斜拉索索體防護與施工控制技術

（中交四航局第一工程有限公司，廣東廣州 510420）

1 工程概況

佛山市南海瀝桂大橋全長約為983.5 m，主橋主要采用（120+160）m雙索面人字形獨塔斜拉橋，南、北引橋分別為503.5、200 m，均采用預應力混凝土連續箱梁結構。橋塔高100 m，采用異型倒Y形結構，斜拉索錨固至箱梁兩側橫肋的邊緣處，全橋共48對（96根，在主塔兩側均勻布置）鋼絞線斜拉索。

2 斜拉橋索體受損的關鍵成因及防護方法

2.1 關鍵成因

（1）腐蝕與振動。

斜拉索腐蝕問題較為普遍，與氧化、過大的拉應力、電化電位等因素有關，會導致拉索出現不同程度的腐蝕現象，隨著影響程度的加深，誘發腐蝕裂縫、氧化斷裂等問題；在斜拉橋剛度偏低的條件下，車輛、風荷載均會對其造成擾動性影響，導致斜拉橋發生振動，加劇索體的損壞。

（2）施工方法不合理。

部分斜拉橋工程，在灌漿施工階段的氣溫明顯偏高，后續隨著溫度的急劇下降，易影響聚乙烯管的穩定性，如出現破裂現象，防護作用失效，導致拉索產生裂縫；在拉索修整過程中，易由于操作不當形成切口、刻痕等問題。

2.2 防護方法

（1）注重選材。

拉索應具有高強度的特性，鋼絲、鋼絞線等均為可選擇的對象，各類斜拉索的性能各異，應根據實際情況進行合理選擇。

（2）防腐技術。

鋼索與潮濕空氣等外部環境接觸后，將發生化學變化，出現銹蝕現象，為避免此問題，應加強防護。現階段，拉索的防護方法較為豐富，如全封閉索防護、化學涂層法、套管壓漿法等，可根據需求采取臨時防護措施或永久防護措施。

（3）引入抗震技術。

振動的破壞性較強，易導致拉索的使用性能受影響，如完整性不足、耐久性下降等，可采取抗震措施，以規避振動對拉索的破壞。應用抗震技術時，合理控制容許振幅，該值與拉索直徑等值或等于L/3 000～L/1 700（L為拉索長度，另外應保證阻尼大于0.03）。

3 斜拉索體施工技術分析

3.1 索體結構

本項目中，索體形成4層保護，分別為鋼絞線外環氧涂層、無黏結鋼筋專用油脂、熱擠HDPE層、外包HDPE護套。

（1）張拉端配套可調式OVM250型錨具，在錨具內和防護罩內注防腐油脂，以達到防護的效果；

（2）錨固點均設置在錨墊板的頂面；

（3）固定端使用的錨具與張拉端一致，錨固點布設位置發生改變，即梁底部的錨墊板底面；

（4）在專用連接裝置的輔助作用下，將斜拉索錨在掛籃底部，后續組織混凝土澆筑作業，待實測強度達標后，進行索力轉換，若無誤將斜拉索錨至梁底面[1]。

索體防護層示意圖具體如圖1所示。

圖1 索體防護層示意圖

3.2 施工技術應用要點

3.2.1 下料

邊掛索邊下料，兩項工作同步推進。下料精度控制為重點內容，要求工作人員精準下料，減小施工中的誤差，采取適度的保護措施，避免PE護套受損。為滿足后續掛索張拉的作業需求，需要著重考慮張拉端、固定端的PE護套，并控制剝除量。

3.2.2 施工平臺

由于斜拉索的數量較多，因此，為保證施工的順暢性、質量的可靠性，需針對性地設計塔內外及梁下平臺，供施工使用。塔頂鋼支架的結構組成包含鋼支架、預埋件，可根據鋼支架的外形特點合理設置預埋件，待塔頂封頂后，以吊裝的方式將鋼支架轉移至塔頂，與預埋件焊接于一體，構成完整的結構體系[2]。通過該支架的設置，可為塔內外的平臺提供穩定可靠的高空吊點。

3.2.3 掛索及錨具安裝

（1）從盤上抽出牽引，采取2根一同抽出的方法，根據施工需求適配1套放線機構。

（2）錨具安裝工作中，全面清理錨具內壁，確保維持潔凈的狀態，詳細檢查錨孔和密封板的孔位，判斷兩者是否對齊；條件允許時，使用鋼絞線試穿，若錨孔內存在雜物，需將其清理干凈，以免影響錨固施工效果。

