克拉瑪依友誼橋換索施工技術

蒲德純

1 工程概況

友誼橋是進入克拉瑪依市的門戶，橋梁風格獨特，造型簡潔大方，美觀精巧。友誼橋主橋為單塔雙索面斜拉橋。主橋橋塔為倒Y形，共設4對斜拉索，拉索間距為8 m，主橋長81.5 m;主橋縱梁為空心截面，橫梁為16 m無粘結預應力混凝土空心板梁。橋梁下部結構為重力式墩(過渡墩)，其余為四柱式墩，重力式臺，擴大基礎。橋面凈空為凈—(16+2×3.5)m人行道。設計荷載為汽—15級，掛—80，人群荷載3.5 kN/m2。斜拉索布置見圖1。

換索原因：在索塔上的張拉端錨頭多有生銹，其下部外包護套多數已經在根部拉斷，并露出鋼絞線，橋面上鑄鐵護套多數斷裂。主橋斜拉索松弛嚴重，索力受力狀態非常不均勻，影響橋梁的安全性和使用壽命。外索不換，外索是為了橋梁的美觀而安裝的假索。

2 換索施工準備工作

2.1 對結構現狀進行調查

1)斜拉索上下錨頭處銹蝕狀況;2)縱梁及塔柱各部位裂縫與缺陷檢查分析。

2.2 做好索力及位移測試

1)準確測定每一束斜拉索索力，了解斜拉橋工作狀態，索力測試精度要求誤差不大于1 kN。2)對該橋主要控制點和所布設的觀測點進行恒載和溫差變化作用下的高程測量，作為控制換索前后橋面高程的依據。3)在短時中斷交通的條件下，測量出橋塔水平位移值。

2.3 設置支承體系

換索時要在換索位置設置安全的臨時支撐，用千斤頂頂升主梁，對要解除的拉索卸載，再解除斜拉索。支承體系見圖2。

支承架承重結構用兩根φ80 cm鋼管組成，壁厚10 mm，用型鋼連成整體。支承架底部與河床頂面接觸處墊2 cm厚鋼板(河床面已硬化)。支承架上的千斤頂底部及頂部均墊2 cm厚鋼板。

3 換索施工工藝及施工方法

3.1 換索施工工藝流程

主要機具材料及人員進場準備→施工平臺及支承系統搭設→下料及運輸→HDPE管焊接→預埋件檢查→端錨具安裝定位→單根張拉支座安裝→拉索自由段(HDPE管)組裝及吊裝到位→單根拉索張拉、錨固→錨固筒內鋼絞線段剝皮、清洗→緊索、減振器及索夾安裝→全橋調索→錨固筒內灌注環氧砂漿→結束。

3.2 下料施工方法

1)下料場地選擇：料場地選擇在橋面上進行，在橋面上下料既可以方便掛索，又可減少鋼絞線在搬運過程中PE層被刮傷。2)下料長度：實際量取斜拉索的外露長度(橋面至塔的外邊)，加預埋管長度，加錨具長度，再加工作長度，校核無誤后供下料人員執行。3)下料：在鋪設好的場地上進行放樣，把下料長度用油漆在固定位置上標示出來，牽引鋼絞線沿著畫好的下料長度線進行丈量，核準長度確保無誤后切斷。

3.3 HDPE管焊接施工

HDPE管焊接與鋼絞線下料同步進行。

1)HDPE圓管的連接采用發熱式工具對焊方式。2)HDPE管焊接前，將管材放置于夾緊裝置內并將之夾緊，在壓力作用下用平行機動旋刀削平兩個管材的被焊端面，并保證這兩個端面相互接觸時滿足規范要求。3)在焊接過程中，特別注意的是無論如何焊接壓力都必須保持至焊縫完全冷卻硬化后才能撤去。4)焊接好的HDPE管要放平，不能有重物壓著，防止人為踩壓。

3.4 卸索施工

支承系統上的千斤頂開始頂升，用索力儀測量舊索索力，當索力為零時，才能卸索施工。由于舊拉索銹蝕嚴重，為安全起見，張拉時，千斤頂緩慢加載，密切注意拉索錨頭螺母松動情況，發現螺母松動立即停止加載。此時，旋轉螺母，千斤頂緩慢回油，千斤頂回油時分級進行，記錄每次放松時千斤頂油表讀數和錨頭放松的長度，直到拉索錨頭外露10 cm(螺母厚度)，此時解除千斤頂，用卷揚機將拉索徐徐放至橋面，切除運出現場。鑿除梁端錨頭鋼護筒殘余物，取出下錨頭。

3.5 錨具安裝施工

錨具安裝就位時要求：安裝前錨具的錨孔均應事先編上對應孔號，錨板的中心線與承壓板(錨墊板)的中心線應力求保持一致，兩者偏差不得超過5 mm，錨板的相應錨孔也必須相互對齊，以確保各鋼絞線的平行性。

