斜拉橋塔間斜撐預應力精軋螺紋鋼連接壓漿裝置技術的應用

張錄生

（甘肅五環公路工程有限公司，甘肅 蘭州 730050）

1 引言

串聯式管道壓漿裝置結構包括塔間斜撐底板、錨墊板、壓漿管、進漿管、排氣管、螺旋筋、固定錨具、張拉錨具。其中壓漿管由上輔助管、下輔助管、波紋管、連接管構成；錨墊板開孔與輔助管相連，中間的輔助管側壁開孔與連接管連接，兩側的輔助管上下壁開孔分別與進漿管和排氣管連接。螺旋筋由上錨螺旋筋和下錨螺旋筋構成，螺旋筋套在輔助管上，輔助管套在波紋管上，輔助管與波紋管間的孔隙采用密封膠封堵。該發明能有效減少結構中壓漿管和排氣管的數量，提高壓漿效率，提升斜拉橋塔間斜撐的連接質量。

2 斜拉橋塔間斜撐預應力精軋螺紋鋼連接壓漿裝置技術概述

2.1 技術原理

2.1.1 斜拉橋塔間斜撐預應力技術簡介

斜拉橋塔間斜撐預應力技術是利用預應力的原理來加固和穩定斜撐連接的一種技術。通過施加預應力，可以使斜撐緊密地固定在橋塔上，提升整個結構的抗震能力和承載能力。

2.1.2 精軋螺紋鋼連接壓漿原理

精軋螺紋鋼連接壓漿是指將精軋螺紋鋼材料作為斜撐的連接元件，并通過壓漿裝置將其固定在預留的孔洞中。壓漿是一種將漿料注入孔洞中以增加連接強度的方法，通常使用的漿料是高強度水泥漿料。

2.2 主要組成部分

2.2.1 設備組成和功能概述

斜拉橋塔間斜撐預應力精軋螺紋鋼連接壓漿裝置主要由斜撐預應力系統、精軋螺紋鋼連接裝置和壓漿裝置組成。預應力系統用于施加預應力，精軋螺紋鋼連接裝置用于將螺紋鋼固定在橋塔上，壓漿裝置用于注入漿料增加連接強度。

2.2.2 斜撐預應力系統

斜撐預應力系統主要包括拉筋、張緊器和錨具等組件。拉筋是連接斜撐和張緊器的部件，張緊器負責施加預應力，錨具用于固定張緊器和拉筋。

2.2.3 精軋螺紋鋼連接裝置

精軋螺紋鋼連接裝置是將精軋螺紋鋼安裝在斜撐和橋塔上的裝置，通常采用螺栓和螺母的形式進行連接。其優點是連接緊固可靠，能夠保證斜撐與橋塔之間的剛性連接。

2.2.4 壓漿裝置

壓漿裝置是用來將漿料注入斜撐連接孔洞中的裝置。它通常由注漿泵、注漿管道和注漿針等組件組成，通過控制注漿壓力和流量，可以確保漿料充滿整個孔洞，形成堅固的連接。總之，斜拉橋塔間斜撐預應力精軋螺紋鋼連接壓漿裝置技術通過預應力和精軋螺紋鋼連接，再結合壓漿裝置的注漿過程，可以有效改善傳統斜撐連接方式的問題，提升斜撐的穩定性和整體結構的安全性。

3 塔間斜撐預應力精軋螺紋鋼壓漿裝置的施工方法

步驟1：塔間斜撐底板為錨固端，根據設計坐標確定塔間斜撐底板位置，塔間斜撐N2板在主塔內與勁性骨架焊接固定，后期再與鋼斜撐焊接固定，塔間斜撐底板上開孔，孔徑為7 cm，下輔助管與塔間斜撐底板開孔處固定連接，詳見圖1、圖2。

圖1 預應力精軋螺紋鋼布置示意圖

圖2 塔間斜撐底板示意圖

步驟2：采用剛度較好的角鋼焊接井字形定位胎架，穿入精軋螺紋鋼。

步驟3：壓漿管由上輔助管、下輔助管、波紋管、連接管構成，輔助管套在波紋管上，輔助管與波紋管間的孔隙采用密封膠封堵，輔助管側壁開孔與連接管連接，在一個平面內形成S形線路。其中上輔助管和下輔助管均為直徑7 cm長度30 cm的鋼管，連接管為直徑3 cm的鋼管，輔助管在15 cm處側壁開3 cm的孔，詳見圖3。

