頂壓器在鋼絞線拉索的試驗研究和工程應用

唐燕華，趙干明，王小勇

（柳州歐維姆工程有限公司，廣西 柳州 545005）

斜拉索單根鋼絞線張拉工藝是用壓力表讀數控制張拉力，與鋼絞線顯示變化值相符時，裝上夾片，適度打緊[1]。單根鋼絞線之間的索力均勻性規定：單根張拉后各鋼絞線索力的離散誤差宜不超過±2[2]。鋼絞線張拉會使夾片從錨具孔移出，需要工人敲打夾片，防止夾片脫落；但人工操作的夾片打緊力無法量化，容易產生誤差，造成夾片端面不平齊、跟進不同步，影響回縮量及索力均勻性，夾片容易脫落，危險系數高。

人工操作誤差是影響索力均勻性的重要原因之一，基于此研發出夾片頂壓器。該裝置能在單根鋼絞線張拉完成后頂壓夾片，替代人工敲打，減少人工操作誤差對夾片回縮量及索力均勻性的影響。

1 工程概況

雞啼門特大橋主橋長352 m，為中央索面部分斜拉橋，兩主塔高32.9 m，雙向六車道，設計行車速度60 km/h，設計使用年限為100 a，可抗17級超強臺風；跨度120 m+210 m+120 m；上部結構為連續剛構箱梁；主墩為板式墩，邊墩為柱式墩，樁基礎；主塔為V形，雙主塔；主梁采用懸臂掛籃澆筑方式施工。

斜拉索單根鋼絞線張拉采用新研制的夾片頂壓器。

2 夾片頂壓器

夾片頂壓器主要部件包括梅花形頂壓頭、頂桿、缸體、活塞和彈簧，頂桿與頂壓頭內部結構可以起到夾片限位的作用，替代人工敲打夾片。見圖1。

圖1 夾片頂壓器結構

2.1 工作原理

把夾片頂壓器安裝在單根鋼絞線上，在夾片頂壓器后安裝千斤頂。千斤頂張拉時，單根鋼絞線移動，夾片退錨進到梅花形頂壓頭內21 mm后，頂桿限制夾片繼續退錨；當千斤頂停止張拉，夾片頂壓器的活塞推動頂桿向前，頂桿把夾片頂出梅花形頂壓頭，夾片夾緊鋼絞線，此時夾片頂壓器實現頂壓；頂壓完成，活塞回位，彈簧回彈將頂桿復位。

2.2 試驗

2.2.1 試驗目的

1）驗證夾片頂壓器結構是否能在鋼絞線張拉過程中對夾片進行退錨限制。

2）在鋼絞線單根張拉完成后，頂壓器對夾片進行頂壓，通過頂壓力的不同，觀察夾片對鋼絞線造成刮傷程度，從而確定最優頂壓力。

2.2.2 試驗裝置

試驗所需裝置見表1和圖2。

表1 試驗設備機具

圖2 試驗組裝

2.2.3 試驗步驟

試驗前先用棉紗擦凈錨孔和夾片，頂壓器與油泵連接；夾片長度40.96 mm，與頂壓器的止口深度為20 mm。YDC120Q-150型千斤頂與油泵連接試機運行。按圖2組裝好錨具、夾片；鋼絞線共9根，依次編號。

先把頂壓器和千斤頂安裝在第1根鋼絞線上，張拉千斤頂30 MPa保壓，頂壓器頂壓到6.6 MPa后泄壓，最后千斤頂泄壓，移除千斤頂和頂壓器。見圖3。

圖3 頂壓器試驗安裝

按以上方法，張拉力不變，第2根鋼絞線頂壓力為3.3 MPa；第3根頂壓力為5 MPa；第4根頂壓力為3.3 MPa；第5根鋼絞線頂壓力為1.7 MPa；第6根鋼絞線頂壓力為5 MPa；第7根鋼絞線頂壓力為3.3 MPa；第8根鋼絞線頂壓力為5 MPa；第9根鋼絞線頂壓力為6.6 MPa。

2.2.4 結果

拆卸錨具和夾片，把1～9號鋼絞線按次序擺放在地上，觀察鋼絞線的損傷情況發現：1號和9號鋼絞線環氧涂料脫落，有明顯被夾片刮傷的痕跡；2、4、7、8號鋼絞線有正常的夾片咬痕，環氧噴涂少許脫落；3號和6號鋼絞線有正常的夾片咬痕，環氧噴涂少許脫落，沒刮傷鋼絞線母材；5號鋼絞線只有夾片咬痕。見圖4。

圖4 頂壓后的鋼絞線情況

通過此次試驗可以得出結論：頂壓器頂壓夾片的壓力在3.3～5 MPa不會刮傷環氧噴涂鋼絞線。

3 施工操作

在梁下張拉端錨具安裝夾片頂壓器，頂壓頭穿過單根鋼絞線頂住夾片，然后千斤頂穿過單根鋼絞線頂住夾片頂壓器，用2臺油泵分別連接千斤頂和頂壓器。啟動連接千斤頂的油泵，千斤頂單根張拉鋼絞線，夾片退錨，頂壓器限制夾片向前移動；千斤頂保壓，啟動另一臺連接頂壓器的油泵，頂壓器頂夾片向前移動，當頂壓力頂壓夾片到5 MPa時，頂壓停止，夾片夾持鋼絞線。見圖5。

圖5 夾片頂壓器操作

4 結論

夾片頂壓器應用于斜拉索單根鋼絞線張拉，不僅能夠限定夾片的退錨距離和精確提供夾片頂壓力，防止夾片刮傷鋼絞線表面；還能使夾片緊緊咬住鋼絞線，不出現松動、滑絲等現象，有效防止夾片錨固失效，完美解決人工操作誤差并能夠精確控制頂壓力值。

在雞啼門大橋矮塔斜拉索施工過程中，用夾片頂壓器代替工人，施工安全系數高、操作方便、工作效率提高1倍。