狹小空間內(nèi)斜拉索張拉技術(shù)研究

姚永峰，周強(qiáng)生，秦涌汐

（江蘇法爾勝纜索有限公司，江蘇 江陰 214445）

目前國內(nèi)有些橋梁設(shè)計(jì)時為考慮滿足其他功能要求，如節(jié)省建材、結(jié)構(gòu)美觀等，將冷鑄錨斜拉索張拉空間設(shè)計(jì)地較為狹小，尤其是在高度方向上，但部分冷鑄錨斜拉索錨具本身體積較大，需適應(yīng)能力較強(qiáng)的張拉穿心孔徑，常規(guī)的張拉撐腳加穿心千斤頂組合無法滿足張拉要求，但斜拉索的張拉是關(guān)系到橋梁成敗的關(guān)鍵工序。因此，文章就上述冷鑄錨斜拉索張拉空間狹小和張拉孔徑適應(yīng)性問題進(jìn)行研究，設(shè)計(jì)制造出滿足狹小空間內(nèi)斜拉索張拉的組合千斤頂系統(tǒng)及其他配套設(shè)備，最終在國內(nèi)某大型斜拉橋上成功應(yīng)用。

1 斜拉索張拉空間分析

國內(nèi)某大型斜拉橋的斜拉索采用熱擠聚乙烯高強(qiáng)鋼絲拉索，兩端錨具為張拉端冷鑄錨，最大規(guī)格Φ7～337，最大張拉索力達(dá)到6150 kN。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，斜拉索在塔內(nèi)對稱張拉。

Φ7-337 規(guī)格斜拉索錨杯高度為695 mm，對于常規(guī)千斤頂張拉空間，考慮斜拉索錨固的可能位置，撐腳內(nèi)部高度不得低于錨杯高度，并且撐腳頂板厚度需滿足張拉時的強(qiáng)度要求（根據(jù)撐腳的材質(zhì)可計(jì)算出撐腳頂板設(shè)計(jì)的厚度），因此，該規(guī)格斜拉索張拉撐腳高度不低于800 mm。張拉行程200 mm 的650 t 千斤頂高度為450 mm。另外考慮張拉拉桿錨固及裝拆等情況，千斤頂后預(yù)留空間高度不低于400 mm。因此，常規(guī)千斤頂張拉空間高度不低于1650 mm。

根據(jù)該橋梁塔柱斜拉索錨固區(qū)結(jié)構(gòu)形式，常規(guī)千斤頂主邊跨斜拉索在如此狹小的空間內(nèi)對稱張拉將會發(fā)生干涉，將無法實(shí)現(xiàn)張拉工序。示意圖詳見圖1。

2 斜拉索張拉設(shè)備設(shè)計(jì)

圖1 常規(guī)千斤頂對稱張拉布置圖

為解決狹小空間內(nèi)斜拉索張拉問題，設(shè)計(jì)一套大噸位組合穿心式千斤頂系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：4 臺200 mm 行程的200 t 千斤頂、一塊定位底板、一塊張拉頂板和兩根導(dǎo)向桿。導(dǎo)向桿固定于定位板上，4 臺200 t 千斤頂對稱布置于定位板上，200 t 千斤頂?shù)幕钊麠U作用在張拉頂板上，張拉頂板上設(shè)置3 個穿心孔，其中2 個穿心孔套裝導(dǎo)向桿，可定位張拉頂板，另外一個穿心孔設(shè)置在頂板中心，預(yù)留為張拉桿穿心孔。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖見圖3。

圖2 組合千斤頂對稱張拉布置圖

工作原理：該組合千斤頂系統(tǒng)工作時，接通電動油泵，同步驅(qū)動200t 千斤頂，頂起張拉頂板，使張拉頂板沿導(dǎo)向桿運(yùn)動，在張拉頂板上輸出最大800t 的頂推力，滿足斜拉索張拉需求。

