高斜塔柱豎向預應力施工經(jīng)驗

[摘要] 結(jié)合廈門園博園斜拉橋索塔柱的施工，詳細介紹了在高達66米的小截面、雙向傾斜塔柱中實施豎向預應力的施工經(jīng)驗。

[關鍵詞] 高索塔柱 豎向預應力 施工經(jīng)驗

廈門園博園內(nèi)的樞星橋，橋上交通、橋下通航，是迎接2007年第六屆中國國際園林花卉博覽會的主要景點構筑物之一。在橋梁結(jié)構上顯得輕巧、精致。主塔為倒Y型雙向傾斜，采用不對稱雙索面混合梁斜拉，塔梁固結(jié)。全橋成形后，由主塔實施豎向預應力作最后定位。在我國斜拉橋的施工方面，積累了新的施工經(jīng)驗。

1 工程概況

樞星橋主塔柱為分段澆筑而成的預應力鋼筋混凝土結(jié)構，為減小成橋前后產(chǎn)生的混凝土拉應力，塔柱中、上部布置了8根15-22型的豎向后張預應力鋼束，分兩次張拉來調(diào)整塔柱結(jié)構內(nèi)的拉應力。

主跨梁側(cè)布置4根短預應力鋼束，長22.268m和22.274m，標高在1～20.6m，單根重達0.55t；邊跨梁側(cè)布置4根長預應力鋼束，長65.606m和65.820m，標高在3.1～65.1m，單根重達1.6t；索塔柱下端為固定端，上端為張拉端，預應力孔道為φ127mm熱軋無縫鋼管。隨塔柱傾斜成倒Y型布設，折線形彎曲，距主塔外表面30cm。詳見圖1。

2 豎向預應力鋼束的施工

2.1 材料選擇、檢驗與下料

2.1.1 預應力鋼束張拉前，鋼絞線、錨具和配件按圖紙規(guī)定，全部或抽樣檢驗，符合設計要求后方可使用。預應力鋼束均采用直徑15.24mm、標準強度為1860MPa鋼絞線，每束控制張拉力為4296.6MPa。

2.1.2 預應力鋼絞線進場后進行分批驗收（每批不大于60t）。核檢其質(zhì)量證明書、包裝方法及標志內(nèi)容，并在監(jiān)理旁站下按取樣標準對其抗拉強度、伸長率等力學性能進行驗檢。錨具必須有出廠證明書，進場時按規(guī)定取樣，進行外觀檢查和硬度檢驗。鋼絞線與錨具組裝件的錨固效率要大于95%。

2.1.3 下料

下料長度＝理論長度＋千斤頂工作長度＋工具式過渡板長度＋預留長度。鋼絞線下料場地要平整，地面上鋪木板或彩條布，以防磨傷鋼絞線。下料要力求準確，誤差控制在0～+10cm，減少浪費，下完料后分長度編號掛牌，妥善保管，防止銹蝕。

2.2 預應力管道安裝

豎向預應力管道隨節(jié)段施工和勁性骨架同步安裝，在塔柱內(nèi)成空間折線型布設，預留引束鋼絲。管道采用“#”字形架立筋定位，直線段間距0.8m，曲線段間距0.5m。折角處無縫鋼管采取多道切割半小口，在切口打磨后進行折彎并焊接，形成圓曲線，同時在折角處的索塔柱外壁設置防崩鋼筋。

2.3 固定端錨具安裝

塔柱施工第1、2節(jié)段時，分別設置預留孔及埋設部分固定端錨具，分絲板暫不埋設，預留孔的長×寬×深為50×35× 50cm。固定端錨具和鋼絞線先拖出塔體外P錨，然后再緩慢提升鋼絞線，并將錨具安裝到預留孔內(nèi)封錨。

2.4 穿束

短預應力鋼束采用從上往下穿，利用塔吊配合，整束安裝。長預應力鋼束采用從下往上穿，在塔柱頂端設卷揚機，分批分次提升鋼絞線，每次2～3根，困難時也采用單根提升。

2.5 預應力施工

短預應力鋼束每次單根張拉，長預應力鋼束整束一次張拉。

2.5.1 鋼束張拉順序

索塔柱施工過程中，為抵消部分雙向傾斜產(chǎn)生的塔柱內(nèi)拉應力，先張拉短鋼束：N6+N8、N5+N7；對稱張拉主跨端內(nèi)側(cè)的N6和N8鋼束后，再對稱張拉主跨端外側(cè)的N5和N7鋼束。