圖3 錨墊板和輔助管連接示意圖

步驟4：兩側的輔助管上下壁開孔分別與進漿管和排氣管連接，其中最低點連接進漿管，最高點連接排氣管，進漿管從錨固端引出主塔，排氣管高于張拉端混凝土，引入塔內空腔，連接管與輔助管連接成蛇形，其中進漿管和排氣管為直徑3cm的鋼管，詳見圖4。

圖4 塔間斜撐預應力精軋螺紋鋼壓漿裝置示意圖

步驟5：澆筑混凝土同時檢查壓漿管，保證混凝土進入壓漿管，堵塞壓漿管。

步驟6：待混凝土達到相應齡期，采用小倒鏈、連接器固定千斤頂進行張拉，采用泡沫膠、水泥漿進行錨固壓漿。

4 斜拉橋塔間斜撐預應力精軋螺紋鋼連接壓漿裝置技術的優勢和挑戰

4.1 斜拉橋塔間斜撐預應力精軋螺紋鋼連接壓漿裝置技術優勢

（1）增強連接的穩定性：斜撐預應力精軋螺紋鋼連接壓漿裝置技術采用預應力和精軋螺紋鋼連接，使得斜撐與橋塔之間形成剛性連接，增強了連接的穩定性。預應力施加后，連接處的螺紋鋼受到拉力，使連接更加緊密，不易松動或變形，能夠有效抵抗外部荷載的作用，提高了連接的安全性和可靠性。

（2）提高斜撐的承載能力：通過預應力施加和精軋螺紋鋼連接，斜撐的受力性能得到提升，能夠更好地承受荷載并保持結構的穩定。預應力的作用使得連接處的螺紋鋼受到拉力，增加了斜撐的抗彎和抗剪能力，使其在承受荷載時不易發生變形或破壞，增強了斜撐的承載能力。

（3）提高連接的強度：斜撐預應力精軋螺紋鋼連接壓漿裝置技術能夠增加連接處的抗拉強度，使其能夠承受更大的外部力。精軋螺紋鋼具有較高的抗拉性能和韌性，通過與預應力技術相結合，可以在連接處形成高強度的連接，使其能夠承受較大的荷載。這樣可以提高整個斜拉橋結構的強度和穩定性，確保工程的安全性和可靠性。

（4）增加連接的耐久性：斜撐預應力精軋螺紋鋼連接壓漿裝置技術通過注漿過程，可以使漿料充分填充連接孔洞，并與螺紋鋼緊密結合，形成堅固的連接，提高連接的耐久性。注漿材料具有一定的抗水、抗腐蝕和抗震動性能，可以保持連接處的穩定性和完整性，在長期使用中不易發生松動、脫落或損壞。這也有助于延長連接的使用壽命，減少維護頻率和成本。綜上所述，斜拉橋塔間斜撐預應力精軋螺紋鋼連接壓漿裝置技術具有增強連接穩定性、提高斜撐承載能力、提高連接強度和增加連接耐久性的優勢。這些優點使得該技術在斜拉橋工程中得到廣泛應用，并為工程的安全性、穩定性和耐久性提供了有效保障。

（5）串連接壓漿裝置在工程中有益效果：通過設置輔助管，解決了錨墊板與波紋管無法有效連接的問題，避免了混凝土澆筑過程中出現預應力管道堵塞。通過將輔助管、連接管組合，在一個平面內形成S形線路，有效減少了進漿管和排氣管的埋設數量，節約管道材料，增加了混凝土與構件粘結性，提高了后期管道壓漿效率。采用串連接壓漿裝置進行塔間斜撐安裝施工，提高了預應力筋安裝、張拉以及管道壓漿效率，保證了塔間聯系的施工質量，對提高斜拉橋主塔抗彎扭剛度，提高橫向抗風抗震性能有較大作用。