3.6 HDPE套管安裝施工

HDPE套管吊裝前，先將按給定長度焊好的套管運至要換索的旁邊，然后將梁端整圓式防水罩、梁端防護鋼管、塔端連接裝置、塔端錨固筒組裝并固定好。安裝時，在套管兩端頭附近裝上專用抱箍。專用抱箍墊上一塊3 mm～5 mm厚橡膠板以增加摩擦。用卷揚機的循環牽引繩將套管一端吊至塔上管口附近并用葫蘆掛好。

3.7 掛索施工

1)掛索前，梁下錨具的錨孔內穿上φ5的牽引鋼絲，隨后用該牽引絲牽引出帶穿束器的牽引鋼絲繩至橋面預埋管口。2)把鋼絞線從已經安裝好的HDPE套管下端口穿進去，沿著HDPE套管內壁往上滑動，穿過分絲管，繼續從另一側的HDPE管穿過，從下端口穿出。3)橋面上作業人員將鋼絞線一端與牽引鋼絲繩連接，連接牢固后，將該端鋼絞線向錨具內推送，直至該端鋼絞線穿出錨板孔達到規定工作長度，拆出牽引鋼絲繩，裝上臨時工作夾片，用專用打緊器打緊錨固。4)一端穿束結束后，同樣在塔上錨具的錨孔內穿上φ5的牽引鋼絲，隨后用該牽引絲牽引出帶穿束器的牽引鋼絲繩至塔端預埋管口。然后由塔端工作人員用牽引鋼絲繩把鋼絞線帶出錨板孔達到規定工作長度，拆出牽引鋼絲繩，裝上工作夾片，用專用打緊器打緊錨固，單根掛索完畢，以此類推穿好15根。

3.8 單根張拉施工

每根斜拉索各鋼絞線均逐根掛索并隨即用YDCS160-150型千斤頂進行張拉。

為使每根索中各鋼絞線索力均勻，采用等張拉值法進行張拉，即每根鋼絞線的拉力以控制壓力表讀數為準，傳感器讀數進行監測。掛索前，將監測傳感器安裝在第一根鋼絞線上，安裝順序為：支座墊板→傳感器→單孔工作錨。隨后張拉時每根鋼絞線的拉力是按當時傳感器的顯示值變化進行動態控制，差值滿足規范或者設計要求為止。

3.9 安裝防松裝置施工

單根張拉完成后，安裝防松裝置。把防松壓板安裝好，扭緊鎖緊螺栓，再用專用套筒扳手扭緊空心螺栓，使空心螺栓有效地壓緊夾片，防止夾片松動。

3.10 整體張拉施工

整體張拉采用穿心式千斤頂及油泵進行張拉。

根據設計張拉至設計噸位。在整體張拉過程中，當錨具螺母松動脫離墊板時以此作為其伸長值的測量起始點，即此時油表讀數對應的張拉力作為整體張拉的初始拉力。

確定整體張拉的初始拉力后，以此為起點分級加載張拉至設計要求的張拉值，并測量各級伸長值。千斤頂回油，錨固。

3.11 縱梁線型調整施工

1)按設計值整體張拉完畢后，測定縱梁實際線型，確定調索順序;2)調索應從縱梁最大下撓度索開始，不能一次調整到位，應分級分次逐漸調整;3)調整本根索時，要觀察相鄰索的索力變化以及縱梁標高的變化;4)線型調整要反復進行，以達到理想的狀態;5)線型調整索力不能偏離設計值太大，以免對縱梁產生不利影響。

4 施工控制要點

1)支承系統搭建：支承架要滿足強度、剛度和穩定性要求;支架基礎要有足夠的承載力;支頂前必須試頂。2)工作支架與工作平臺：工作支架與工作平臺搭建要安全可靠，方便操作;工作支架與工作平臺避免掛索，張拉時相碰觸干擾。3)退錨及卸索時必須要有可靠的安全措施。4)舊索索力測定：千斤頂系統經準確標定;采用高精度壓力表;連續兩次以上測試索力。5)穿索：錨具(梁端、塔端)和分絲器(梁端、塔端)孔位要一致，防止鋼絞線相互纏繞。6)張拉：換索單根張拉時應分級均勻緩慢張拉;整體調索時應對稱同步進行。7)監控：主要對主梁和塔的監控，以監控指導施工。

5 結語

通過嚴密組織，科學安排，精心施工，在規定的時間內完成了換索施工任務，滿足了安全、質量和工期的要求。同時通過整體調索改變了索力不均勻的狀態，調整了縱梁的線型使之受力更合理，達到了換索應達到的目的。

［1］ 林元培.斜拉橋［M］.北京：人民交通出版社，1995.

［2］ 王文濤.斜拉橋換索工程［M］.北京：人民交通出版社，2006.

［3］ JT 041-2000，公路橋涵施工技術規范［S］.

［4］ JTG/T J23-2008，公路橋梁加固施工技術規范［S］.