深茂铁路潭江特大桥斜拉索安装技术

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摘要：潭江特大桥主桥布置为（32+57+130+256+64）m独塔混合梁斜拉桥，主桥长540.55m。斜拉索采用双索面布置，全桥共设15×4=60根斜拉索，采用PESC7-199、PESC7-223、PESC7-265、PESC7-313、PESC-337五种规格。斜拉索安装施工环节较多，但每项环节都需要严格控制质量，以避免后期返工或影响总体工程质量。文章介绍了潭江特大桥主桥8#～15#斜拉索安装及张拉施工技术。

关键词：潭江特大桥；斜拉桥；斜拉索安装；桥梁工程；张拉施工 文献标识码：A

中图分类号：U443 文章编号：1009-2374（2017）05-0141-03 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2017.05.069

1 工程概况

潭江特大桥主桥布置为（32+57+130+256+64）m独塔混合梁斜拉桥，主桥长540.55m。主跨256m为潭江通航孔。主塔为H型索塔，桥面以上塔高127m。主梁采用双主梁结构形式，梁高4.6m，桥面横向宽14m。主跨采用钢箱梁，边跨采用预应力混凝土箱梁和钢箱梁，钢混结合段设置于10#墩。斜拉索采用双索面布置，全桥共设15×4=60根斜拉索，斜拉索采用PESC7-199、PESC7-223、PESC7-265、PESC7-313、PESC-337五种规格。斜拉索最长索266.38m，最短索98.787m，单根索最大钢丝净重25.26t。斜拉索塔端锚固于塔内钢锚箱处，梁端钢箱梁段锚固于边腹板与风嘴之间的钢锚箱处，混凝土段锚固于齿块处。

2 斜拉索安装施工技术难点

潭江特大桥斜拉索安装施工特点主要体现在以下四个方面：（1）本桥斜拉索具有规格大、单根斜拉索重量大等特点，斜拉索吊装、挂设及展索施工难度大，需要结合现场起吊设备，精确控制斜拉索安装各工序吊装重量；（2）潭江特大桥跨潭江水道主桥斜拉索成桥索力为3527.4～5954.2kN，需要根据斜拉索张拉作业空间和安装特点选取合适的张拉机具；（3）设计图中将斜拉索塔端作为张拉端，梁端作为固定端。塔端作业空间狭小，斜拉索塔端张拉时，8#～15#索中跨、边跨两套张拉设备会发生空间冲突，无法保证对称、同步张拉作业。塔端采用钢锚箱结构，钢锚箱横隔板影响塔内作业空间；（4）M8-M15、S8-S15索采用塔（梁）端软牵引方式，但软牵引方式耗时较长且施工复杂，这也是本次工程的主要难点。

3 斜拉索安装各阶段施工索力计算

为保证安装的准确性，要详细计算各阶段施工索力的大小，严格按照计算结果施工。

本次工程中假设斜拉索钢丝精下料长度为L，塔梁两端索孔锚板中心的几何距离用L0表示，锚垫板距梁端杯分丝板墩头之间的距离用ΔL表示，L1表示塔端锚杯分丝板距离锚垫板距离，牵引力T的作用下，其弹性伸长量为TL/EA，垂度影响的伸长量近似为-w2L2xL0/（24T2），因此可得：

式中：ΔL为梁端分丝板墩头到锚垫板距离（拉出时为负值）；L1为塔端分丝板墩头到锚垫板距离（拉出时为正值）；L为斜拉索钢丝精下料长度；L0为塔梁两端索孔锚板中心的几何距离；ω为斜拉索单位长度重量；LX为L的水平投影长度；T为牵引力；A为钢丝截面面积；E为弹性模量。

此公式实际上是一个牵引力T为变量的一元三次方程，利用盛金公式对方程进行求解。通过这个一元三次方程求解，可以得出施工中所需的各项数据，严格按照数据施工，能保证斜拉索安装质量，为工程质量奠定技基础。

4 斜拉索安装施工技术要点

斜拉索安装施工较为复杂，依据上述计算结果做好相关准备工作，安装施工主要包括以下环节：施工前准备斜拉索上桥塔端挂设梁面展锁梁端牵引梁端软牵引斜拉索硬牵引及张拉。

4.1 施工准备的环节

该环节主要做好相关准备工作，施工中所用材料、机械设备等。根据设计方案要求在斜拉索出厂前做好相关性能检验。当斜拉索出厂被运送至施工场地后，技术人员向其索要合格证书及质量保证书，其中包括各项指标检验结果、斜拉索数量及质量等；如果斜拉索进行过非常规试验，技术人员同样需要索取检验报告。

工程实际中发现斜拉索锚杯外径与索导管内径大小几乎相等，挂锁施工时经常出现位置偏差情况，一旦偏差就会损伤锚杯外丝扣和斜拉索的PE保护套，影响其质量。为避免此种情况的发生，施工技术人员要全面检查塔、梁端的索导管，对其中存在的焊渣、毛刺、混凝土渣等进行处理，打磨光滑，避免位置偏差损伤斜拉索。

