對斜拉索施工工藝技術的問題分析

高升

1 工程概述

主橋為（130+300+130）m雙塔雙索面PC梁斜拉橋。橋梁平面位于R=7500m圓曲線→直線→LS=100m左彎緩和曲線→R=500m圓曲線→LS=100m左彎緩和曲線→直線上。全橋以主橋中心變坡點（K3+335）控制，控制標高42.2m，兩側各4%縱坡、中間設R=4500m凸曲線。

主梁采用單箱三室預應力砼結構，箱梁中心高度2.75m，箱梁一般截面全寬19m，橋面行車道凈寬15m，兩側各0.5m防撞護欄，護欄外側為1.5m斜拉索錨索區和檢修道區。

箱梁標準段頂板厚0.25m，底板厚0.3m，三角邊箱底板厚0.25m，中腹板厚0.4m；中間箱室凈寬6m，邊箱凈寬4.2m，兩側挑臂根部厚1m，端部厚0.795m，做為拉索在主梁上的錨固區域。

斜拉索采用扇形空間雙索面布置，每塔每索面共18對斜拉索，共144根。梁上索距除邊跨壓重區位4m外，其余均為8m。斜拉索采用高強度低松弛平行鋼絲索，索體采用雙層HDPE防護的全防腐索體，規格為91Φ7、109Φ7、127Φ7、139Φ7、163Φ7、187Φ7、199Φ7共7種，抗拉強度標準值為1670MPa。拉索錨具采用冷鑄墩頭錨錨固體系。

圖1 懸澆主梁結構圖

2 斜拉索施工

2. 1 總體思路

斜拉索安裝將采用“先塔端臨時錨固牽引桿，然后進行梁上錨固端的定位安裝，梁上錨固到位后再塔上牽引、張拉”的施工方法。

成圈索運至大橋施工區域后，將斜拉索運輔助平臺后利用汽車吊或提升架將斜拉索提升上橋面。斜拉索上橋后安裝在放索架上，用卷揚機牽引放索架移動。拉索運至0#梁段上在進行掛索前應用縫布進行遮蓋，注意防火、防水、防潮，并派專人看管，對纜索進行編號、核對。

將索盤放置于塔根部附近安裝位置，用塔頂起重卷揚機展開部分拉索。在拉索上錨端安裝牽引桿并在索身適當位置安裝索夾。利用塔頂卷揚機將拉索上錨端提升到達適當位置后，通過調整起吊提升和塔內牽引卷揚機的牽引，將塔上張拉端牽引桿及拉索上錨頭牽引進入塔上拉索導管并安全錨固牽引。

待掛籃前移到位并調整好立模標高后，先將拉索梁上錨固端水平牽引到待安裝錨固位置附近，塔上可根據現場情況用千斤頂將張拉端在索管內下放至適當位置，用卷揚機和千斤頂將梁上錨固端反頂至錨固位置錨固到位。

當一座塔同索號的4根拉索均安裝完成后，再將4根拉索分級同步進行張拉到設計、監控指定的拉力值。

2.3 拉索安裝工藝

1、橋面展索

前期展索由于索較短，采取邊展索邊起吊，待塔上安裝完成后，橋面上用卷揚機反牽引索盤使索盤中剩余的索展開在橋面上。成圈的長索（大于6t）設置一放索架，把索安裝在放索架上，橋面卷揚機牽引拉索錨頭，使索盤水平轉動將索放出，同時解除斜拉索纏包帶。為保護拉索的外護套，在拉索水平牽引過程中每2米放置一個托輥捆綁式支撐小車，將拉索用麻繩捆綁在可以旋轉、移動的小車上。拉索牽引時相對小車物無滑動，而小車支撐拉索移動，從而使拉索得到保護，避免拉索與混凝土面摩擦損壞，且在展索過程中派專人跟蹤檢查，隨時調整托輥間距保證拉索不與橋面接觸。

圖2.3.1 展索體系示意圖

2、安裝斜拉索夾具及牽引桿

斜拉索夾具采用兩片半圓結構，用螺栓進行連接，用柔性橡膠板和麻布對斜拉索安放夾具進行包裹，然后安放索夾。在斜拉索錨頭處安裝連接器及牽引桿。

3、塔端掛設

以邊跨兩根斜拉索為例，邊跨兩根斜拉索全部展開后，斜拉索長度大于邊跨已澆梁端的長度。塔頂靠邊跨卷揚機下放鋼絲繩至橋面，與斜拉索用夾板連接，塔頂中間卷揚機從塔內下放鋼絲繩穿出索導管與斜拉索錨杯用提吊頭連接。塔頂卷揚機提升斜拉索并牽引斜拉索錨杯進入塔內，擰上錨杯大螺母臨時固定，卸下卷揚機鋼絲繩。改用牽索拉桿和千斤頂將拉索慢慢下放到一定距離，確保梁端安裝順利。再在橋面反牽引使拉索完全展開，塔內安裝好千斤定后，等待主梁上拉索錨固端安裝。拉索塔上臨時錨固后需進行吊點的解除，由于塔外側未設置腳手架，吊點的拆除使用垂直提升掛籃，掛籃提升鋼絲繩和安全繩固定在塔頂吊架上。為避免掛籃超載，待拆卸的吊裝索夾用橋面1噸卷揚機提升上下，掛籃僅僅用作人員的升降。吊點選擇應考慮索管長度和拆除吊具的方便，宜選擇斜拉索的自然彎曲點，其最小長度不小于索的彎曲直徑。這樣斜拉索便于入管牽引，在進入索管后處于自然順應，牽引行走狀態，可有效防止扭索，錨杯劃傷等問題。

