性可控制在2%之內(nèi)。

4.4 低應(yīng)力錨固技術(shù)措施

當(dāng)單根掛索索力較小時(shí)，鋼絞線在低應(yīng)力工作狀態(tài)下工作。保證其夾持質(zhì)量和夾持效果對(duì)施工過程中的主體工程安全尤為關(guān)鍵，因此必須加強(qiáng)拉索低應(yīng)力錨固措施，具體措施如下:1)控制進(jìn)場(chǎng)拉索錨具產(chǎn)品質(zhì)量。2)單根張拉時(shí)嚴(yán)格控制夾片的安裝質(zhì)量，杜絕不規(guī)范的安裝工藝出現(xiàn)。3)盡量提高拉索初始控制應(yīng)力，最好可達(dá)0.15бb以上。4)單根張拉涉及臨時(shí)錨固，全部在連續(xù)張拉裝置內(nèi)完成，工作夾片不宜出現(xiàn)多次高應(yīng)力錨固的情況。5)單根鋼絞線頂壓采用專用頂壓器進(jìn)行逐根頂壓，按該鋼絞線工況下錨固應(yīng)力累加頂壓應(yīng)力控制，但總應(yīng)力不超過鋼絞線破斷力的0.45，一次性頂壓錨固，使夾片錨固后產(chǎn)生相當(dāng)于0.45бb應(yīng)力狀態(tài)下的夾持效果，使之能適應(yīng)在低應(yīng)力狀態(tài)下的錨固。6)防松裝置:安裝夾片防松裝置，用專用扳手將各空心螺栓旋緊，以隨時(shí)保持對(duì)夾片的壓緊力。

5 施工效果

通過在本工程采用等值張拉法的單根張拉工藝解決了國(guó)內(nèi)最大束群錨拉索的張拉困難，在斜拉索索體張拉后其整束索力值與設(shè)計(jì)成橋索力值最大偏差控制在2%以內(nèi)，使得成橋線型與設(shè)計(jì)線型相吻合，保證了成橋質(zhì)量和安全。

［1］ JT/T 775-2010，大跨度斜拉橋平行鋼絲斜拉索［S］.

［2］ JTJG/TD65-01-2007，公路斜拉橋設(shè)計(jì)細(xì)則［S］.

［3］ JTJ 027-96，公路斜拉橋設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

［4］ GB 18365-2001，斜拉橋熱擠聚乙烯高強(qiáng)鋼絲拉索技術(shù)條件［S］.

［5］ JTJ 041-2000，公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范［S］.

［6］ CJJ 2-2008，城市橋梁工程質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)［S］.

［7］ 周孟波，劉自明，王邦梅.斜拉橋手冊(cè)［M］.北京:人民交通出版社，2004.

［8］ 林元培.斜拉橋［M］.北京:人民交通出版社，2004.