矮塔斜拉橋工程中斜拉索安裝施工的索力控制方法

（中鐵二十四局集團(tuán)江蘇工程有限公司）

【摘要】矮塔斜拉橋工程中，斜拉索的施工是工程中最為重要的環(huán)節(jié)。尤其是在鋼索安裝與張拉的控制過程中，如果控制不到位將影響工程的質(zhì)量，以某工程中的施工工藝與張拉過程為例，可以看出過程控制是索力控制的重要基礎(chǔ)。

【關(guān)鍵詞】斜拉索橋梁；工藝分析；單根張拉；索力控制

1 工程概況

工程的位置在某市延安東路與第二污水廠的環(huán)境交叉口上，向南跨越清安河、大運(yùn)河交與正大東路，其總長度為1446m，路基與橋梁寬度一致，為28m。主橋?yàn)榭鐝?00m+160m+100m的雙塔雙索面預(yù)應(yīng)力混凝土部分斜拉橋，主梁采用單箱四室大懸臂截面梁。引橋的部分為預(yù)應(yīng)力混凝土組合箱梁，為9×30m、8×30m，長度為510m，橋梁的總體長度為870m，接線長度576m。

2 橋梁斜拉索工藝情況

2.1 斜拉索的基本技術(shù)參數(shù)與裝置結(jié)構(gòu)

每個(gè)塔柱內(nèi)斜拉索是橫向單排設(shè)置，利用的是高強(qiáng)度低松弛單層無粘結(jié)鍍鋅鋼絞線構(gòu)成的斜拉索結(jié)構(gòu)，單根的鋼絞線直徑為15.20mm，設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度為1770MPa。斜拉索模具是采用單根可換式群錨體結(jié)構(gòu)。斜拉索外包的是整圓護(hù)套，規(guī)格為直徑200mm，為保證斜拉索在施工中的完整，每根斜拉索在下端橋面2.5m高度內(nèi)包裹不銹鋼套管。

索塔上的索鞍采用的是鋼管組焊接分絲管式結(jié)構(gòu)，每一根分絲鋼管穿過鋼絞線。在索鞍的斜拉索出口位置設(shè)置抗滑脫的錨固裝置。

2.2 施工工藝分析

斜拉索體結(jié)構(gòu)為一種分段結(jié)構(gòu)，即自由錨固段、過渡段、自由段、抗滑錨固段、塔柱內(nèi)索鞍、抗滑錨固段、自由段、過渡段、錨固段。具體看施工的工藝為：

2.2.1 錨固段落施工：錨固階段主要是利用錨板、夾片、螺栓、密封裝置、防松脫裝置等構(gòu)成。在錨固段中夾片、錨板、錨固螺栓是主要部件需要重點(diǎn)控制，其中：密封裝置，主要的控制目的是防止漏油、防水等密閉作業(yè)。構(gòu)成為隔板、密封圈、密閉板、密封圈等構(gòu)成。同時(shí)在密封裝置內(nèi)注入防腐油脂對鋼絞線PE層損壞的部分進(jìn)行保護(hù)；放松裝置，這個(gè)裝置是利用鎖緊螺母和壓板組成，在鋼絞線單根張拉結(jié)束后安裝，可以對單個(gè)錨固夾片產(chǎn)生加緊，從而防止夾片出現(xiàn)松脫的情況；保護(hù)罩裝置，這個(gè)裝置在錨具后端安裝，同時(shí)內(nèi)部 注入專用的防護(hù)性油脂，主要對外露的鋼絞線進(jìn)行防護(hù)。

2.2.2 過渡段采用的是預(yù)埋管和錨墊板、減震器等構(gòu)成。預(yù)埋管和墊板在系統(tǒng)中是支撐構(gòu)件，在墊板的正下方設(shè)置排水設(shè)施，為了方便施工中進(jìn)行臨時(shí)排水；減震器的作用是對鋼索起到橫向減震作用，為了延長鋼索的使用年限。整項(xiàng)目中采用的是可調(diào)式的減震裝置，從而提高了減震器的效果。

2.2.3 自由段主要是利用帶有護(hù)套的無粘結(jié)鍍鋅鋼絞線、索箍、HDPE外套、梁段防水裝置、塔端連接裝置、梁端防護(hù)等構(gòu)成。其中無粘結(jié)的鍍鋅鋼絞線是拉索的受力部件；索箍是可以承受張拉力的鋼制索箍，是在緊索完成后進(jìn)行安裝的。作用就是讓無粘結(jié)的索體保持整體性；HDPE外套，是對鋼絞線起到保護(hù)的作用，工程中采用的是直徑200mm的整體圓管，HDPE連接采用的是專用焊機(jī)完成；塔端連接，因?yàn)橥馓譎DPE具有一定的脹縮性能，其主要對塔端HDPE自由熱脹冷縮提供必要的空間并起到密閉作用；梁端防護(hù)鋼管，在距橋面2.5m的位置設(shè)防護(hù)鋼管，主要防止距離橋面較近的位置的鋼拉索受到破壞或者對HDPE外套進(jìn)行保護(hù)。

