矮塔斜拉橋平行鋼絞線拉索調索施工技術

陳瑋 馬宏宇 易乾

摘 要：在矮塔斜拉橋平行鋼絞線拉索施工過程中，由于索塔及主梁造型復雜，使得在斜拉索索力控制難度加大，加之施工荷載的不確定性，初張拉的索力值往往與索力設計值存在偏差。這種偏差的積累，不僅影響成橋后的正常使用，而且會危及施工中的結構安全，因此成橋后，應根據實測監控的索力值進行調整[1]。本文通過對九江新建快速路系統（一期）工程總承包（一標段）矮塔斜拉平行鋼絞線拉索調索施工技術的介紹，詳細分析了索力產生偏差的原因，闡述了調索技術以供業內人員參考借鑒。

關鍵詞：矮塔斜拉橋;平行鋼絞線拉索;調索

一、引言

隨著城市橋梁工程的不斷發展，矮塔斜拉橋由于其結構安全、造型美觀，目前在城市橋梁中得到了廣泛應用。而斜拉索作為斜拉橋主要的受力構件，對維持整座橋梁的結構穩定、結構安全、結構線形起著至關重要的作用。在實際施工過程中，由于多種因素的影響，斜拉橋成橋后斜拉索張拉力與設計值存在一定偏差，針對平行鋼絞線拉索體系，可以采用單根補張、單根放張的工藝調整索力的大小，大大提高調索的精度、速度。

二、工程概況

九江新建快速路系統（一期）工程總承包（一標段）矮塔斜拉橋橋長250m，孔跨布置為（65+120+65）m，為雙塔斜拉橋，塔、墩、梁采用固結體系，橋梁平面位于R=350m圓曲線上。斜拉索為外傾式扇形雙索面，斜拉索在主塔塔頂通過分絲管式轉向鞍座連續通過，兩側錨固于箱梁懸臂處錨塊上。斜拉索采用單層PE防護單絲涂覆環氧涂層鋼絞線，規格為27-φs15.2m。

三、平行鋼絞線拉索結構

本工程矮塔斜拉橋平行鋼絞線拉索設計為單側雙向錨固體系，索鞍部分采用分絲管技術，可實現單根穿索、單根換索。斜拉索的每根鋼絞線通過分絲管后，錨固在箱梁上。具體斜拉索構造圖見圖2。

四、調索原因

（一）單根張拉索力控制不均勻。平行鋼絞線拉索目前基本采用單根鋼絞線穿索、單根張拉的工藝，但隨著每束鋼絞線的依次張拉，橋梁結構均產生變形。主梁產生上撓、索塔產生壓縮，斜拉索梁端錨點與塔端錨點的相對距離不斷縮短，已張拉鋼絞線的工作長度同步縮短，導致已張拉鋼絞線所持索力不斷變小[2]。盡管目前也有一些控制索力均勻性的方法，例如采用等值張拉法，這種方法是根據斜拉索仿真模擬結果以及單根斜拉索安裝順序，提前計算出每根鋼絞線張拉力，換算到千斤頂油壓[3]。但由于每根鋼絞線張拉力相差不大，換到千斤頂油壓的時候油壓數值也相差不大，在現場實際張拉的過程中，操作人員很難按計算結果精確控制油壓，從而控制張拉的索力，所以成橋后實測索力值與設計值會存在一定的偏差。

（二）索鞍、索導管安裝定位不精確。矮塔斜拉橋結構造型復雜，導致索鞍、索導管安裝定位困難，特別對于主梁線形為曲線且索塔為外傾式曲面雙塔結構的矮塔斜拉橋，其分絲管索鞍及索導管的空間定位十分困難，在實際安裝定位過程中，其定位的精度難以把控。如果塔上分絲管固定措施不到位，在澆筑混凝土后，會存在較大的沉降，導致分絲管偏位。對于梁端的索導管，梁段在澆筑混凝土后，索導管也會隨著梁體發生沉降。索鞍及索導管如果產生較大位置偏差，成橋后實測索力與設計索力也會產生偏差，需要根據索鞍及索導管實測數據重新計算調整索力。

