大跨徑斜拉橋平行鋼絲斜拉索施工技術分析

謝康華 （安徽省路港工程有限責任公司，安徽 合肥 230011）

1 工程概況

某公路大橋為主跨818m雙塔混合梁斜拉橋，斜拉索采用熱擠聚乙烯平行鋼絲斜拉索,鋼絲直徑7mm,抗拉強度標準值fPK=1670MPa。主橋北塔26對拉索，共計104根，1#～4#斜拉索直接錨固在塔壁混凝土齒塊上，5#～26#斜拉索直接錨固在鋼錨梁上。斜拉索最大索重36.125t，最大索長442.3m，最大吊裝高度180m。

2 技術特點

根據斜拉索的安裝特點設計了多個施工輔助設施，包括塔頂掛索門架、吊索桁車、三角支架系統等，加工、使用簡便，降低了對施工設備的要求，有效地節約了施工成本。

塔端和梁端的牽引系統的千斤頂機具可通用，提高了施工材料的利用率。

根據梁端入錨牽引力的大小，采用不同的入錨方法，適用性強，施工工效高。

3 工藝原理

斜拉索通過塔吊和橋面吊索桁車上橋面后，采用臥式放索機和梁面展索滾筒進行展索，利用塔頂門架完成斜拉索的掛設。短索施工過程中采用塔端軟牽引下放斜拉索，以減小梁端入錨的施工難度，梁端通過卷揚機系統完成入錨。長索施工過程中塔端直接進行掛設，梁端入錨根據牽引力大小采取相應的入錨措施。梁端入錨且鋼箱梁焊接完成之后，根據監控指令進行塔端張拉。

4 工藝流程

如圖1。

圖1 施工工藝流程圖

5 操作要點

5.1 施工準備

提前做好斜拉索施工的相關臨時設施的制作、安裝，卷揚機布置，放索機具、斜拉索牽引錨固及張拉工具的制作、組裝。

5.2 斜拉索整體上橋面

①斜拉索工廠加工、成盤，運至索塔墩旁。索長較小、索重較輕時，可通過陸路采用汽車進行運輸；索長較大、索重較重一般采用水運運輸。

②斜拉索吊裝采用三根長度相同扁平吊帶進行捆綁吊裝，吊帶捆綁點在索盤上按120°夾角均勻布置，確保起鉤后索盤的平穩。

③拴鉤前必須根據索盤的直徑大小以及吊帶的長度估算每根吊帶的荷載值，根據吊帶的受力大小選擇合適的吊帶，不得超載使用。

④吊索桁車由專人進行操作，起吊過程中安排專人負責卷揚機排繩。

⑤斜拉索轉入橋面后即放入放索盤中，同時采取措施防止放索盤滑動。

5.3 斜拉索展索及塔端掛設

①掛索前，對梁端、塔端索道管和錨墊板上的焊渣、毛刺及雜物進行檢查、清理；檢查錨墊板是否平整，位置是否正確，用特制探孔器檢查索道管本身是否變形，如變形必須進行處理后才能掛索施工。

②軟牽引鋼絞線通過錨環、夾片和蓋板組合在一起，鋼絞線上共安裝兩套錨環。一套錨環上有螺紋裝在鋼絞線端頭上，用于與斜拉索索頭連接；使一套錨環用斜拉索掛設的臨時錨固，兩套錨環的間距為斜拉索需要下放的長度。軟牽引鋼絞線組裝好以后，通過錨環的外螺紋連接到索頭的內螺紋上。

③根據索導管的長度在斜拉索上安裝索夾，索夾至軟牽引錨固錨環的長度比索導管的長度長約50cm。

④在索道管中心軸線延長方向的塔肢壁上焊一固定點作導向滑輪的固定點。掛索前，在塔腔內將塔頂卷揚機鋼絲繩套上卡環，穿過斜拉索塔端錨固螺母，通過索導管，放出塔肢外直至主梁上與斜拉索軟牽引鋼絞線連接。

⑤將塔頂門架滑車組下放至鋼箱梁橋面，與斜拉索索夾通過卡環連接。

⑥起升斜拉索至索道管口，通過塔內入錨鋼絲繩將斜拉索軟牽引鋼絞線拉入索道管，塔頂門吊滑車組控制斜拉索入塔角度，避免破壞PE套。鋼絞線上錨固錨環拉出錨墊板后，及時安裝臨時錨固用開合板。

⑦斜拉索塔端掛設完成后，放索機上剩余斜拉索通過塔吊提升完全離開放索機后，慢慢下放至鋼箱梁上布置的展索滾筒上，如圖2所示。

圖2 斜拉索梁端采用塔吊完全展開

5.4 梁端入錨

①根據斜拉索索長、索重、塔端錨點與梁端錨點的相對位置等計算斜拉索梁端入錨所需的牽引力大小，根據牽引力的大小選用不同的梁端入錨工藝。梁端入錨牽引力較小時，可采取卷揚機系統入錨；索力較大時，可采取軟牽引入錨和軟硬組合牽引入錨。