（3）前支點掛籃遷移到位后，在掛籃上安裝固定端錨具和下端預埋管。從結構尺寸的角度來看，梁端預埋管的長度達到5 m，掛籃上轉換裝置處無穿牽引索的位置，在預埋工作中應適抬高管道，使用吊裝的方法將固定端錨具穩定安裝至指定位置，到位后用支架托住[3]。

為便于后續穿索，預埋管下端錨墊板需超過錨具80 cm，并加大對預埋管的防護力度，如采用托架支撐穩固。

3.2.4 張拉工藝

逐根穿掛鋼絞線，使用YDCS160為150型千斤頂張拉，鋼絞線張拉力為重點控制指標，通過設計索力的平均值乘以計算的超張系數確定。

單根鋼絞線索力應具有均勻性，易出現受力不均衡的情況。本項目采用等張拉力法，在張拉端第2排第1根鋼絞線處設置壓力傳感器，以該裝置的實測值為準，適當調整后續鋼絞線的張拉力。

按照“支座→傳感體→單孔工具錨→工具夾片”的順序，將壓力傳感器安裝到位。傳感體通過導線與顯示儀連接，顯示儀可實時呈現實際的壓力數值，施工人員可及時掌握實際情況。待掛索作業落實到位后，拆除傳感器，在張拉端鋼絞線處配套臨時夾片，按規范將YDCS160為150型千斤頂安裝到位，精準確定測量基點，做好標記。

3.3 斜拉索防護

3.3.1 索體防腐

索體材質為帶PE環氧鋼絞線，在PE層和鋼絞線間設置專用油脂。在實際施工中若出現PE受損的情況時，隨即使用焊槍修補，以免出現鋼絞線銹蝕的現象。索體外部的防護采用HDPE圓管，成橋后安裝減振器并采取固定措施，同時固定管外的防水罩，與兩端預埋管連接，可避免水分進入HDPE管內，隔絕外部自然因素，并有效防護索體。

3.3.2 錨頭內防腐

應剝除錨頭內鋼絞線兩端的PE，無法順利掛索和張拉，剝除位置的鋼絞線易受損，需要采取防護措施，如在錨具內灌注防腐油脂等。根據注漿施工需求，適配OVM活塞式注漿泵，經過調索作業后，啟用注漿泵，利用該裝置將油脂壓入錨具內。在注漿過程中，應密切觀察錨具排氣孔的情況，若該處出漿，表明漿液已灌滿，應立即暫停注漿作業，對灌漿孔和排氣孔采取封堵措施[4]。

4 施工質量控制

4.1 防護工作

生產期間應對斜拉索采取多重防護措施，實際施工中由于多方面原因，易出現防護體系受損的情況。例如，部分防護套管的柔度對溫度較為敏感，在低溫環境下展開拉索索盤時，易出現套管破裂的情況。運輸、吊運索盤過程中，易損傷套管和鋼管，應及時采取修補措施，避免影響施工進度；在掛索過程中，應關注斜拉索的實際情況，加強防護，不可因剮蹭導致斜拉索受損。

4.2 新材料的應用

（1）隨著技術研發活動的持續開展，生產工藝逐步成熟，可改善新型復合材料的品質，在提高橋梁承載力和極限跨越能力方面具有較佳的應用效果。①施工具有流程化與精簡化的特點，可使構件吊運等相關操作更便捷；②斜拉索的自重較輕，承受的拉力較小，可高效完成錨固作業；③上部結構恒載下降，可有效簡化下部結構，縮短工期，并減少成本投入；④復合材料具有抗銹蝕、抗腐蝕的特點，耐久性較好[5]。

（2）應用抗風雨激振拉索、防護層高密度聚乙烯拉索等相關材料后，可有效延長拉索的使用壽命，避免頻繁更換拉索的問題。在具體施工中，應合理控制錨環內錨腔的長度、拉索的折點，確保其具有足夠的錨固強度、安全性。在條件允許時，可配套拉索的移動滾道，使索體與滾道維持穩定，以免出現相對移動的情況。溫度、水分的控制是重點內容，應減小荷載變化帶來的不良影響，如鋼絲間存在摩擦，適度填充油性蠟或其他材料，可達到潤滑、減摩的效果。

5 結語

綜上所述，斜拉橋工程建設中，斜拉索為重點內容，其材料性質、防護技術等均會對斜拉橋的施工質量及運營水平造成不同程度的影響。在工程實踐中，工作人員應充分重視斜拉索索體的防護工作，將原材料質量控制、施工工藝優化等方面作為工作的著力點，保證斜拉索的施工質量，為斜拉橋的整體品質提供保障。