4.2 斜拉索上桥要点

施工现场存在斜拉索时，应该将方木支垫铺设在锁体下端，为保证索体完整应该在两者间铺设软质隔离物，常见的比如棉毡等，避免斜拉索与梁面或桥面直接接触。此外，为保证索体完整周围10m内严禁火源存在，如果确实需要焊接或气割，作业人员要对索体负责人员进行技术交底，同r准备好安全应对措施，备好灭火装置；按照编号分开各斜拉索，避免索体搞混影响施工进度。

采用塔吊将斜拉索吊装上桥。如果斜拉索是成盘起吊，需要设置3个吊点，吊装时要运用专用的吊装带，坚决杜绝出现斜拉索上直接套钢丝绳的情况，主要是为了保证PE护套与锚头螺纹的完整。如果发现锚头螺纹存在损伤需要及时采取措施进行修正，PE外套上发生超过3mm的刻痕与局部损伤后需要及时修复，一般采用与PE护套相同的材质修复受损处，整个处理过程必须在挂锁前完成。

4.3 塔端挂设

4.3.1 （S1-S2、M1-M2）斜拉索。索体置于300kN的放缩盘上，利用塔吊将索体拉出8m长度置于梁面上，此时将牵引板安装在斜拉锚索杯后端。利用塔吊塔顶中的卷扬机将钢丝绳缓缓放下，穿过塔内对应钢锚箱处并转向滑轮与锚杯螺母，钢丝绳从索导管内由下引出，慢慢下放至桥面将其与牵引板相互连接；此外还要设置吊点，本次工程中吊点设置在距锚杯5～10m处的索体上，采用200kN专用软质吊装带，吊装带被塔吊吊钩吊起。此时同时启动卷扬机，配合塔吊进行塔端挂设，此过程主要受力由塔吊承担，当锚杯提升到塔端索导管口时，增大卷扬机牵引力，同时利用塔吊调整锚杯与索导管角度，使锚杯角度与索导管角度一致。将斜拉索锚杯牵引出塔端锚垫板，锚杯露出锚垫板5～6丝时停止牵引，锁紧锚杯螺母，然后继续牵引直至旋至平帽，塔端挂设完成。

4.3.2 （S3-S7、M3-M15）斜拉索。索体置于300kN的放缩盘上，利用塔吊将索体拉出6～8m长度置于梁面上，此时将便捷套、6500kN张拉杆等安装在斜拉锚索杯后端。塔顶将卷扬机钢丝绳从塔内放下，其余与上述类似。最后卷扬机配合塔吊将张拉杆牵引出塔端锚垫板，完成塔端挂设。

4.3.3 （S8-S15）斜拉索。前述步骤与（S1-S2、M1-M2）斜拉索相似，在吊起的同时50kN卷扬机启动，50kN卷扬机与塔吊相互配合进行塔端挂设，此过程主要受力由塔吊承担，当锚杯提升到塔端索导管口时，增大卷扬机牵引力，同时利用塔吊调整锚杯与索导管角度，使锚杯角度与索导管角度一致。将斜拉索锚杯牵引出塔端锚垫板，锚杯露出锚垫板5～6丝时停止牵引，锁紧锚杯螺母，然后继续牵引直至旋至设计位置，塔端挂设完成。

4.4 梁面展索

斜拉索在放索盘上剩余索体的展开，提升索体的方式采用塔吊、桥面汽车吊等吊装机具，直至将斜拉索梁端与放索盘相互脱离。当两者距离0.5～1.0m时停止提升，梁面卷扬机钢丝绳与梁端锚杯通过转向滑车相连接，索体落下后，在锚杯小车上安装锚杯，利用卷扬机收绳，卷扬机收绳速度与索体下落速度相匹配，避免出现歪拉斜拽情况，直到将梁端锚杯牵引到索导管附近为止，同时临时固定索体锚杯，一般选择钢丝绳进行固定，对下一根塔端安装到位的拉索进行桥面展索。梁面展索时需要在索体与梁面间放置一台单轴小车，两者间隔4～5m，避免索体与梁面直接基础损伤PE护套，而小车与索体间则铺垫橡胶皮，避免损伤索体。

4.5 梁端牵引

4.5.1 （S1-S7、M1-M7）斜拉索。将300kN专用哈佛夹安装在距离梁端锚杯4～6m处，设置牵引点时采用200kN软质吊装带并与卷扬机相连。将吊点设置在哈佛夹，设置好吊点后利用250kN汽车吊起吊，同时启动卷扬机，当将锚杯牵引到梁面索导管口时，此时锚杯倾角会出现一定偏差，需要利用汽车吊进行调整保证倾角与两端索导管轴线保持一致。整个起吊过程中安排专人指挥提升速度，避免损伤锚杯丝扣。将索导管内全部包含锚杯及延长筒后，需要将橡胶皮或麻布袋铺设在索导管下端口，避免索体与索导管下端口直接接触造成损伤。牵引在锚杯露出梁下锚垫板5～6丝时停止，梁端锚杯安装螺母，继续牵引，直至将梁端锚杯螺母戴至设计位置。

