浩吉鐵路洞庭湖特大橋中塔穩定索施工技術

姜鵬

(中鐵大橋局集團有限公司 湖北武漢 430056)

該文以洞庭湖特大橋主橋作為研究對象，通過對其進行深入研究，進一步了解和認識中塔穩定索施工技術在實踐中的應用。其中，3#、4#、5#主塔均采用鋼筋混凝土結構，橋面以上為倒Y 形，橋面以下塔柱內收為鉆石形。塔頂高程+170.0 m，塔根(承臺頂）高程+12.95 m，承臺以上塔高157.05 m。主梁為鋼箱梁鋼桁結合梁結構，為不帶豎桿的華輪式桁架，主桁采用內傾布置，上弦桿中心距12.0 m，下弦箱間距14.0 m。立面上每塔兩側共13組索，其中中塔穩定索共8根，整座橋共有164 根斜拉索。橋中，斜拉索是利用高強纏包帶對整股鋼絲進行纏繞后，在外側增加雙螺旋線HDPE護套，以此來提高鋼絲的抗拉強度，確保洞庭湖特大橋在使用過程中能夠更具穩定性，延長洞庭湖特大橋使用壽命。斜拉索采用PESC7-187、PESC7-265、PESC7-301、PESC7-379、PESC7-409、PESC7-439 六種規格。8 根中塔穩定索規格為PESC7-439，長度416.341 m，單根斜拉索索重60.6 t。

1 工程難點

完成塔端掛設后，固定好位置，借助塔頂吊架，使得索體托空吊起，將梁端錨杯移動到中間位置上，最后沿著既定方向展索在此基礎上開展工作，能夠確保各個環節都能順利開展，提高工作有效性。需要注意的是，索體在中間位置時，會由內側轉為外側，展索時索體會逐漸朝著護欄連接板靠近，最終損傷到索體。因此，隨著展索和牽引工作逐步開展，應加強對索體的關注，避免其轉向，確保索體不受到損傷。

2 施工關鍵技術

2.1 斜拉索運輸及吊裝上橋

就該項目而言，索體自重是60.6 t，考慮到運輸方便性，對索體進行預處理，將成盤斜拉索用汽車運輸到施工現場，施工人員借助提升站將成盤的斜拉索進行合并處理吊裝到橋上，放置在指定位置，為后續施工活動提供方便。根據實際情況放置相應數量的斜拉索。

2.2 由邊塔向中塔橋面展索

中塔穩定索吊裝上橋完成后開始由邊塔向中塔進行橋面展索（見圖1），采用1臺25 t汽車吊將塔端錨杯吊起，橋面牽引卷揚機鋼絲繩與塔端錨杯相連，啟動卷揚機將塔端錨杯向中塔方向牽引，在展開的索體下方每隔4 m 設置1 臺單軸小車。施工中，需要釋放10 m索體后，固定到錨杯小車上，借助汽車吊和V型輥輪吊起，這樣既能夠防止放索盤碰刮傷索體，還能夠提高工作效率。繼續進行橋面展索，當梁端錨杯脫離放索盤后，梁端吊起后，使得梁端錨杯逐漸脫離托架，引導其固定在小車上，為后續橋面展索提供支持，直到牽引到指定施工現場，最后完成展索[1]。通過這種施工方式，能夠避免對索體的損傷，且有利于提高施工效率，確保施工人員安全性。

圖1 橋面展索

2.3 塔端掛設

塔端掛設是一項非常重要的施工環節，因此我們要對該環節給予足夠的重視。在施工中，將塔端錨杯后端與牽引板連接好，并將塔頂中的鋼絲繩逐漸釋放出來，穿過塔內對應錨墊板處逐步轉向滑輪、錨杯螺母，下放到距塔頂錨杯10 m和90 m的位置后，進行雙設置吊點。到達預期的位置后，開展起吊工作，起吊工作開展的同時，我們要對索體進行牽引，逐步增加牽引力度，將塔端錨杯牽引到索導管，旋至平扣，完成塔端掛設[2]。塔內安裝張拉機具，并將塔端錨杯下放一定距離（見圖2）。

2.4 橋面展索及牽引

塔端掛設完成后，梁端錨杯在邊塔中跨6#索梁端錨固位置附近，距離跨中位置約100 m。在塔端與錨杯距離110 m和230 m位置上，借助20 t吊裝將雙置點撤銷。需要注意的是，要同時開展該項工作，簡而言之，在起吊的同時，利用卷揚機將索體轉移到中塔位置，到達指定位置后停止起吊工作（見圖3）。通過計算，此過程中塔頂吊架和塔吊共提升150 m 索體，塔頂吊架提升重量為12.7 t，塔吊提升重量為8.5 t。

