矮塔斜拉桥斜拉索施工技术

矮塔斜拉桥斜拉索施工技术

李晋鑫

中铁上海工程局集团第四工程有限公司天津市滨海新区300467

摘要：随着科学技术的不断发展，桥梁施工不断出现新工艺。在桥梁的施工中，桥梁的主体结构情况处于不断变化的。“矮塔斜拉桥”也称“部分斜拉桥”，介于“斜拉桥”与“体外预应力箱梁桥”之间，起源于日本，在国外发展很快，在国内来说是一种新桥型。

关键词：矮塔斜拉桥；拉索施工；技术；分析

引言：矮塔斜拉桥具有如下优点：工序简单，安全性强；索塔内鞍座采用分丝管，可以实现单根换索；采用单根等值法张拉，可控制每根斜拉索各股钢绞线的离散误差不大于规定的数值；可实现一对斜拉索对称、交叉单根张拉，同步整体张拉，确保两根斜拉索间的差值不大于理论值的±1%；斜拉索采用多重防腐处理，锚固端灌注防腐油脂，延长斜拉索使用寿命。

1.斜拉索施工工艺

1.1准备工作

焊接HDPE护套：根据设计长度下料焊接并将防水罩接头焊接牢固，焊接时要求顺直不能产生拐弯，同时注意保护不得让护套划花；安装下端锚具：在桥下锚具位置搭设支架或采用挂篮支架，清理预埋管道，将锚具内芯从面预埋管放入，到达锚垫板处用锚圈固定在锚垫板上，注意锚孔方向与分丝管方向对应；安装塔端两侧锚固装置；钢绞线下料和镦头：按图纸设计下料长度进行下料，充分考虑张拉操作长度，将钢绞线端头用手持砂轮切割机切除周围6根钢丝15cm左右长，只留中间一根钢丝，并用钢丝镦头机将中间一根钢丝镦粗便于穿束引导。

1.2挂HDPE护套

用起吊高度足够的吊车将制作好的护套从最短一根开始安装，上端用钢丝绳分别对称固定于分丝管鞍座两侧附近支架上，起吊过程中人工扶持护套保证不受划伤。

1.3穿索

按分丝管从上到下顺序逐根穿束，边穿边用小千斤顶张拉固定，张拉力一般按设计张拉力的30%进行，由于管理弯曲，第一根钢绞线须比设计下料长度稍长，以便于施工。为了方便穿入锚具，用一根镦头钢丝从锚具下端相应锚孔中穿入预埋管中用镦头联接器与钢绞线中心镦头钢丝相接，将钢绞线引入相应锚孔中。

1.4张拉

所有钢绞线穿束固定完成后，按图纸设计张拉顺序进行张拉。因为矮塔斜拉桥是刚梁柔索受力体系，故不需要进行索力调整和监控，可以直接按设计张拉力的100%进行张拉。

1.5固定

张拉完成后，用索箍将钢绞线索在靠近预埋管及塔端进行固定并用减震装置将其固定与预埋管内，最后将防水罩盖上。

1.6防腐及灌注环氧砂浆

按设计和规范要求切除多余钢绞线，盖上防护罩，并在锚具内压注防腐油脂，在索鞍两侧塔端锚固装置内压注环氧砂浆。

2.主要施工技术

2.1HDPE套管焊接

HDPE套管的连接采用HDPE焊机对焊连接。HDPE套管焊接前，将管材放置于夹紧装置内并将之夹紧，在压力作用下用平行机动旋刀削平两个管材的被焊端面，并保证这两个端面相互接触时满足规范要求。在焊接过程中，特别注意的是焊接压力必须保持至焊缝完全冷却硬化后才能解除。

2.2搭设施工平台

塔外平台：用钢管脚手架或碗口支架在索塔四周搭设所需的施工平台。梁下平台：主梁采用悬臂浇筑法施工，可直接利用施工用的挂篮进行斜拉索安装、调索等工作。但要在箱梁的顶板上预留孔，以便成桥后进行灌注防腐油脂。

2.3锚固端锚具安装

梁下锚固端锚具安装前应检查锚孔，使之保持清洁无污物。由于锚具是由多个零部件组成，出厂前已做调整，运到工地后不得随意拧动密封装置及定位螺栓。锚具安装就位时要求：一是安装前锚具的锚孔均应事先编上对应孔号，注意注浆孔在下，排气孔在上；二是中、边跨锚具组装件的锚板中心线必须严格保持在同一垂直平面内；三是锚板的中心线与承压板（锚垫板）的中心线应力求持一致，两者偏差不得超过5mm；四是中、边跨锚板的相应锚孔也必须相互对齐，以确保钢绞线的平行性。

