四塔單索面斜拉索安裝施工技術(shù)

李金鳳（中鐵十五局集團(tuán)有限公司，上海200070）

LI Jin-feng(China Railway15th Bureau Group Co.Ltd.,Shanghai 200070,China)

四塔單索面斜拉索安裝施工技術(shù)

李金鳳
（中鐵十五局集團(tuán)有限公司，上海200070）

LI Jin-feng
(China Railway15th Bureau Group Co.Ltd.,Shanghai 200070,China)

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，大跨度斜拉橋的應(yīng)用越來越廣，論文從斜拉索施工設(shè)備選型、安裝、張拉、保護(hù)等方面詳細(xì)闡述了斜拉索安裝施工技術(shù)，該技術(shù)工藝簡單、操作方便，可為其他類似項(xiàng)目斜拉索安裝施工提供參考。

四塔；單索面；斜拉索；安裝

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.12.161

1 工程概況

山東濟(jì)陽黃河公路大橋主橋上部結(jié)構(gòu)為四塔五孔單索面部分斜拉橋，塔梁固結(jié)，橋跨布置為（107.5+195+216+195+ 107.5）m，全長821m。斜拉索采用PES超高強(qiáng)度平行鋼絲拉索，全橋共144根，外擠雙層HDPE，單索面布索，橋塔位于墩頂橋面中間，利用中央分隔帶作為斜拉索錨固區(qū)，塔上豎向間距1.0m，箱梁上縱向索距8.0m；斜拉索錨固在箱梁中部，在每個(gè)錨固點(diǎn)處，橫橋向并排設(shè)置2根拉索，梁上橫橋向間距為1.0m；斜拉索標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度（fpk）為1770MPa，采用LZM型冷鑄鐓頭錨在橋塔和主梁上錨固。具體斜拉索布置如圖1所示。

2 斜拉索總體施工方案

結(jié)合山東濟(jì)陽黃河大橋斜拉索的結(jié)構(gòu)形式和錨固特點(diǎn)，斜拉索安裝在塔上為交叉式錨固，在梁端張拉，張拉后錨固于箱梁中室頂板與中橫隔板交界處。斜拉索采用低應(yīng)力防腐措施，每股拉索鋼絲外層采用HDPE防護(hù)，自防雨罩上口至距橋面垂直距離2.5m范圍內(nèi)，增加0.5mm厚的亞光不銹鋼套管防護(hù)。

斜拉索安裝[1]施工主要包括運(yùn)輸、索上橋面、展索、掛索、張拉、索力檢測(cè)、調(diào)整索力及減震裝置安裝、錨具防腐、防雨罩安裝等工序。根據(jù)斜拉索的長度及牽引力大小，將斜拉索分為短索和長索。短索安裝采用張拉桿牽引（硬牽引），長索安裝采用鋼絞線牽引（軟牽引）。斜拉索施工工藝流程如圖2所示。

圖1 山東濟(jì)陽黃河公路大橋斜拉索布置圖

圖2 斜拉索施工工藝流程圖

3 斜拉索施工設(shè)備選用及布置

3.1 卷揚(yáng)機(jī)選型及布置

為確保橋面展索、斜拉索在塔上、梁端安裝等工序操作方便，控制準(zhǔn)確，卷揚(yáng)機(jī)選用可調(diào)速型，均配置滑車組，塔柱（共4個(gè)）兩側(cè)橋面共布置8臺(tái)5t卷揚(yáng)機(jī)，塔柱根部橋面布置2臺(tái)3t卷揚(yáng)機(jī)。

3.2 橋面展索設(shè)備

斜拉索展索設(shè)備主要由放索盤、放索小車及起吊索夾組成。放索盤用于展開索體；放索小車和托輪用于斜拉索在橋面的縱向移動(dòng)；索夾是斜拉索保護(hù)裝置和動(dòng)力系統(tǒng)的連接工裝；卷揚(yáng)機(jī)用于牽引斜拉索移動(dòng)到達(dá)待安裝部位。