圖3 梁端錨杯展至跨中

利用一臺75 t 汽車吊將梁端錨杯由已掛拉索內側，轉到已掛拉索外側（見圖4）。

圖4 梁端錨杯轉至已掛斜拉索外側

在跨中主桁腹板連接板上設置一套展索托架，展索托架與主桁腹板連接板采用螺栓進行固定。展索托架上方布置輥筒和PE管，保證索體能夠從展索托架上順利通過。在展索托架兩側的橋面上各設置一套導向托架，利用導向托架改變斜拉索展索方向，保證斜拉索在每個展索作業面順直展開[3]。

由于該項工程施工難度大、工程量多，因此在施工中需要借助大型施工設備開展施工。為了確保斜拉索能夠穩定在預期位置，可以啟動牽引卷揚機，使得梁端錨杯朝著外側轉變（見圖5）。到達指定位置之后展開索體，每隔6 m設置一個固定輥輪架作為固定支撐用，而后利用PE管將索體與橋面間隔開來，避免對索體構成損傷。隨著施工進度的推薦，長加勁鎖要予以展索處理，并進行相應的牽引，最后確保索體能夠完整的脫離橋面，實現對整個橋面的牽拉作用，確保橋梁在使用過程中更加穩固。當導向托架位置的索體脫離橋面時，采用一臺75 t汽車吊提升索體，使索體高于主桁腹板連接板，繼續展索及梁端牽引。使跨中位置索體在沒有75 t汽車吊提升狀態下，高于主桁腹板連接板，75 t汽車吊吊點放下。

圖5 梁端錨杯在已掛斜拉索外側展索

2.5 梁端軟牽引

軟牽引作為施工活動的一部分，能夠借助相應設備對索體進行處理，避免對索體的損傷，使得索體在日后使用中更好地發揮自身作用。在施工活動中，當錨杯與索導管口距離48 m時，汽車可以通過6 500 kN張拉桿通過連接套滿絲扣旋入錨杯后端內絲，并將已組裝好19根牽引鋼絞線的牽引套滿絲扣旋入張拉桿后端。將2 500 kN張拉撐腳、錨環、2 500 kN張拉千斤頂定位后，打緊工具夾片，啟動梁下軟牽引系統，往復牽引[4]。

反復牽引至相應位置時，具體為索導管10 m 處，選擇相應的軟質吊裝繩予以安裝，并在汽車吊的牽引下逐步提升張拉桿與錨杯之間的角度。值得注意的是，在這過程中，要安排專業人員在現場進行指導，避免牽拉速度過快或者過緩對索體構成損傷。當錨杯及延長筒全部進入索導管后，在其下端硬鋪設好橡膠皮等，這樣能夠避免索導管下端口直接接觸構成的傷害[5]。當6 500 kN 張拉桿絲扣外露出梁下錨墊板處錨杯螺母16 cm 時，停止牽引，塔內工作人員安裝U 型卡板將6 500 kN張拉桿進行錨固，此工序結束（見圖6）。

圖6 梁端軟牽引及牽引引具

拆除軟牽引體系，檢查鋼絞線表面的受損情況，視受損情況的程度來決定是否更換鋼絞線，以便于下一根斜拉索的安全牽引，組裝張拉機具做好張拉前硬牽引工作。

3 施工過程中的安全管理

無論哪種施工項目，施工安全管理在其中都占據舉足輕重的地位，因此要重視施工安全管理，具體來說，可以從如下幾個方面入手：一是從思想上給予關注，由上至下都要認識到安全是第一生產力，只有這樣，才能夠在工作中按照操作規范開展工作。對施工人員培訓時，要側重從事故危害、處理成本等多個角度出發，引起全員的重視，或者對實例進行講解，從根源上加強對危險因素的防控，創建安全、和諧的施工環境，為施工活動順利開展保駕護航。

二是建立安全管理制度，對于制度的建立，要立足于實際情況，切實從項目本身出發，可以咨詢相關人員，使得制度更加專業、更具實效性。相比較而言，橋梁施工更具特殊性，且隨著施工進度不斷推進，會出現很多變化。因此，在制度上，還要加強對其優化和完善，針對不同項目、施工環節等，在制度制定時要遵循針對性、靈活實用原則，能夠為施工人員實踐工作提供科學指導。

三是對于設備操作人員，必須嚴格檢查其是否具備資格證，在操作前對設備進行檢查，保證其符合作業要求，如需高處作業，應設置好圍欄和安全網，遇到惡劣環境，禁止高空作業。

四是增加安全管理投入，如引進新技術，購買全自動、智能化監控系統，實現對施工過程全程監督和控制，以此來彌補人員監管不足。再者，引進先進施工技術，代替施工人員完成難度較大的施工環節，提高施工效率的同時，還能夠確保人員人身安全。安全管理工作貫穿于施工項目全過程，是一項系統性、具體性工作，要給予足夠重視[6]。

4 結語

浩吉鐵路洞庭湖特大橋為國內首次在鐵路橋上采用中塔穩定索，施工過程中通過采用跨中設置索體轉向、橋面固定輥輪架、塔頂吊架安裝旁壓張力測試儀，施工安全管理等一系列措施，高精度、高效率地完成了掛設，為后續同類型橋梁施工提供了寶貴的經驗。