68+200+68m城市景觀裝飾懸索橋施工技術(shù)

韓紹光

摘要：本文以遼陽市中華大橋（懸索橋）為工程實例，詳盡地論述了該橋的施工工藝特點、工程適用范、工藝原理、施工工藝流程及操作要點等主要內(nèi)容。文中所述技術(shù)內(nèi)容針對性強并十分具體，有助于同行業(yè)借鑒與參考。

Abstract： This paper takes Liaoyang Zhonghua Bridge （suspension bridge） as an engineering example， and discusses the construction process characteristics， engineering application scope， process principle， construction process flow and operation points of the bridge. The technical content described in the article is highly targeted and very specific， which is of referential significance.

關(guān)鍵詞：城市；景觀；懸索橋；施工技術(shù)

Key words： city；landscape；suspension bridge；construction technology

中圖分類號：U655.59 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）28-0141-03

0 引言

遼陽市中華大橋為懸索橋。主橋面全寬28.5m，懸索部分跨徑布置為68+200+68m。主纜采用連續(xù)形式，主塔頂部設(shè)置主索鞍，主梁端部設(shè)置通過預(yù)埋管直接錨固主梁端部的混凝土實體上，本橋為雙纜面，全橋共兩根主纜。主纜為15-55環(huán)氧鋼絞線成品索，加厚HDPE，索體外徑為190mm；主纜總長732m，重56.33噸，主纜錨具為帶防松裝置的夾片錨。

吊索索體采用1860MPa級3根直徑15.2mm環(huán)氧噴涂無粘結(jié)鋼絞線纏包后熱擠HDPE，索體外徑80mm，破斷索力781kN，全橋86根GJ15-3吊索。

索夾采用整體鑄件，為上、下兩半式，通過高強螺栓的預(yù)拉力夾緊主纜。索夾分A、B兩類，全橋共86套。

索鞍是主纜通過塔頂處的重要承重構(gòu)件，設(shè)計采用整體鑄件，單件索重約5.7t，全橋共四個索鞍。索鞍主要由鞍座、底板、鞍蓋及鞍罩組成，底板及其定位螺栓預(yù)埋在索塔混凝土內(nèi)，鞍座與底板之間加墊一層四氟板，鞍座與伸出塔頂砼面的預(yù)埋螺栓進行就位固定。

1 工藝特點

①適用面廣：裝飾懸索施工造型美觀，可用于老、舊橋改造、城市文明建設(shè)施工、旅游景區(qū)景點美化建設(shè)。

②良好的耐久性及耐腐蝕性：主纜、吊索外表均采用環(huán)氧噴涂鋼絞線纏包后熱擠HDPE，不易被腐蝕、風(fēng)化，不需定期維護和保養(yǎng)。

③施工工期：施工工期短，可與橋梁附屬工程平行施工，不影響施工總體工期。

④主纜采用標(biāo)記點重合法安裝，操作簡單易行，安裝精度高，線型可控。

2 適用范圍

適用于公路及城市裝飾型橋梁改造，經(jīng)濟型城市道路文明建設(shè)施工，旅游景區(qū)景點美化等裝飾工程。

3 工藝原理

懸索施工是利用起重機吊裝懸索主纜跨過橋塔索鞍貫穿全橋，主纜兩端固定在錨錠上，主纜和吊索上部通過索夾固定在一起與索夾結(jié)合部分呈階梯性變化，吊索下端伸入箱梁梁體預(yù)埋管由錨具錨固在箱梁梁底，最后經(jīng)箱梁梁底錨具張拉吊索底端控制主纜整體線型，達到美化城市、道路文明建設(shè)施工的目的。

4 施工工藝流程及操作要點

4.1 施工工藝流程

施工工藝流程見圖1。

4.2 操作要點

4.2.1 橋塔、箱梁混凝土施工

①施工前應(yīng)對圖紙中橋塔、箱梁的位置進行復(fù)核，確保施工放樣準(zhǔn)確無誤。施工時應(yīng)對橋塔的垂直度和箱梁的縱橋向方向進行實時監(jiān)測，一旦發(fā)現(xiàn)偏差應(yīng)及時矯正。橋塔測量精度：順橋向、橫橋向測量精度10mm，垂直精度H/3000且≯30mm。

②橋塔模板采用鋼模板分段施工，各部分節(jié)段采用一次性澆筑完成，待模板拆除后對施工縫處采取打磨處理，防止施工縫對橋塔外觀造成影響。

③混凝土顏色應(yīng)與全橋保持一致，橋塔施工混凝土、模板所用脫模劑盡可能采用同一廠家同一品種產(chǎn)品。確保混凝土外觀質(zhì)量一致。

④橋塔混凝土施工接縫處表面必須鑿毛、清洗，以保證新舊混凝土結(jié)合良好，混凝土養(yǎng)護要求保溫、保濕、防曬，盡量減少收縮、溫差的影響。

⑤混凝土配合比應(yīng)通過實驗確定，確保強度，一次澆筑完成后必須達到混凝土強度90%以上方可拆模，避免混凝土開裂和棱邊碰損對橋塔外觀質(zhì)量的影響。

4.2.2 預(yù)埋件埋設(shè)

