文章编号:1009 6825(2008)22 0291 02矮塔斜拉桥斜拉索施工技术收稿日期:2008 04 04作者简介:李保明(1973 ),男,工程师,中铁十二局集团四公司,陕西西安 710021李保明摘 要:以山西省汾柳高速公路离石高架桥施工为例,介绍了斜拉索的结构组成,阐述了矮塔斜拉桥斜拉索的主要施工要点,并提出了质量控制措施,最后论述了斜拉索施工技术的优点,得出该技术可推广应用的结论。

关键词:矮塔,斜拉桥,斜拉索,施工技术中图分类号:U 448.27文献标识码:A1 工程概况山西省汾柳高速公路离石高架桥3号桥系双塔单索面预应力混凝土部分斜拉桥。

大桥采用塔梁固结、墩梁分离的体系,墩顶设支座,跨径组成为:(85+135+85)m 。

主梁采用单箱三室大悬臂截面,按挂篮悬臂浇筑法施工设计;索塔采用实心矩形截面,钢筋混凝土结构,顺桥向变长,顶部2.6m,下部3.0m,横桥向宽2.0m,塔身呈宝塔状,索塔结构高17m,为主跨的1/8,是典型的近代意义上的矮塔斜拉桥。

斜拉索采用钢绞线索,每根拉索由31根 15.24mm 镀锌钢绞线组成,拉索采用双重防腐措施,每股镀锌钢绞线外包PE 防护套,索外加套高密度热挤聚乙烯HDPE 管;索塔布置在中央分隔带上,塔身斜拉索通过处设有鞍座,鞍座横桥向设两排,每个鞍座采用分丝管形式,每根分丝管穿一根钢绞线,以便将来可以单根换索。

斜拉索布置见图1。

2 斜拉索的结构组成斜拉索由锚固段+过渡段+自由段+塔柱内段+自由段+过渡段+锚固段组成。

1)锚固段+过渡段组成 防松装置、夹片、螺母、锚筒、锚垫板、预埋钢导管、减振器。

2)自由段组成 带PE 防护套的钢绞线、索箍、HDPE 套管。

3)塔柱内段组成 分丝管、塔内锚垫板、抗滑锚。

3 主要施工技术3.1 下料3.1.1 下料长度计算下料长度计算公式为:L =L 0+2L 1+2A 1+L 2+L 3+5cm 。

其中,L 0为边、中跨锚固端锚垫板面之间的中心线长度(包括塔上的弧长);A 1为锚固端锚具外露长度;L 1为锚固端张拉时工作长度;L 2为HDPE 套管及不锈钢管限制的垂度影响长度;L3为塔梁施工误差的影响长度。

拉索两端PE 防护套剥除长度:L 剥=L 1+A 2+ L -L 4+5cm 。

其中,A 2为锚具结构长度; L 为该索张拉伸长量;L 4为PE 防护套进入锚具内的长度。

3.1.2 下料在铺垫好的下料场地进行下料,沿线量好所需的下料长度,校核后用红色油漆作好标记。

然后将绞线盘放置到放线基架上,人工将钢绞线拉至标志点确定无误后切断。

3.1.3 剥皮钢绞线下料完成后,须将钢绞线两端的PE 防护套按计算好的长度剥除掉。

剥皮时应注意刀具或锯片不能伤及钢绞线。

3.1.4 镦头钢绞线清洗完成后,将钢绞线两端打散后在端头约10cm 长度范围内切掉外圈6丝,保留中心丝,然后将钢绞线复原。

用镦头器将两端的中心丝镦成半圆形镦头,以供挂索牵引用。

3.2 HDPE 套管焊接HDPE 套管的连接采用HDP E 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。

3.3 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。

3.4 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:1)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;2)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;3)锚板的中心线与承压板(锚垫板)的中心线应力求291第34卷第22期2008年8月 山西建筑SHANXI ARCH ITECTUREVol.34No.22Aug. 2008保持一致,两者偏差不得超过5mm;4)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。

3.5 H DPE 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Y DCS160 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。

3.6 单根挂索3.6.1 挂索顺序由于斜拉索钢绞线在塔上分丝管内是分层排列的,为便于施工,钢绞线不打绞,斜拉索的挂索顺序为自上排到下排单根挂索、张拉。

3.6.2 施工要点挂索前,梁下锚具的锚孔内穿上 5的牵引钢丝,随后用该牵引丝牵引出带穿束器的牵引钢丝绳至桥面管口。

桥面工作人员将盘上钢绞线的一端与从HDP E 套管和分丝管内穿下来的牵引钢丝绳相连接,确认牢固后,开动卷扬机,直到将该束钢绞线从另一HDP E 套管引出并达到规定工作长度,撤出牵引钢丝绳,将绞线与锚头处牵引钢丝绳连接牢固后,将该端绞线向锚具内推送,直至该端绞线穿出锚孔达到规定工作长度,撤出牵引钢丝绳,装上临时工作夹片,用专用打紧器打紧锚固。

使用同样的方法将钢绞线的另一端穿过该端的锚具,装上临时工作夹片,用专用打紧器打紧锚固。

3.7 单根张拉3.7.1 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。

3.7.2 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。

3.8 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。

3.9 整体张拉3.9.1 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。

3.9.2 张拉力1)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。

2)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。

3)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。

3.10 紧索、减振器及抗滑锚安装在主梁预埋钢导管管口安装一套紧索器将索收紧,使之成型至设计断面;将组装好的减振器推入主梁预埋钢导管内,直至减振器端面与钢导管管口持平,再收紧螺栓,按内缩外涨原理,使其内外分别与索体和钢导管管壁紧紧相贴;用锲紧千斤顶将锲块顶入抗滑锚的锲槽内。

3.11 锚头保护锚头保护罩内灌注防腐油脂,可使绞线防腐,又可为以后换索提供方便。

4 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。

1)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。

2)索力测试采用频谱仪和千斤顶油压表读数双控的原则。

5 结语山西省汾柳高速公路离石高架桥斜拉索施工,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10h 就可完成。

通过具体的施工实例,我们掌握了矮塔斜拉桥施工中的核心部位 斜拉索施工技术,为以后同类桥梁的施工积累了经验,具有借鉴意义。

参考文献:[1] 覃 莹,王 浩.柳林青龙人行天桥斜拉索张拉及防护施工方案[J].山西建筑,2006,32(18):301 302.Stay cable construction technology of the low pylon cable stayed bridgeLI Bao mingAbstract:T aking t he constructio n of L i shi viaduct of Fen Liu expr essway in Shanxi province as an ex ample,the author intro duces the struc ture composition of the stay cable,describes the main construction points of the stay cable of the low pylon cable stayed bridg e,and puts for w ar d the quality control measures,finally discusses the adv antages o f the stay cable construction technolog y,draws a conclusion that the tech nology can be popularized and used.Key words:low py lon,cable stayed br idge,stay cable,construction technology292 第34卷第22期2008年8月山西建筑。