2.2.4 防滑錨固段，其構(gòu)成是防滑錨固、錨固筒、減震器構(gòu)成，其中防滑錨是為了阻止因?yàn)閮蓚?cè)索力出現(xiàn)失衡的時(shí)候出現(xiàn)滑移；錨固筒安裝的位置是在塔外預(yù)埋的索鞍鋼墊板上，主要是為減震器起到支撐作用；減震器和前面的相似，減輕橫向震動(dòng)，延長鋼索壽命。

2.2.5 塔柱索鞍段，其實(shí)就是分絲管，分絲管是37根鋼管焊接所構(gòu)成的整體，預(yù)埋入混凝土塔中，斜拉索鋼絞線通過分絲管穿過塔身完成過渡。

3 斜拉索的單根張拉工藝

為了保證整個(gè)拉索系統(tǒng)的正常工作，在對每根鋼絞線進(jìn)行選擇的時(shí)候應(yīng)保證其符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，在張拉的過程中注重保持單根拉索的受力保證均衡，所以在張拉的過程中必須按照工藝要求進(jìn)行施工，具體的張拉過程如下：

3.1 單根張拉的應(yīng)力確定

第一根安裝傳感器的鋼絞線在張拉時(shí)其應(yīng)力按照設(shè)計(jì)初的張索力的平均值進(jìn)行計(jì)算，即乘以計(jì)算的超張系數(shù)進(jìn)行參數(shù)確定；單根鋼絞線索力的均勻性，為的是控制平行鋼絞線索制作安裝的關(guān)鍵步驟，工程中采用的等張拉力的方式對其過程進(jìn)行控制，將壓力傳感器安裝在張拉端的第一根鋼絞線上，以后每根鋼絞線施加的張拉力應(yīng)按照壓力傳感器的變化進(jìn)行控制；單根壓力傳感器的安裝順序?yàn)椋簜鞲衅髦Ъ馨惭b-傳感器-單孔工具錨具-工具夾片；在安裝中傳感體通過導(dǎo)線與顯示器相互連接，壓力變化值從相關(guān)的儀器中就可獲得。當(dāng)掛索完成后就可以拆除傳感器。

3.2 張拉施工

張拉端的鋼絞線上安裝臨時(shí)的夾片，同時(shí)安裝工程中應(yīng)用的千斤頂，并在鋼絞線相應(yīng)的部位做好測量的基點(diǎn)設(shè)置；此時(shí)通知固定端，并開始進(jìn)行張拉施工，加載到單根鋼絞線控制應(yīng)力的15%時(shí)測定初始伸長值；利用壓力表控制最后一級張拉力的大小，如果一個(gè)行程不能滿足其要求，通過連續(xù)張拉裝置的反復(fù)張拉，直至張拉到動(dòng)態(tài)控制應(yīng)力設(shè)定參數(shù)為止；第一根安裝壓力傳感器，按照控制應(yīng)力的100%進(jìn)行控制，同時(shí)實(shí)時(shí)記錄傳感器顯示的參數(shù)；其后的施工照此進(jìn)行循環(huán)；直至最后一根張拉完成后，拆除第一根鋼絞線上的傳感器，并且應(yīng)該按照其變化值進(jìn)行張拉錨固。

3.3 張拉中的要點(diǎn)

在單根掛索的時(shí)候，應(yīng)統(tǒng)籌控制各個(gè)掛索點(diǎn)的進(jìn)度，同時(shí)保證一節(jié)段梁上下游側(cè)兩鋼索的總體索力差在設(shè)計(jì)允許的范圍內(nèi)；張拉過程中到單根絞線的控制應(yīng)力的15%開始測量初始伸長值；當(dāng)張拉到該鋼絞線計(jì)算應(yīng)力相同的時(shí)候，開始手工安裝工作夾片，并采用專用工具進(jìn)行打緊，保證均勻并跟進(jìn)同步，并在進(jìn)行張拉的過程中及時(shí)記錄傳感器的顯示值，以此指導(dǎo)下一根鋼絞線的張拉；安裝夾片的時(shí)候應(yīng)保證一致的外露量且間隙、高差等都應(yīng)在相應(yīng)的控制參數(shù)，使其自錨的時(shí)候同步，保證索力均勻。

3.4 控制索力的均勻性

鋼絞線采用的是等張拉值的方法進(jìn)行施工，以此保證設(shè)計(jì)的要求；每一根鋼絞線的張拉應(yīng)力以壓力表的讀數(shù)為基準(zhǔn)，傳感器讀數(shù)進(jìn)行監(jiān)控；監(jiān)控傳感器安裝在某一根鋼絞線上，安裝順序?yàn)椋褐ё鶋|板-傳感器-單孔錨固；索力均勻性控制在±1%范圍；

3.5 安裝梁端放松裝置

單根鋼索張拉完成后，可以安裝放松裝置控制其回彈量，用專用的扳手將空心螺栓旋緊，并隨時(shí)保持其對夾片的加緊效果。

4 結(jié)束語

在工程中因?yàn)閺埨匿撍鲾?shù)量較多，工期緊湊因此在施工的過程中應(yīng)對全過程進(jìn)行控制，尤其是在下料、掛索、運(yùn)輸、張拉等過程中嚴(yán)格按照施工工藝進(jìn)行。同時(shí)注意對施工數(shù)據(jù)的記錄，因?yàn)閺埨^程中需要按照傳感器與壓力參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，從而達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

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