4.5.2 （S8-S15）斜拉索。根据索力计算确定最大软牵引力，选取一定根数与长度的钢绞线，钢绞线单端挤成P锚，每根钢绞线上以P锚处为起点，以1m为单位做上标记线，便于多根钢绞线的等长控制。

在梁端锚杯后端分别安装变接套、6500kN张拉杆、软牵引连接器以及钢绞线，在钢绞线端部1m位置安装一个分丝器（保证梁下工具锚与钢绞线安装不错位）。安装300kN梁面卷扬机牵引系统，汽车吊大钩吊起牵引动滑轮和索体，小钩吊起梁端锚杯，启动卷扬机牵引系统开始进行卷扬机牵引，当钢绞线穿出梁端锚垫板2m左右时，停止卷扬机牵引（此阶段卷扬机牵引系统牵引力控制在30t以内），安装梁下软牵引系统。

4.5.3 （M8-M15）斜拉索。卷扬机牵引之前，塔端安装张拉设备，将塔端锚杯分丝板下放一定距离，减小梁端牵引力。在梁端锚杯后端分别安装软牵引锚板以及钢绞线，在钢绞线端部1m位置安装一个分丝器（保证梁内工具锚与钢绞线安装不错位）。安装300kN梁面卷扬机牵引系统，汽车吊大钩吊起牵引动滑轮和索体，启动卷扬机牵引系统开始进行卷扬机牵引，当钢绞线穿出梁端锚垫板2m左右时，停止卷扬机牵引（此阶段卷扬机牵引系统牵引力控制在30t以内），安装梁下软牵引

系统。

4.6 梁端软牵引

启动梁端软牵引前需要调整多根钢绞线的长度，根据长度标记将其调整为等长，调整时根据实际情况选择人工方式或270kN千斤顶。启动梁下软牵引系统，开始进行梁端软牵引，当张拉杆或锚杯进入索导管时，为了提高锚杯倾角需要利用汽车吊提升索体逐渐实现，保证其与索导管轴线处于一致，整个提升过程中应该安排专人负责提升速度，同时注意保护张拉杆与锚杯丝扣避免其受伤。当锚杯与延长筒全部进入索导管后，同上述一样需要在下方端口处铺设橡胶皮或麻布袋，保证索体的完整。

（S8-S15）斜拉索要点：当张拉U露出梁下锚杯落实6～7cm时，及时将张拉杆副螺母安装好，确保牵引安全。此后继续开始软牵引并旋紧张拉杆副螺母，一直到张拉杆抚螺母戴平帽。

（M8-M15）斜拉索：当梁端锚杯露出锚垫板6～7cm时，安装锚杯螺母，以保证后期牵引安全。继续软牵引，为保障安全及时将锚杯螺母旋紧，直到梁端锚杯抵达设计位置。拆除软牵引体系，检查钢绞线表面的受损情况，视受损情况的程度来决定是否更换钢绞线，以便于下一根斜拉索的安全牵引。

4.7 斜拉索硬牵引及张拉

结束梁端软牵引后开始硬性牵引环节。当6500kN张拉杆牵引出千斤顶后端20cm的时候，及时拆除硬性牵引张栏杆，同时锚固千斤顶后6500kN张拉杆主螺母，继续牵引，直至锚杯螺母戴平帽，硬性牵引结束。

此外张拉斜拉索的时候，整个张拉过程按照指令进行，而监控领导小组根据实际情况下达合适的张拉指令。同时详细记录伸长量与油表读数，根据设计要求与顺序进行张拉，张拉过程中需要千斤顶配合，同样配套使用油泵与油表，确保张拉记录的完整性与真实性。

斜拉索张拉时根据设计规定的张拉应力或监控领导小组的指令进行，主要校核张拉过程斜拉索的伸长量。整个过程中相关人员仔细记录油表读数、索力、伸长量及索头相对锚垫板的位置，这样方便相互校核，张拉开始前和结束时都应该仔细测量索头与锚垫板的相对位置。读取油表读数时油泵操作人员应该严格按照要求进行，视线与油表保持垂直，确保读数的准确性避免发生多读或少读情况。

张拉斜拉索，仔细监控桥梁与索塔的应力、变化，温度均匀时方能进行测量索力，通常需要在日出前完成测量。

5 结语

针对潭江特大桥斜拉索张拉作业特点，结合塔端、梁端作业空间。钢箱梁段M1-M15、S1-S7索张拉端设置在塔端，混凝土段S8-S15索张拉端设置在梁端，能够满足斜拉索对称、同步张拉要求，既能保证工程质量和工程安全，又能满足工期的要求。

参考文献

[1] 陈明宪.斜拉桥建造技术[M].北京：人民交通出版社，2003.

[2] 邵旭东，张欣，李立峰.斜拉索索状态的精确计算[J].中南公路工程，2005，30（1）.

[3] 周文，王保，纪超.江顺大桥主桥Z3号主墩斜拉索施工技术[J].施工技术，2016，（S1）.

[4] 田永强.港珠澳大桥九洲航道桥斜拉索安装技术[J].施工技术，2016，（11）.

[5] 李景丰，周伟明.同向回转拉索锚固体系斜拉索施工技术[J].桥梁建设，2015，（2）.