3.3 塔頂主要設(shè)備

斜拉索塔端使用的設(shè)施有塔頂起吊系統(tǒng)、卷揚(yáng)機(jī)、導(dǎo)向輪、支架等。根據(jù)斜拉索塔端安裝需要，在橋面塔柱兩側(cè)斜拉索錨固區(qū)域搭設(shè)鋼管腳手架作為斜拉索塔柱施工的操作平臺(tái)，施工平臺(tái)主要用于斜拉索進(jìn)入索導(dǎo)管角度的調(diào)整、索的進(jìn)入、解除起吊用的索夾具，使用8t塔吊將斜拉索塔端錨杯提升至塔上進(jìn)行安裝施工。

3.4 梁端設(shè)備

斜拉索梁端安裝的設(shè)備有橋面卷揚(yáng)機(jī)牽引系統(tǒng)、橋面導(dǎo)向輪、自制門式起重機(jī)和軟牽引系統(tǒng)。軟牽引系統(tǒng)由千斤頂、油泵、牽引連接裝置、反力架及鋼絞線組成，軟牽引采用φ15.2mm鋼絞線，每根鋼絞線允許承載力取10t（98kN），配套錨具采用YM15-7型。硬牽引系統(tǒng)由穿心式千斤頂、油泵、張拉桿、螺母、過渡螺母及反力架等組成。

3.5 張拉設(shè)備

張拉用千斤頂根據(jù)斜拉索的張拉控制力進(jìn)行選擇，為減少施工過程中的誤差，需確保千斤頂?shù)氖褂冒踩Ｃ扛崩鞯膹埨刂圃谇Ы镯斣试S張拉力的60%～90%范圍內(nèi)，張拉采用600t、800t和1000t穿心式千斤頂，并配備螺桿、螺母、撐腳等，每墩每次張拉采用相應(yīng)噸位的4臺(tái)千斤頂，張拉油泵采用Z月-800型高壓油泵。

4 斜拉索安裝

采用將成圈包裝的斜拉索吊至橋面進(jìn)行展索、塔上錨固安裝、梁端張拉安裝施工。斜拉索安裝緊跟懸澆梁段施工進(jìn)度，從距離塔柱最近的5#梁段開始，由近及遠(yuǎn)進(jìn)行安裝。

4.1 塔端斜拉索安裝

用塔吊將斜拉索吊至橋面并置于放索盤內(nèi)，并用塔吊輔助將斜拉索在橋面展開，安裝牽引頭與塔端錨杯內(nèi)螺紋相連，使用一臺(tái)卷揚(yáng)機(jī)鋼絲繩穿過塔上錨杯螺母和預(yù)埋索導(dǎo)管（見圖3），引至橋面和斜拉索錨杯牽引頭相連；另一臺(tái)卷揚(yáng)機(jī)鋼絲繩穿過塔頂預(yù)埋支架導(dǎo)向滑車組，將鋼絲繩繩頭引至橋面和安裝在索體上的索夾相連；索夾距索錨頭的距離要大于索導(dǎo)管的長度，啟動(dòng)2臺(tái)卷揚(yáng)機(jī)提升斜拉索及斜拉索錨杯至塔端索導(dǎo)管外，在塔外支架平臺(tái)使用倒鏈調(diào)整錨杯對(duì)準(zhǔn)預(yù)埋索導(dǎo)管內(nèi)孔方向，啟動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)再次牽引，將錨杯牽引出錨墊板，并把錨杯螺母旋至錨杯中段設(shè)計(jì)位置，卷揚(yáng)機(jī)緩慢回繩，完成塔上錨固，解除鋼絲繩和索夾及牽引頭的連接，完成斜拉索的塔上安裝[2]（見圖4）。