4.2 斜拉橋塔間斜撐預應力精軋螺紋鋼連接壓漿裝置技術的挑戰

（1）技術難度較大：斜拉橋塔間斜撐預應力精軋螺紋鋼連接壓漿裝置技術需要工程人員具備高水平的技術能力和經驗。操作流程涉及多個環節，包括預應力施加、螺紋鋼連接和注漿壓漿，每個環節都需要精確控制。此外，根據不同的工程設計要求進行施工，還需要解決工程中可能出現的各種復雜工況和問題，增加了技術難度。

（2）裝置設備要求高：斜撐預應力精軋螺紋鋼連接壓漿裝置技術需要專門的設備進行施工操作。例如，預應力施加需要使用預應力設備，螺紋鋼連接需要采用精密的螺紋滾壓機，注漿壓漿則需要使用注漿設備。這些設備要求高精度和高質量，且需要配備專業的操作人員，增加了工程成本和難度。

（3）施工周期較長：由于斜撐預應力精軋螺紋鋼連接壓漿裝置技術的復雜性，施工周期可能會較長。在預應力施加過程中，需要進行張拉和錨固，這個過程通常需要一定的時間。而螺紋鋼連接和注漿壓漿等步驟也需要相應的時間來完成。因此，施工周期的延長可能對工程進度帶來一定的挑戰。

（4）維護困難：一旦斜撐連接部位發生損壞或需要維修，可能需要拆除并重新施工連接。這將增加維護的難度和成本。特別是在一些高海拔、惡劣環境條件下的斜拉橋，維護工作更加困難，可能需要專業的人員和設備進行維修。總結起來，斜拉橋塔間斜撐預應力精軋螺紋鋼連接壓漿裝置技術面臨著技術難度大、裝置設備要求高、施工周期較長和維護困難等挑戰。然而，通過合理的技術管理和操作，這些挑戰是可以克服的。

5 改進斜拉橋塔間斜撐預應力精軋螺紋鋼連接壓漿裝置技術的措施

為了改進斜拉橋塔間斜撐預應力精軋螺紋鋼連接壓漿裝置技術，可以從以下幾個方面進行改進。首先，研發更簡化的操作流程和工藝，可以通過優化設計和工程施工流程來降低技術難度。例如，可以采用預制構件和標準化零部件來簡化施工過程，并減少對現場操作人員的技術要求。此外，還可以引入自動化控制系統和智能化設備，實現工藝過程的自動化和智能化，提高施工效率和質量。其次，開發更高效的裝置設備也是改進的關鍵。可以針對預應力施加、精軋螺紋鋼連接和壓漿過程開發專用設備，并不斷提升其性能和精度。例如，可以研發更高效的預應力張拉設備，提高預應力施加的速度和精確度；可以改進螺紋滾壓機的結構和工作原理，提高螺紋連接的質量和效率；還可以研發新型的注漿設備，實現快速而均勻的壓漿效果。此外，提升連接部位的耐久性也是非常重要的改進方向。可以通過材料的選擇和處理，優化連接部位的設計，提高其承載能力和抗震性能。例如，可以選用更高強度和更耐久的材料來制造連接部位，如高強度螺紋鋼和抗腐蝕材料。同時，還可以采用先進的涂層技術和防腐措施，延長連接的使用壽命并降低維護頻率和成本。最后，加強對施工人員的培訓和指導也是關鍵。可以通過組織專業的培訓課程和實踐操作，提高施工人員對裝置技術的理解和掌握。同時，還應加強現場監督和指導，確保施工人員按照規范進行操作。此外，建立經驗分享和教育培訓機制，促進施工人員的交流和學習，不斷提升整個行業的技術水平。總而言之，通過研發簡化的操作工藝和流程、開發高效的裝置設備、提升連接部位的耐久性以及加強施工人員的培訓和指導，可以有效改進斜拉橋塔間斜撐預應力精軋螺紋鋼連接壓漿裝置技術，提高施工效率和質量，降低成本和維護難度。

6 結束語

文章根據塔間斜撐預應力精軋螺紋鋼連接壓漿裝置施工步驟、方法以及社會效益等，并結合實際的工程情況進行了理論探究和實踐分析，旨在促進工程建設項目可以實現更高水平的發展。