①預(yù)埋件進場后應(yīng)對原材料進行檢查、復(fù)試，復(fù)試合格后方可使用以確保施工質(zhì)量。

②預(yù)埋件埋設(shè)前應(yīng)對預(yù)埋件所在位置的軸線進行放樣，校準(zhǔn)位置后埋設(shè)預(yù)埋件，并在混凝土澆筑前進行位置復(fù)核。

③預(yù)埋索管必須垂直不得傾斜，縱橋向與橋塔中心偏差不得超過10mm，索管底部與錨墊板之間用肋板焊接，焊縫表面應(yīng)平整，不得有較大的凹陷、焊瘤，焊接處不得有裂紋、氣孔、夾渣等情況。主索索鞍見圖2。

④為保證預(yù)埋板底面混凝土平整、密實、無孔洞，索鞍預(yù)埋底板應(yīng)設(shè)有排氣孔，避免由于排氣不暢造成混凝土質(zhì)量問題。

⑤索鞍鞍體較重如圖，索鞍操作平臺預(yù)埋件必須與橋塔主筋綁扎連接且不得焊接，避免由于主筋被退火，導(dǎo)致其強度、延性降低。

4.2.3 主索鞍吊裝

①將上底板置于下底板上，使粘有四氟滑板的一面朝上，對齊并側(cè)面焊接、打磨平整后開始安裝主索鞍。

②綜合考慮吊裝懸。臂長度及構(gòu)件重量，選用起重機直接吊裝的施工工藝。主索鞍底板單件裝重量約1.4t，選用30T起重機直接吊裝。主索鞍重約5.7t選用50T起重機直接吊裝。中華橋共4個主塔，從橋面結(jié)構(gòu)至索鞍距離為30m，結(jié)合現(xiàn)場實際情況起吊的水平距離為9m，安裝可以直接由50t起重機進行安裝，直接鎖緊側(cè)壓板及端頭擋板，對主索鞍進行固定以防止架設(shè)主纜及體系轉(zhuǎn)換的過程中主索鞍產(chǎn)生移動。主索鞍吊裝見圖3。

4.2.4 橋面展索、整形

①在橋面上放索，將成盤主纜放在橋東側(cè)，用起重機配合卷揚機在橋面上放索，主牽引卷揚機固定在西側(cè)主錨碇附近，汽吊布置在盤索處。

②用汽吊分段將主纜從盤上解出，放下，5T卷揚機同步跟進，水平牽引主纜端頭，直至主纜完全解盤。

③沿橋面將索展開，索體與橋面間鋪設(shè)圓木圓管，放索過程中應(yīng)有專人跟蹤牽引系統(tǒng)和索股前進，同時要保證索股筆直、不發(fā)生扭轉(zhuǎn)，以及外PE的保護。

4.2.5 主索吊裝入鞍、兩端錨固

①主纜先入西側(cè)索鞍：中跨側(cè)用汽吊輔助卷揚機將索頭提升至西塔索鞍出口處，手拉葫蘆轉(zhuǎn)換，主纜經(jīng)過索鞍頂，到達邊跨側(cè)出口，最后改用卷揚機牽引主纜頭，將主纜牽引至西側(cè)錨碇。主纜牽引跨過東側(cè)索塔至東側(cè)錨碇的方法與此同。

②在橋面根據(jù)主纜的標(biāo)記點，剝除主纜外PE，索鞍弧度長L2=L4=2189.9mm，主纜保護罩長度為1.4m，剝除主纜外PE長度約為2.5m，方便入鞍。

③使用起重機提升到主纜入鞍部位，確認(rèn)索股已達到索鞍高度要求后，將索股移至索鞍正上方并入鞍并使主纜標(biāo)記點與索鞍標(biāo)記點重合。

④將主纜兩端穿入錨錠預(yù)埋索管中，安裝錨具、夾片固定主纜以免外力作用使主纜相對滑動。

4.2.6 主纜線形調(diào)整

索股調(diào)整的順序為先中跨后邊跨。首先將索股的特定標(biāo)志點對準(zhǔn)東面主索鞍上相應(yīng)的標(biāo)記點，并固定然后調(diào)整索股在西面主索鞍中的位置，直至中跨垂度符合設(shè)計要求，固定后再用小型千斤頂張拉的方式調(diào)整兩邊跨垂度。通常情況下，按照制索時提供的標(biāo)記點在安裝時能夠?qū)μ柸胱刂疲瑒t主纜現(xiàn)形也基本符合要求，必要時可微調(diào)以確定主纜精確度。

垂度調(diào)整主要是用全站儀測量跨中的標(biāo)高。索股調(diào)整前，根據(jù)各跨長、索股垂度標(biāo)高以及溫度，計算出索股移動量與各跨跨中垂度、溫度變化的對應(yīng)關(guān)系數(shù)據(jù)表，計算出索股需移動調(diào)整長度，通過塔頂或錨跨處的調(diào)整裝置將索股向中跨或收或放所需調(diào)整值。該操作分?jǐn)?shù)次進行，直至主纜跨中標(biāo)高與理論標(biāo)高誤差在設(shè)計及規(guī)范要求范圍內(nèi)。并做好索股固定標(biāo)志，方便后續(xù)檢查該索股是否有滑移。