完成不對稱雙索面混合梁斜拉后，在橋面系施工前再張拉長鋼束：N2+N4、N1+N3；先對稱張拉邊跨端內(nèi)側(cè)的N2和N4鋼束，再對稱張拉邊跨端外側(cè)的N1和N3鋼束。

標高3.1m處主塔柱截平面預應力鋼束布置見圖2（單位：cm）。

2.5.2 鋼束張拉準備

主塔柱混凝土階段性施工完畢，標高分別在20.6m和65.1m，在強度達到設計強度的90%以上時，才可進行預應力張拉。其中長鋼束的張拉還應安排在主、邊跨橋梁斜拉索施工安成之后。

張拉設備選擇及標定。根據(jù)設計要求的最大張拉力及鋼絞線伸長值，選用YDC－2000穿心式千斤頂及配套油泵，千斤頂最大行程為200mm。設備進場前委托檢測機構對千斤頂與壓力表進行配套校驗和標定，并確定張拉力與壓力表讀數(shù)之間的關系曲線。張拉前，由技術部門根據(jù)千斤頂檢定報告，編制張拉參數(shù)對照表。由持證上崗的張拉技師操作，技術、監(jiān)理人員全過程旁站。張拉設備由專人負責保管，經(jīng)常維護并定期校驗。

2.5.3 鋼束預應力張拉

張拉采用引伸量和張拉力雙控，并以引伸量為主要控制。 對稱張拉時，兩千斤頂同步之差不得大于油表讀數(shù)的最小分格，張拉索力誤差小于±2%。

不論是初張力，還是復測、調(diào)索的張拉，凡不符合主塔柱軸向所規(guī)定的允許偏差時，必須向監(jiān)理工程師報告，并由設計、監(jiān)理、施工及監(jiān)控共同確定調(diào)整方法，進行調(diào)整。

3 回顧與小結(jié)

3.1 受索塔結(jié)構設計的影響，豎向預應力管道布成空間曲線狀，采取預應力管道分節(jié)與勁性骨架同時施工的辦法，可以克服塔柱截面四周密布間距為15cm的雙排Φ32鋼筋和勁性骨架，給預應力管道準確定位帶來困難。曲線段預應力鋼管采取切割后重新焊接進行過渡，但必須做氣密性檢查，以防止漏漿。

3.2 預應力鋼束固定端錨具預留孔，受截面鋼筋布置密度影響，不宜過大，否則要切割太多鋼筋，影響結(jié)構受力。一般每孔切割2排（4根）鋼筋即可，還要在周邊進行同等補強。固定端采取塔體外擠壓式P錨，預應力鋼束安裝好后放入預留孔內(nèi)就位，再進行封錨。既便于從下往上穿鋼絞線，又可以提高P錨質(zhì)量，是解決預留孔內(nèi)穿索難題的好方法。

3.3 利用塔吊的懸臂凈高，借助自重從上往下穿鋼束，對豎向預應力管道折彎不是太多的短鋼束，可以較大地提高工效。而當預應力管道較長折彎較多時，采用卷揚機從下而上分批次穿鋼絞線，能有效克服鋼絞線自重、摩擦、彎曲度和空間密度小帶來的阻力，提高穿索工效。豎向鋼絞線每次向上穿索，要設二道固定在勁性骨架上的約束，以防滑索至下口崩出傷人。

3.4 由于索塔柱為雙向傾斜，塔體在自重作用下對塔柱產(chǎn)生彎矩，相應截面存在拉應力。短預應力鋼束每次單根張拉時，同對數(shù)張拉力相差不能太懸殊，一般股數(shù)差控制在兩根之內(nèi)。鋼束的張拉要對稱進行，以確保兩塔肢能順利合攏。

4 結(jié)語

位于廈門杏林灣園博園內(nèi)的樞星橋，由中鐵二十四局集團福建鐵路建設有限公司承建，于2006年7月開工，2007年8月竣工。此橋設計新穎，采用不對稱斜拉以擬出海濱景觀的三角帆造型，主索塔形成雙向傾斜狀，兩段豎向預應力鋼束能很好地解決主塔在施工過程和成橋以后塔柱內(nèi)拉應力偏大的問題。特別是長預應力鋼束，從空間曲折預應力管道的安裝、穿束，到65米高空狹窄工作面上實施后張預應力施工，都積累了值得借鑒的施工經(jīng)驗。

參考文獻

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