圖3 塔上導(dǎo)索管安裝

圖4 塔端斜拉索安裝

4.2 梁端斜拉索安裝

塔吊吊起斜拉索，并與橋面起重設(shè)備配合，將斜拉索吊離放索盤；安裝牽引頭與斜拉索錨杯內(nèi)螺紋連接，將3t卷揚(yáng)機(jī)鋼絲繩繩頭與牽引頭相連，啟動(dòng)3t卷揚(yáng)機(jī)牽引斜拉索向梁端預(yù)埋索導(dǎo)管移動(dòng)，索體下放置托輥間距為3～5m，以保護(hù)斜拉索PE；將斜拉索在橋面全部展開，并將斜拉索錨杯牽引至預(yù)埋管口附近；在索體安裝頂管，頂管的長度應(yīng)大于預(yù)埋鋼管的長度；安裝滑輪組，將橋面卷揚(yáng)機(jī)與頂管端部滑輪組相連，門式起重機(jī)吊起頂管對(duì)準(zhǔn)索導(dǎo)管，啟動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)將斜拉索錨杯緩慢頂進(jìn)梁上預(yù)埋索導(dǎo)管內(nèi)，當(dāng)錨杯伸出梁端錨墊板外，旋合錨杯螺母，解除卷揚(yáng)機(jī)鋼絲繩和索體上頂管裝置（此方法用于φ7mm×121m規(guī)格斜拉索）。大規(guī)格斜拉索采用軟牽引方法[3]，將斜拉索牽引至預(yù)埋索導(dǎo)管口附近，軟牽引裝置與錨杯內(nèi)螺紋相連，門式起重機(jī)吊起斜拉索錨杯對(duì)準(zhǔn)預(yù)埋索導(dǎo)管口，軟牽引鋼絞線穿過索導(dǎo)管、錨杯螺母、反力架、千斤頂內(nèi)孔和YM15-7型錨具相連，啟動(dòng)油泵，分級(jí)把斜拉索錨杯牽引出錨墊板，旋合螺母后解除軟牽引裝置。

5 斜拉索張拉

5.1 張拉前施工準(zhǔn)備

對(duì)千斤頂、油泵及壓力表應(yīng)進(jìn)行配套標(biāo)定、校核、油壓表精度不得低于1.5級(jí)；將張拉工裝、千斤頂、張拉桿、撐腳、螺母，按順序安裝就位，將張拉設(shè)備吊裝在張拉部位附近，張拉前應(yīng)先檢查標(biāo)定過的配套張拉設(shè)備，確保設(shè)備完好。

5.2 張拉與索力調(diào)整

依據(jù)設(shè)計(jì)單位提供的施工階段的索力要求以及塔柱和箱梁等構(gòu)件的位移允許值，并結(jié)合千斤頂標(biāo)定書上的回歸方程，將指令上的索力值轉(zhuǎn)換為每一組張拉設(shè)備上的壓力表讀數(shù)值，計(jì)算出每種索號(hào)的張拉控制應(yīng)力。張拉流程為：安裝張拉設(shè)備→啟動(dòng)油泵進(jìn)油張拉→錨固螺母跟進(jìn)錨固→應(yīng)力、伸長量控制→油表讀數(shù)控制→伸長量校核→持荷5min→緊固錨固螺母。同一索號(hào)的斜拉索同步分級(jí)均衡緩慢加載，并及時(shí)旋緊螺母，張拉分級(jí)為0—20%—40%—60%—80%—100%，張拉時(shí)要實(shí)時(shí)測(cè)量塔柱位移，橋面標(biāo)高同步監(jiān)控[4]，如出現(xiàn)異常情況立即停止張拉；每一組斜拉索張拉完成后，需測(cè)定索力值，使一對(duì)斜拉索間的差值控制在整索索力理論值的1%以內(nèi)，控制斜拉索整索索力實(shí)測(cè)值與理論值的誤差在2%以內(nèi)，并認(rèn)真填寫施工記錄，做到真實(shí)有效。張拉完成并確認(rèn)無誤后拆卸張拉設(shè)備，進(jìn)行下一組斜拉索張拉的準(zhǔn)備工作。中跨合龍后，對(duì)全橋的索力統(tǒng)一進(jìn)行測(cè)試，不滿足設(shè)計(jì)要求的拉索必須重新進(jìn)行索力調(diào)整。

5.3 張拉施工注意事項(xiàng)

在張拉過程中要根據(jù)設(shè)計(jì)和監(jiān)控要求對(duì)斜拉索的張拉進(jìn)行控制，張拉以索力控制為主，塔柱及主梁位移變化為輔；隨時(shí)監(jiān)測(cè)梁面標(biāo)高變化情況和塔柱位移情況；張拉時(shí)同一塔柱同號(hào)索同步進(jìn)行張拉，以保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性；張拉和索力調(diào)整要避免在溫度變化大的時(shí)段進(jìn)行，張拉時(shí)橋面要求無動(dòng)載，附加荷重應(yīng)盡可能與設(shè)計(jì)計(jì)算條件一致。