②斜拉索錨頭牽引至索導管口時，用汽車吊將斜拉索角度調整好。卷揚機繼續牽引斜拉索入錨，可在錨頭前端連接手拉葫蘆輔助斜拉索入錨。

圖3 斜拉索梁端卷揚機系統入錨

③滑輪組牽引錨頭至距離錨點軟牽引鋼絞線長度范圍以內，在梁端安裝軟牽引機構，再利用卷揚機系統盡可能地將索頭牽引至梁端索導管口，同時用25t汽車吊調整斜拉索角度，輔助斜拉索入錨。

圖4 梁端入錨軟牽引機構安裝完成

④將軟牽引機構將錨頭牽至設計位置后，安裝錨頭大螺母，拆除軟牽引機構，梁端入錨完成。

圖5 梁端軟牽引入錨機構拆除

⑤在斜拉索錨頭上接長3m張拉絲桿，同時在索頭上安裝索夾，索夾與梁端卷揚機滑輪組相連，滑輪組倍率根據計算牽引力大小并取2倍安全系數進行取值。

圖6 梁端組合牽引入錨張拉絲桿安裝

⑥梁端卷揚機牽引，當索頭與梁端索導管管口的距離接近軟牽引鋼絞線長度時，在張拉絲桿前端接長軟牽引鋼絞線，同時在梁端安裝梁端組合牽引系統，卷揚機繼續牽引，盡可能地將張拉絲桿牽引至索頭管管口。

圖7 梁端組合牽引入錨機構安裝

⑦將張拉絲桿牽引出撐腳A的長度大于千斤頂及螺帽的長度后，安裝開合板、擰張拉絲桿螺帽，拆除軟牽引機構及撐腳B，改用張拉絲桿進行硬牽引。

⑧將錨頭牽引至設計位置，擰緊錨頭大螺母，拆除撐腳、千斤頂、張拉絲桿，斜拉索梁端入錨完成。

5.5 塔端張拉

梁端入錨完成后，在塔端進行斜拉索張拉。按監控指令，每個節段的四根斜拉索需同步進行張拉。張拉采用幾何控制法進行施工控制，張拉時通過斜拉索的安裝長度來進行控制，以安裝索力進行檢驗，索力誤差控制在±5%范圍內。

圖8 張拉絲杠張拉

5.6 索力調整

①主橋結構受力復雜，在受環境溫度影響時比較敏感，掛索施工需要時間比較長，在溫差變化、風等環境因素、施工荷載等影響下，進行張拉作業時，出現導致索塔和主梁受力結構發生變化。

②單束拉索中每根鋼絞線應力滿足設計要求，施工中每根斜拉索中單根鋼絞線之間的索力誤差不超過±2%，成橋后每根斜拉索中單根鋼絞線之間索力誤差不超過±1%，張拉時嚴格按工藝控制進行，而且施工前必須提供以下項目：

a.斜拉索張拉力，該值由監控單位以書面監控指令形式提供給斜拉索施工單位；

b.在斜拉索張拉力作用下，斜拉索錨固點計算相對位移量（或變形量），是該索所在豎直平面內下端錨點豎向位移和上錨點水平位移，由監控單位臨時給出；

c.主梁相應截面的相關物理參數，該參數一般根據設計而定；

d.斜拉索索體幾何和物理參數，由斜拉索產品供方提供。

6 質量安全主要控制措施

①斜拉索表面應平整密實、錨頭無傷痕、修飾且張拉索力滿足設計和監控要求。

②索廠制索完成后，根據斜拉索具體的幾何參數選擇合適的運輸工具，同時派專人在運輸過程中負責沿途的保護工作。

③張拉設備和方法應根據設計合理確定，并制定切實可行的施工方案。拉索張拉時，不宜在錨環與承壓板間加墊、需要加墊時，其墊圈材料和強度應符合承壓要求，并應設成兩個密貼帶扣的半圈。

④禁止在未固定的構件上行走、作業或休息。

⑤索塔內施工平臺應搭設穩固，設置上下通道，地面設置防護通道，嚴禁索塔內作業人員拋擲物品。

7 結論

大跨徑斜拉橋平行鋼絲斜拉索施工技術在此工程中得到了應用，成功解決了項目斜拉索安裝難度、上構懸臂拼裝的施工質量和安裝速度等問題，其設備要求較低、適用性較強、施工效率高，尤其是斜拉索張拉施工中對張拉設備進行優化設計，有效地節約了張拉施工空間，具有明顯的經濟效益和社會效益，具有較高的推廣價值。