4、梁端掛設

邊主跨四根斜拉索依次完成塔端掛設，掛籃立模，吊點錨固，前支點長拉桿角度定位，牽引梁端錨頭與掛籃張拉機構連接形成前支點。同樣以邊跨為例，在邊跨掛籃主縱梁前端建立牽索錨點，錨點與滑車組固定，邊跨10t卷揚機放鋼絲繩穿過滑車組與梁端斜拉索錨頭捆綁連接。錨杯上安裝索力轉換用的連接頭，卷揚機牽引斜拉索同時用吊車協助前移，在斜拉索接近拉桿時用千斤頂及手拉葫蘆導向，使拉索錨頭連接頭與拉桿精確對中連接。當斜拉索較長時，要進行減少安裝索力的調整，以增加安全性。采取措施如下：塔端錨固后利用千斤頂將拉桿及斜拉索一起下放，但要保證錨固牢靠，再將掛籃前端牽索拉桿盡量往上頂，這樣減短兩點之間的長度，減少了安裝索力。

5、軟牽引

軟牽引實際上就是利用可變長度的鋼絞線束作為柔性張拉桿接長斜拉索，以減少梁端水平牽引力。施工時先將斜拉索牽引至塔端臨時錨固，塔內錨杯接長軟牽引，解除臨時錨固，用塔內千斤頂下放軟牽引至最大時，錨固軟牽引鋼絞線，梁端卷揚機牽引斜拉錨頭與張拉機構連接形成前支點，塔端千斤頂再逐級張拉牽引鋼絞線束，直至錨杯進入塔內，擰上錨杯大螺母完成塔端掛設。

6、斜拉索初張拉

四根斜拉索全部完成塔端、梁端掛設后，按監控指令要求對斜拉索進行第一次張拉，第一次張拉在掛籃端進行。在梁端進行張拉時，掛籃的張拉機構有可能隨斜拉索平行鋼絲的內扭力旋轉，斜拉索張拉的同時用手拉葫蘆對張拉機構施加反方向的力矩可約束并調整張拉機構的轉動。四根斜拉索要同步對稱分級張拉，張拉荷載由油表讀數控制。

7、索力轉換

混凝土強度符合預應力張拉的強度及凝期要求后，對主梁預應力筋進行張拉，張拉完成后進行索力轉換。索力轉換就是斜拉索對牽索掛籃前支點的拉力轉換到預應力混凝土梁上，解除前支點。索力轉換前斜拉索錨杯大螺母不受力，張拉機構撐腳內的大螺母受力，千斤頂張拉使錨杯往外拉動1cm左右，往上旋錨杯大螺母使之與主梁錨墊板緊貼，千斤頂卸壓回油，此時張拉機構撐腳內大螺母不再受力，而錨杯大螺母受力，解除轉換連接頭即完成索力的轉換。索力轉換要求四個千斤頂同步進行張拉轉換，張拉轉換的噸位不宜過大。

2.4 掛籃掛索施工具體操作

1、斜拉索上、下端錨具安裝

1）張拉端錨具安裝

張拉端錨固點設在塔內錨墊板頂面，用卷揚機吊籠將錨具組裝件吊到相應錨固點處直接放入，并用手拉葫蘆調整到位，防止支承筒螺牙碰傷。

2）固定端錨具安裝

前支點掛籃前移到位后，即開始在掛籃上安裝固定端錨具及下端預埋索導管；考慮到梁端預埋索導管長達2米～4米，而掛籃上轉換裝置處又無位置穿牽引索，因此在安裝預埋索導管時將管抬高放置，固定端錨具直接吊裝至設定位置，用支架托住；預埋管下端錨墊板高過錨具10厘米，以利于穿索，預埋管也用托架支承穩固。

3）錨具安裝技術要求

A.張拉端和固定端錨孔相互對應，不得有錯位現象；

B.錨具中心線與錨墊板中心線保持一致，兩者偏差不得超過5mm。

2、索力轉換裝置安裝

當前支點掛籃移動到設計位置完成立模標高調整后即可安裝轉換裝置及錨具組件，轉換裝置裝配

索力轉換裝置從梁段錨具出來依次為補芯，連接桿，與連接桿配套的連接器，直穿過掛籃主縱梁的長拉桿，主縱梁外分別為拉桿支座及YCW400B型千斤頂撐腳，YCW4000B型千斤頂及張拉螺母；拉桿支座通過螺栓及拉桿支座固定在主縱梁上，撐腳內有球形墊圈及工作螺母。其安裝步驟如下：

1）索力轉換裝置安裝時先裝拉桿支座，再通過塔吊和手拉葫蘆把長拉桿穿過拉桿支座，并臨時固定；

2）安裝拉桿后端的張拉系統（球形墊座、工作螺母、撐腳、張拉千斤頂及張拉螺母）；

3）安裝拉桿前端連接系統（連接器、連接桿、補芯）；

4）利用葫蘆、撐桿等工具將錨固螺母、張拉桿、張拉架等根據設計的角度吊掛固定；

5）調整拉索錨具的緊固螺母與錨墊板的距離，旋緊鎖緊螺母。

圖2.4.2 斜拉索梁端掛設示意圖

3 結束語

斜拉索施工工藝技術有多種方法，但需要因地制宜，結合環境特點和設備情況進行有針對性的設計，設計應考慮施工方便及對主體結構的影響，施工時嚴格按照工藝操作，確保施工安全。