該系統(tǒng)不考慮導(dǎo)向桿的情況下，高度為700 mm，同常規(guī)千斤頂張拉一樣，考慮400 mm 千斤頂后預(yù)留高度，該組合千斤頂系統(tǒng)工作高度僅為1100 mm，比常規(guī)千斤頂1650 mm 的張拉高度節(jié)省了550 mm 的張拉空間，解決了常規(guī)千斤頂張拉高度空間不足的問題。

3 在實(shí)橋的應(yīng)用

3.1 工作前校驗(yàn)

在實(shí)橋上使用前，采用標(biāo)準(zhǔn)壓力傳感器對組合千斤頂系統(tǒng)進(jìn)行校驗(yàn)，結(jié)果表明該組合千斤頂系統(tǒng)4 臺千斤頂能同步輸出頂推力，且輸入油壓值與整體輸出的頂推力成良好的線形關(guān)系，具體結(jié)果數(shù)據(jù)見下圖3。

圖3 組合千斤頂校驗(yàn)曲線圖

3.2 張拉工序

組合千斤頂張拉成品索的工序與常規(guī)千斤頂使用原理一致，原操作千斤頂?shù)墓と藷o需另外培訓(xùn)，即可上崗操作，具體操作步驟入下：①待全橋的成品索掛索完畢后，狹小空間的梁內(nèi)，張拉準(zhǔn)備需緊跟進(jìn)行。將成品索掛索時配用的牽引頭拆下，旋上與成品索錨頭內(nèi)部螺紋相配套的變徑套，并旋至錨頭內(nèi)部。②裝入拉桿到位后，組合千斤頂系統(tǒng)緩慢裝入，并安放到合適的位置。使組合千斤頂系統(tǒng)定位板與張拉面貼合，并其中心與成品索的錨具中心保持同心。③裝上張拉螺母。安裝張拉螺母時，需與組合千斤頂頂部留有1～2 cm 的間隙，組合千斤頂在張拉伸縮時有一定的工作距離。④根據(jù)張拉順序及索力要求，將油泵與四個千斤頂用油管連接，檢查控制千斤頂?shù)母鱾€精密壓力表是對應(yīng)的千斤頂相符。⑤啟動油泵，在張拉過程中，成品索緩慢上升。與此同時，將成品索的錨圈緩慢的下旋，使其不致離錨墊板的位置過高。⑥達(dá)到設(shè)計(jì)、監(jiān)測監(jiān)控給定的張拉噸位后。應(yīng)先穩(wěn)住油壓，檢查索力值是否正確。然后旋緊螺母，使螺母能與錨墊板緊密貼合；⑦組合千斤頂停止作業(yè)時，應(yīng)先斷開電源，再將回油閥緩慢松開，待壓力表退回零位時，方可卸開通往千斤頂?shù)挠凸芙宇^，使千斤頂全部卸荷，張拉完畢。

應(yīng)用這套組合千斤頂系統(tǒng)，成功完成了國內(nèi)某懸索橋的斜拉索張拉及調(diào)索工作，在該橋的使用見圖4。

4 結(jié) 語

在某橋的實(shí)際應(yīng)用中，針對狹小空間內(nèi)斜拉索張拉問題，設(shè)計(jì)制造出組合千斤頂系統(tǒng)，對比常規(guī)千斤頂張拉，在同樣的張拉行程下，斜拉索張拉高度可以節(jié)省550 mm，另外，該組合千斤頂系統(tǒng)橫向空間要求為925×625 mm，對比常規(guī)千斤頂Φ700 mm 的橫向空間要求，相應(yīng)的有所增加。因此，對于狹小空間內(nèi)冷鑄錨斜拉索的張拉，這種類型的組合千斤頂系統(tǒng)在滿足橫向空間要求的情況下能較大的節(jié)省張拉高度，可為后期的橋梁設(shè)計(jì)及施工單位安裝斜拉索提供重要的參考資料。