2.4HDPE套管吊装

套管安装前，应先将套管按给定的长度把两端锯好并刨平，然后将之运至中央分隔带。安装时，在套管内穿上一股临时辅助索并将辅助索的一端穿入锚具，同时在套管端头附近一定位置上装上专用管夹，然后用卷扬机将套管一端吊至塔上分丝管管口附近；此时将辅助索分别先后穿过索鞍、塔另一端的套管、锚具，同样方法将套管起吊至塔上分丝管管口附近，最后在锚具两端同时用YDCS160-150千斤顶顶紧辅助钢绞线，索塔两端套管就固定地落在辅助索上。

2.5单根张拉

2.5.1索力均匀性控制

为使每根索中各钢绞线索力均匀，采用等值张拉法进行张拉，即每根钢绞线的张拉力以传感器监测读数进行控制。挂索前，将监测传感器安装在底排的一根钢绞线上，安装顺序为：支座垫板、传感器、单孔工作锚。随后张拉时每根绞线的拉力是按当时传感器的显示值进行控制的。

2.5.2单根钢绞线张拉

每根斜拉索31股钢绞线均逐根挂索并随即用YDCS160-150型千斤顶进行张拉。加载至10%张拉力时测初始伸长值；用压力表读数控制最后一级张拉力，使之跟传感器显示值相对应时，测终止伸长值。装上工作夹片，适度打紧，卸压测回缩值后锚固。在挂索结束后，即拆除传感器，并按传感器拆除时的读数再进行补张拉本股钢绞线。

2.6安装防松装置

安装防松装置前，应先用手提砂轮机切除锚头两端的多余钢绞线，并预留一定的长度。要求钢绞线端头平整、光滑。装上防松装置，拧紧锁紧螺母，以便有效地防止夹片松动。

2.7整体张拉

2.7.1张拉系统安装

整体张拉系统主要包括千斤顶、撑脚、连接套、张拉杆和张拉螺母。张拉系统部件质量大，安装时借助手拉葫芦将连接套、张拉杆、撑脚、千斤顶、张拉螺母依次安装。安装时应保证系统整体的对中性满足整体张拉要求。

2.7.2张拉力

一是初始张拉力的确定。在整体张拉过程中，当锚具螺母松动脱离锚垫板时以此作为其伸长值的测量起始点，即此时油表读数对应的张拉力作为整体张拉的初始拉力。二是确定整体张拉的初始张拉力后，以此为起点分级加载张拉至设计要求的（超）张拉值，测量各级伸长值。并通知监控单位测试索力，确认索力在允许误差内，旋紧螺母，千斤顶回油，锚固。三是在张拉过程中，中、边跨要求做到同步对称，相互呼应，级差应控制在设计允许范围之内。

3.质量控制

为了保证斜拉索的施工质量，我们采用“等值张拉、先单根后整体”的施工方法。一是先张拉一根钢绞线，然后安装锚下传感器，其余钢绞线的张拉值等于第一根钢绞线上传感器显示的索力值，这样就避免了钢绞线的离散误差。二是索力测试采用频谱仪和千斤顶油压表读数双控的原则。

总结：矮塔斜拉桥斜拉索施工方法采用分丝管及抗滑锚工艺，使各单根索布置整齐，受力均匀。施工中采用单根等值张拉，然后整体张拉到位，很好的控制了各索间的离散性，达到了设计要求。采用本工法施工，投入的设备、人员较少，工序简单，劳动强度低；占用场地小，在已经做好的桥面上即可下料、剥皮等；张拉工艺先进，采用高科技仪器监测索力，能保证索力在允许的误差内；斜拉索安装速度较快，一对斜拉索挂索、张拉只需要约10小时就可完成。与其它同类型桥梁斜拉索施工相比，采用本工法可提高经济效益。矮塔斜拉桥作为一种新颖的桥型，具有更加广阔的发展空间。

参考文献：

[1]覃巍巍，石伟，雷欢.京杭运河矮塔斜拉桥主塔及斜拉索施工方案[J].预应力技术，2017（06）：10-14.

[2]徐伟明，汪海良.矮塔斜拉桥单根可换式斜拉索施工过程控制技术[J].青海交通科技，2017（02）：89-93.

[3]尹建兵，王榴斌.矮塔斜拉桥单根可换式斜拉索施工过程控制技术[J].施工技术，2016，45（16）：122-124+128.