斜拉桥环氧喷涂钢绞线斜拉索安装技术浅析

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【摘 要】平凉大桥是一座特大型桥梁，该桥的主桥为钢―砼组合梁双塔双索面半漂浮体系斜拉桥，斜拉索采用环氧喷涂钢绞线拉索。结合本桥工程特点和实际情况，为同类型斜拉桥的钢绞线斜拉索安装施工提供宝贵的实践经验。

【关键词】斜拉桥；斜拉索；环氧喷涂钢绞线；安装施工

1前言

目前我国斜拉索体系主要有平行钢丝斜拉索体系和钢绞线斜拉索体系。在国外，钢绞线斜拉索多采用镀锌钢绞线，如法国的诺曼底桥；日本应用环氧喷涂钢绞线拉索稍多一些。国内在近年来，有部分大型斜拉桥已采用环氧喷涂钢绞线作为斜拉索，如安庆长江大桥。总体而言，环氧喷涂钢绞线拉索的应用在国内外还不是很普遍，虽然这种拉索体系具有施工简便、设备可小型化等优点，但人们对其索力的均匀性、锚固效果、防腐等方面仍存在疑虑，在安装的技术和工艺方面，以及对索力的控制方法上，各生产厂家所采取的手段亦不尽相同。随着技术的发展和完善，钢绞线拉索将会得到更广泛的应用。下面结合平凉大桥的工程实践，简要介绍环氧喷涂钢绞线斜拉索的安装施工工艺。

2 钢绞线斜拉索组成体系

2.1 本工程斜拉索采用OVM250系列环氧涂层高强度低松弛钢绞线斜拉索体系。钢绞线标准强度为1860MPa，弹性模量为1.95×105 MPa；采用内层PE、外层HDPE的双层保护，外层的HDPE套管设双螺纹线并制成带肋抗风雨振形式。

2.2 本桥采用5种规格的斜拉索，S2～S3，C2～C3索采用斜拉索群锚体系250-37型；S4～S5，C4～C5索采用斜拉索群锚体系250-43型；S1、S6～S8，C1、C6～C8索采用斜拉索群锚体系250-55型；S9～S10，C9～C10索采用斜拉索群锚体系250-61型；S11～S13，C11～C13索采用斜拉索群锚体系250-73型。斜拉索在索塔处为张拉端锚具，主梁处为固定端锚具。

3 安装施工工艺流程

4 主要施工方法

4.1施工准备

4.1.1 工厂下料

下料时要求丈量精确，尽量减少下料误差，同时采取必要的保护措施，防止PE防护层受损。下料长度根据如下公式计算：

（1）下料长度公式：L=L0+A1+A2+L1+L2+L3

式中：L0――张拉端、固定端锚垫板之间距离；

L1――固定端钢绞线外露长度；

L2――张拉端钢绞线工作长度；

L3――钢绞线垂度影响长度，根据规范计算可得；

A1――固定端锚具外露长度；

A2――张拉端锚具外露长度，考虑整体张拉后需要的锚固长度，并综合调索所需长度，根据锚具实际长度。

（2）由于挂索张拉要求，张拉端、固定端PE护套管必须根据计算长度剥除。

剥除长度按下式：

固定端：L固=L1+A1+50mm

张拉端：L张=A2+L2+L3+ΔL+50mm

式中：ΔL――单根张拉伸长量。

4.1.2 安装工作平台

塔外平台采用垂直升降悬挂式平台，由塔顶1台3T卷扬机控制升降，在塔外平台一侧，沿索塔固定一根Φ15钢丝绳作为塔外平台的定位滑道，当平台到达施工点时，将卷扬机锁死，塔外施工人员将平台与定位滑道进行临时固定，然后对塔外平台进行安全检查，最后方可进行塔外施工（见图3）。塔外平台只是为塔外施工提供一个操作平台，不做任何临时吊装用，施工人员需要在横梁处另外搭乘由2T卷扬机控制的升降吊笼到达塔外平台。

