斜拉索施工及索力控制技術研究

陳有沖

中鐵十局集團青島工程有限公司 山東 青島 266033

前言

斜拉橋施工中隨著主梁懸臂長度的增加，結構體系和斜拉索的拉力也會不斷發生變化，掌握斜拉索施工關鍵技術，采用科學有效的控制措施，才能確保斜拉橋建成后滿足設計的標準要求。本文對斜拉索的施工工藝和索力控制技術進行分析探討。

1 斜拉橋主要特點概述

斜拉索是斜拉橋的主要受力構件，是一種柔性拉桿，斜拉橋的斜拉索主要采用高強平行鋼絲和平行鋼絞線兩種形式，經過多種方式進行了防腐處理。平行鋼絞線拉索在當前斜拉橋拉索中應用廣泛。斜拉橋的結構體系決定了其恒載內力和線形都是由斜拉索索力來承擔。所以斜拉索的施工質量一定程度上影響著斜拉橋的整體質量。斜拉橋施工需要復雜的施工技術，平行鋼絞線施工工藝復雜，安全性、穩定性要求很高，必須要科學合理的控制施工技術和施工工藝，才能使成橋達到設計目標的要求。斜拉橋建設和施工中的關鍵工序是斜拉索張拉施工，必須采取有效的措施和科學的施工方法，合理控制斜拉索張拉過程，保證各環節施工安全規范操作，確保鋼絞線下料長度和拉索PE護套的剝除長度達到設計要求，確保單根鋼絞線索力均勻、準確，確保高質量、高效率施工[1]。

2 斜拉索施工關鍵技術分析

2.1 平行鋼絞線斜拉索架設

通常分絲管在索鞍管內，拉索按照從上到下的順序逐行進行，鋼絞線的安裝方法和工序要按照規范標準進行操作。一是將卷揚機的牽引鋼絲繩從塔頂沿塔柱內腔自由向下達到所需錨具位置，安裝連接器使其與高強鋼絲相連接，按安裝順序將鋼絲繩插入錨具規定的錨孔內，向下繼續放出鋼絲繩；二是在橋面工作臺上拖動鋼絞線繞過定位導向輪，通過高強鋼和牽引鋼絲繩聯成一條線連接牢固鋼絞線和穿索板；三是借助塔頂卷揚機回拉鋼絲繩和鋼絞線，牽引到塔端斜拉索外套管口后，再使用連接器將兩根鋼絞線與塔內卷揚機鋼絲繩相連，借助卷揚機將鋼絞線牽引到塔內，將鋼絞線拉入錨具，此時要降低速度防止錨具內密封裝置遭到破壞。四是鋼絞線拉出錨環面后要對其兩端長度進行調整，并對鋼絞線外層PE防護套剝除長度進行檢查，確保達到設計要求，最后張拉端和固定端對應的鋼絞線錨孔都要安裝好夾片。五是使用千斤頂、壓力傳感器對穿好的鋼絞線進行張拉，達到預算應力。六是按照以上步驟安裝完成全部鋼絞線。按照掛索要求，單根掛索時要注意鋼絞線護套保護，張拉端、固定端的護套要根據精確的計算長度，嚴格控制好剝除長度，剝除長度過短起不到防護作用、影響使用壽命，過長影響施工拉長工期。剝除時防止誤傷鋼絞線。剝除后，打散鋼絞線、避免打絞，并使用清洗劑清洗油脂，保護好環氧涂層，清洗完畢后復原鋼絞線處理好端頭墩頭，以備掛索牽引需要。

2.2 平行鋼絞線斜拉索的張拉

鋼絞線逐根掛索后使用千斤頂張拉，為保證各鋼絞線索力均勻，采用等張拉值法張拉，用控制壓力表讀數判斷每根鋼絞線的拉力，將索力均勻性控制離散誤差理論值的2%以內?？梢圆捎弥羞吙鐑啥送綇埨?，配備專用張拉撐腳和連續張拉裝置，張拉到控制噸位后一次性錨固工作夾片，防止工作夾片反復錨固。鋼絞線掛設完畢在兩側梁端同時同步先單根、再整體張拉；整體張拉使用千斤頂及配套設備，安裝時借助手拉葫蘆依次安裝撐腳、千斤頂、工具錨板。根據成橋設計索力確定整體張拉的初始張拉力，分級加載張拉至設計要求，級差控制在設計允許范圍內，每對斜拉索兩根間的差值控制在整索索力理論值的1%內，整索索力誤差控制在理論索力值的2%以內[2]。

3 斜拉索張拉施工要點

3.1 張拉前準備工作

檢查臨時錨固的穩固性，拆掉牽引索連接接頭保證無額外掛件；清洗錨墊板油污、廢渣確保清潔；檢查冷鑄錨頭內外螺牙是否破損并與錨墊板孔眼對正；檢查張拉設備電源，校驗油表、液壓油泵和千斤頂標定；整理每次張拉的力值、張拉次數、換算讀數、塔柱的偏移值、拉索理論延伸量等數據資料。

3.2 張拉步驟

準備工作完成后指定位置安裝千斤頂，張拉桿擰入冷鑄錨杯、工具錨圈，施加5%的設計索力，適當調整安裝位置，詳盡記錄初始張拉值，分級施力達到一次張拉規定的拉力值，與張拉同步擰緊錨圈。檢查錨墊板、錨箱、塔柱結構、拉索油污、斷絲滑絲等情況，合格后解除千斤頂和張拉桿，進入下一根索的張拉。

3.3 索力調整

索力調整與索力張拉同步進行，主要步驟是精確計算要調整的索力、延伸量、主梁標高變化值等數據，調試好張拉設備，安裝張拉設備、工具，張拉絲擰入冷鑄錨杯，接好千斤頂與油泵油管；開動油泵使千斤頂活塞根據調索要求提高或降低索力；擰入工具錨圈，在工具錨圈與千斤頂墊圈間安裝穿心式壓力傳感器；按預先計算并確定調索的相應的張拉力，通過電動油泵進油或回油逐級調整索力。調索過程中要檢測、校核數據共同控制張拉力[3]。

4 斜拉橋施工控制

拉索索力的準確性關系主梁的線形和施工安全，為確保索力測量精度，應按直徑對斜拉索分類，根據纜索工作索力范圍選擇長、中、短三根索以不同噸位標定，找出頻率和索力的關系，用理論公式計算的索力進行修正。每根斜拉索張拉、調索都要進行索力測試，提供每一個施工階段的真實索力數據，加強施工控制。要根據斜拉橋施工索力的測試結果，采取措施做好平行鋼絞線張拉和架設施工工藝控制，確保單根索均勻性和整體張拉索力達到設計要求。

5 結束語

斜拉索施工是斜拉橋施工重點之一，只有掌握鋼絞線斜拉索的施工工藝及平行鋼絞線拉索張拉施工過程中的索力控制技術，采取科學合理的施工方法，才能有效保證工程順利進行和成橋后的橋梁質量符合標準要求。