4.2.7 索夾及吊索安裝

①索夾安裝位置放樣。當(dāng)主纜線形定型后，安裝主索鞍壓緊裝置，對鞍槽內(nèi)空隙部分用鋅塊填滿，并用扳手?jǐn)Q緊螺栓。一般情況下，采用標(biāo)記點重合的方法安裝的主纜線型與設(shè)計偏差均在可控范圍內(nèi)，此種情況下可根據(jù)原索夾標(biāo)記點安裝索夾，偏差也比較小，因此索夾位置的外包PE層可在橋面放索時剝除，以方便施工。只有在特殊條件下，標(biāo)記點偏離較大時，才需現(xiàn)場放樣索夾位置，根據(jù)現(xiàn)形復(fù)測后標(biāo)記點對索鞍中心的偏移情況相應(yīng)調(diào)整索夾標(biāo)記點。

②安裝和緊固。索夾吊裝需起重機配合，利用25T起重機配合吊籠將工作人員提升到索夾位置，剝除索夾位置的外PE再將索夾吊至主纜的安裝位置上方，利用手拉葫蘆等機具配合安裝。調(diào)整索夾的豎直角度，調(diào)整后先用加力扳手將索夾第一次緊固。緊固前對扭矩扳手進行標(biāo)定，根據(jù)標(biāo)定好的緊固力分級對索夾進行緊固。因為吊索重量較輕，緊固好索夾即可同時安裝吊索。

③安裝順序。以主塔為中心，主跨和邊跨同步，分別從低點開始向塔頂方向進行索夾安裝。邊跨從梁端往塔端方向安裝，中跨由跨中向兩塔頂方向安裝。

④索夾螺栓軸力控制。為保證同一個索夾的各顆螺栓受力均勻，可用扭矩扳手按設(shè)計緊固力的百分比進行分級為螺栓加載，加載順序為從中間往兩邊進行。當(dāng)一個索夾中所有螺栓均達到一個力值后再按級別加載，緊固螺栓用的扭矩扳手用前應(yīng)進行現(xiàn)場螺栓標(biāo)定。索夾螺栓的緊固能力會隨恒載的增大而不斷降低，因此施工過程中應(yīng)分階段進行螺栓緊固力的補足，索夾螺栓的軸力是通過螺栓沿軸方向的伸長量來管理的，根據(jù)各施工階段以及設(shè)計的要求，索夾至少要進行兩次緊固即：索夾安裝時的第一次緊固；吊索張拉完成后的第二次緊固。

4.2.8 體系轉(zhuǎn)換

吊索的索力調(diào)整是基于現(xiàn)形、索塔偏移和吊索力安全可控等綜合考慮的動態(tài)過程，這個過程應(yīng)是一個逐漸加載的一個過程。由于在主纜空纜狀態(tài)和成橋狀態(tài)的變化過程屬于大變形范疇，各節(jié)點的間距變化量是個動態(tài)的過程。為了方便吊索安裝張拉，必要時可對部分吊索設(shè)置臨時加長桿。根據(jù)吊索張拉力，以及吊索的位移來確定使用加長桿和千斤頂?shù)念愋秃蛿?shù)量。體系轉(zhuǎn)換見圖4。

①按設(shè)計要求用千斤頂按從索塔向兩側(cè)的順序和中邊跨基本對稱加載的原則對其施加拉力，使主纜從空纜狀態(tài)逐漸變成成橋狀態(tài)。

②在吊索錨點下方設(shè)操作平臺，對吊索進行張拉。

4.2.9 索夾部位的防腐

兩片索夾之間的縫隙即橫縫采用聚硫密封劑防腐材料調(diào)成膩子后填充，用刮刀抹平。索夾與內(nèi)層PE之間的縫隙即環(huán)縫亦采用聚硫密封劑防腐膩子填充，要求所有縫隙填充密實，不留氣孔。

5 結(jié)束語

中鐵九局七公司承建的遼陽市中華大橋工程，是一座城市內(nèi)的景觀橋，不僅要有實用性，還要滿足橋梁與城市景觀及周邊環(huán)境相互協(xié)調(diào)的作用。該橋裝飾懸索線形美觀，懸索防腐施工法效果好，主纜、吊索外部均有PE包裹耐腐蝕及耐久性能強，無須定期維護，適用面廣，質(zhì)量易保證，裝飾型工程均可使用。

通過本橋工程實踐，該橋工程質(zhì)量和安全滿足設(shè)計要求，由于施工組織及施工方案細(xì)化與比選，最終按合同工期開通大橋并取得了良好的經(jīng)濟和社會效益。

參考文獻：

[1]JTG/T-2008，公路橋梁加固施工技術(shù)規(guī)范[S].

[2]JTJ041-2000，公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范[S].

[3]GB50550-2010，建筑結(jié)構(gòu)加固工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范[S].

[4]CJJ2-1990，市政橋梁工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)[S].

[5] 本工程相關(guān)的設(shè)計文件.