塔顶钢支架作为塔外平台以及锚具、HDPE吊装时的主要受力构件，是由三根横梁、六根立柱以及斜撑组成的门架式结构，设计荷载50KN。

4.1.3 安装锚具

张拉端锚固点设在塔内锚垫板顶面，用塔吊将锚具组装件吊到相应锚固点处直接放入即可，并用手拉葫芦调整到位，防止支承筒螺牙碰伤。

固定端锚具安装：利用门架将锚具沿管壁从桥面拉索管口处下放至锚垫板处，利用工具绳或小型支架临时固定。

4.1.4 HDPE护套管焊接

在焊机上固定需焊接的HDPE管两端管口进行刨光处理检查对口缝平整度高温加热加压对焊填写记录表。

4.2 安装HDPE护套管

4.2.1 把延长管及其导向管的连接环滑到塔柱端的外套管上，直至大约1.5m长的外套管穿过延长管把HDPE管吊点夹具固定到外套管上，螺栓孔向上。

4.2.2 用尼龙绳把延长管和PE管抱箍连接好，并在此处预留两根1m长钢丝绳，便于同牵引索相连。

4.2.3 在套管内穿入一根已计算好长度的辅助钢绞线，把塔端处的钢绞线和抱箍相连接，把提升钢丝绳和套管吊点夹具连接。

4.2.4 利用塔吊等起吊设备将钢绞线和套管一起吊起，到达预定高度后将钢绞线穿入塔上锚具并固定，利用千斤绳和葫芦将套管吊挂在塔外导管口相应位置。

4.2.5 HDPE护套管在起吊时要注意形成的弯角不能将其损伤。

4.2.6 利用卷扬机将套管下端牵引至主梁锚拉板的导管口附近，将钢绞线穿入下端锚具并固定。

4.2.7 通过张拉辅助钢绞线使套管挺直抬起达到设计角度，以方便下一步挂索施工工作的进行。

4.3 循环牵引系统安装

4.3.1工艺流程：

4.3.2 施工主要步骤：

a.安装导向点：

根据各点循环索走向，分别在主梁索导管管口、塔外索导管管口以及桥面所需要的地方安装导向点，导向点需保证塔柱、桥面同侧一致，同时不影响后续桥面放索及挂索施工。

b.安装固定索：

HDPE护套管安装完毕后，塔外即可安装固定索。首先将事先盘好的固定索前端与索拖板相固定，然后从塔端处沿护套管内下放固定索，当索托板到达桥面且固定索留有足够长度后，桥面施工人员通知塔上进行固定，桥面处进行预紧，从而完成固定索安装。

c.安装循环索

固定索安装好后，桥面施工人员通知塔上下放循环索。塔端处施工人员先在循环索前端靠塔壁处穿过导向滑轮，然后与索拖板相连接并开始下放，当到达桥面并留有足够长度后，桥面施工人员通知塔上停止下放，而且桥面施工人员在HDPE管口观察索拖板是否有翻转现象，如有此现象需纠正原位后再与桥面处的循环索一端相连接，然后在桥面导向点处用手拉葫芦预紧循环索。

d.试运行：

循环索试运行时，桥面管口人员、塔外人员、卷扬机操作人员须保持畅通的信号，索拖板必须运行一个以上循环且无翻转、卡死现象发生方可正式投入施工。循环索试行通过后，桥面负责人再

次检查循环索路径，保证循环索、HDPE无磨损现象，即完成循环系统安装。

4.4 挂索施工

4.4.2 主要施工步骤

a.钢绞线运输到施工现场后，将索盘吊装于放线架上，考虑挂索时从PE管下端向上牵引，将放线方向朝向梁端预埋管处，放线架与预埋管之间应设铺垫及导向，以防钢绞线PE损伤。

b.将盘好的钢绞线放盘打开张拉端与循环钢丝绳上的专用牵引装置连接，启动循环系统将钢绞线顺着HDPE护管牵引至上端管口，将已牵引出的钢绞线从盘上全部放出，与穿过下端锚具的牵引索连接，用人工穿过锚孔，安装夹片锚固；

c.在塔外将钢绞线和从锚具孔穿过的牵引索连接，解除循环系统上的牵引装置通过塔柱内的葫芦等工具将钢绞线拉出锚板孔，塔内作业人员相应辅助直到满足单根张拉所需的工作长度后锚固，准备牵引下一根钢绞线。

d.将千斤顶、振弦式传感器装到刚穿好的钢绞线上，并张拉至预先计算的应力。

e.重复以上步骤直到完成一根拉索内的全部钢绞线的安装。

f.穿索时按先上游，后下游，先上排孔，后下排孔的顺序进行；各号索均按主、边跨四个工作面同时进行。

g.利用循环牵引钢丝绳可同步一次牵引两根钢绞线。单根挂索时，注意HDPE护套的保护、严防打绞、旋转，扭曲现象发生。

5 结语

由于以往的斜拉桥多采用平行钢丝拉索，而钢绞线拉索的应用较少，缺乏钢绞线拉索施工的认识和经验，如何保质保量地完成施工任务是本桥的一个难点。因此，以平凉斜拉桥为依托工程，通过对环氧喷涂钢绞线斜拉索的安装技术和施工工艺的研究，不仅在确保工程质量和加快施工进度上具有十分重要的作用，还为同类桥梁的斜拉索施工提供了科学的参考价值。

参考文献：

[1] 林元培.斜拉桥[M].北京，人民交通出版社， 2004；

[2] 王金磊，罗洪成，杨世聪.钢绞线斜拉索施工工艺浅析[J]. 公路交通技术，2011（4）；

[3] 刘钊.浅谈斜拉桥的发展及其施工技术[J].铁道建设，1995（4）；

[4] 灌河特大桥项目经理部《灌河特大桥实施性施工组织设计》，2004.10；