6 斜拉索保護(hù)

對(duì)吊索用鋼絲繩、卷揚(yáng)機(jī)以及塔吊進(jìn)行不定期的檢查、保養(yǎng)，立即更換出現(xiàn)損傷的鋼絲繩[5]；在斜拉索起吊上升前，在斜拉索上掛設(shè)抗風(fēng)繩以減小斜拉索上升過程中的擺動(dòng)和旋轉(zhuǎn)；當(dāng)斜拉索將要到達(dá)索導(dǎo)管處時(shí)，安排專人在腳手架上進(jìn)行進(jìn)孔指揮，以避免斜拉索錨杯螺紋在進(jìn)孔過程中碰傷；在整橋完工前，對(duì)斜拉索安裝減震器和防水罩并在索導(dǎo)管內(nèi)灌注發(fā)泡材料，在錨杯上涂上防銹油脂后，再安裝保護(hù)罩，安排專人認(rèn)真檢查每根斜拉索PE護(hù)套完好程度，發(fā)生損傷立即修復(fù)。

7 結(jié)語

斜拉橋因梁體自重小、跨越能力大、外觀新穎等優(yōu)點(diǎn)，越來越受到人們的青睞。斜拉索安裝及張拉是斜拉橋施工中的重要環(huán)節(jié)，本項(xiàng)目采用硬牽引和軟牽引相結(jié)合的方法進(jìn)行斜拉索安裝，采用穿心千斤頂進(jìn)行張拉，操作方便、控制準(zhǔn)確，取得了良好的效果，在今后類似斜拉索安裝中具有較高的參考價(jià)值。

【1】盧發(fā)亮,王曉聲.濱州黃河公路大橋斜拉索安裝工藝探究[J].公路，2005(5):40-43.

【2】杜和軍.矮塔斜拉橋拉索施工工藝技術(shù)研究[J].工程與建設(shè)，2014 (5):685-687.

【3】康宇.斜拉索安裝技術(shù)[J].市政技術(shù),2010(S1):88-90.

【4】王春曉.濟(jì)陽黃河大橋的施工監(jiān)控關(guān)鍵技術(shù)[J].鐵道建筑技術(shù)，2010 (S1):92-94.

【5】陳亨錦,王凱,李承根.淺談部分斜拉橋[J].橋梁建設(shè)，2002(1):44-47.

5 結(jié)論

論文所述施工工藝及控制要點(diǎn)正在蒙內(nèi)鐵路項(xiàng)目懸臂澆筑連續(xù)梁—馬澤拉斯特大橋主橋施工中應(yīng)用。將為鐵路連續(xù)梁橋的懸臂澆筑工藝的推廣起到積極的作用。

【參考文獻(xiàn)】

【1】王利君.鐵路橋梁連續(xù)梁掛籃施工控制要點(diǎn)[J].高速鐵路技術(shù)，2011 (3)：77-79.

【2】常漢明.鐵路大跨度連續(xù)梁結(jié)構(gòu)施工工藝及質(zhì)量控制要點(diǎn)[J].鐵道建筑，2011(3)：33-35.

【3】鐵建設(shè)[2005]第160號(hào)客運(yùn)專線鐵路橋涵工程施工質(zhì)量驗(yàn)收暫行標(biāo)準(zhǔn)[S].

【4】TZ203—2008客貨共線鐵路橋涵工程施工技術(shù)指南[S].

【收稿日期】2016-10-31

Installation Construction Technology of Single Cable Plane Cable with Four Towers

With the development of science and technology, the application of large span cable-stayed bridge is wide.This paper from the cableconstruction equipment selection, installation, tensioning, protection and others expounds the construction technology of cable installation indetail, this technology has characteristics, such as ,simple process, convenient operation, and can provide a reference for other similar projectscable installation and construction.

four towers;single cable plane;stay cable;installation

U448.27

A

1007-9467（2016）12-0144-04

2016-08-30

李金鳳（1982～），女，山東菏澤人，工程師，從事橋梁工程管理研究。