（三）橋梁線形控制不到位。矮塔斜拉橋主梁由于平縱線形復雜，在采用掛籃懸臂澆筑法施工時，對于主梁的線形控制是施工的一個重難點。在掛籃模板立模前，立模標高需將設計標高、設計預拱度、掛籃彈性變形值、施工預拱度相加得到，盡管立模時根據理想狀態下的標高進行了測量放樣，但由于掛籃模板固定不牢固、混凝土澆筑順序不對、主梁預應力張拉等諸多施工因素的影響，主梁的線形往往會與理論值存在一定的偏差。成橋后，需要通過調整斜拉索索力來改改變主梁的線形，使其滿足設計的要求。

五、調索工藝

（一）單根補張調索。斜拉橋成橋后，斜拉索實測索力小于設計索力允許的范圍，根據第三方監測單位給出的調索指令，需將索力進行調大，索力調大采用單根補張的工藝，與單根張拉的工藝一致。

（1）成橋后，所有斜拉索初張拉已經全部完成，單根鋼絞線索力的微調對整座橋梁的塔梁結構變形很小，在調索時，索力調整不在考慮鋼絞線張拉先后順序的影響，也就是說張拉力計算不使用等值張拉法。直接根據成橋后單根索力設計值，除以鋼絞線根數，計算出每根鋼絞線的張拉力，根據千斤頂標定的線性回歸方程，將張拉力換成成千斤頂油壓。（2）將單根斜拉索張拉千斤頂及其他張拉工具依次安裝到位，千斤頂與油泵油管接好。（3）開動油泵，使千斤頂活塞無負載空升3-5cm;（4）按預先計算確定的相應張拉力，通過油泵緩慢進油張拉至設計索力值，兩端應同時均衡加載，達到控制油壓后保壓1分鐘，保證油壓數值準確。（5）通過安裝在拉索中的磁通量傳感器，使用索力檢測儀，實時監測索力，當索力達到設計值時，用專用工具打緊夾片，完成斜拉索單根鋼絞線補張拉。（6）重復以上工作，完成單根拉索中所有鋼絞線單根補張拉，安裝附屬構件及進行拉索防腐施工。

（二）單根放張調索。成橋后，當實測索力大設計索力值所允許的范圍，需對索力進行放張處理，使其達到設計索力值。索力降低調整（退索）的步驟如下：（1）整體索力調整以監控指令為準，根據監控指令計算出每根索的張拉力，換算成千斤頂油壓。（2）開動油泵，千斤頂油缸空行程一段距離（該距離為預計退索長度+50mm），工具錨板定位。（3）千斤頂供油，兩端同時均衡緩慢加載，油壓大于初張拉時的油壓，油缸帶動鋼絞線束前行，觀察夾片是否松動。（4）取出夾片，千斤頂回油卸載，油壓回退至小于調索時需要的油壓，因為千斤頂回油難以控制直接回油至要求的索力油壓。（5）千斤頂再次供油，直到油壓滿足調索后的索力油壓為止，索力檢測儀檢測的索力滿足設計要求時，此時將夾片安裝打緊。（6）重復以上工作，完成單根拉索中所有鋼絞線單根放張，安裝附屬構件及進行拉索防腐施工。

六、結語

本文通過對九江新建快速路系統（一期）工程總承包（一標段）矮塔斜拉橋斜拉索索力偏差產生的原因分析、調索技術的介紹，實踐表明，斜拉索索力由于施工過程中索力控制不均勻、預埋件安裝定位不精確、橋梁線形控制不到位等因素影響，難以避免成橋后索力會產生偏差，通過應用單根補張、單根放張調索技術，可快速、高效、安全的完成索力的調整，確保拉索索力滿足設計要求，保證結構的安全性。

參考文獻

[1]溫時雨，陳玉平.矮塔塔斜拉橋全橋斜拉索調索工法研究[J].商品與質量，2018-05-18.

[2]王金磊，羅洪成，楊世聰.鋼絞線斜拉索施工工藝淺析[J].公路交通技術，2011，（4）：88-90+93.

[3]鄒力，彭旭民，位東升.平行鋼絞線斜拉索等值張拉力精確計算方法[J].重慶交通大學學報（自然科學版），2014-01-14.