雙塔鋼箱桁梁斜拉橋斜拉索安裝施工技術

趙干明，李海民

（柳州歐維姆工程有限公司，廣西 柳州545005）

1 工程概況

雙湖路跨雞啼門特大橋采用的是斜拉橋結(jié)構(gòu)形式，主跨部分為120m+210m+120m。斜拉橋使用到無黏結(jié)PE 鍍鋅鋼絞線，單根φ15.24cm，標準強度1 860MPa。斜拉索設置為雙索面，均置于中央分隔帶，并在塔頂處設置分絲管錨固結(jié)構(gòu)。依據(jù)工程需求，斜拉索總量64 根，構(gòu)成全橋的鋼絞線質(zhì)量約554t。

本橋使用到鋼箱桁架結(jié)構(gòu)，上塔柱掛索區(qū)相對狹窄，加大了斜拉索施工難度，不利于展索與掛設施工的順利開展。對此，從橋梁結(jié)構(gòu)特點出發(fā)，確定適用于斜拉索施工的可行技術，為相關施工作業(yè)提供支持。

2 斜拉索安裝施工技術

2.1 斜拉索施工流程

基于斜拉索基本安裝需求，確定工藝流程，具體如下：

1）前期準備：索鞍安裝、塔外平臺預埋、工廠備料及運輸；

2）掛索準備：鋼絞線下料、HDPE 管焊接、錨具安裝、施工平臺搭設；

3）掛索、張拉：HDPE 管吊裝、鋼絞線穿束及張拉；

4）索力調(diào)整（備用）：斜拉索索力調(diào)整；

5）附件安裝及防護：附屬構(gòu)件安裝、錨具防護。

2.2 主塔索鞍安裝

主塔索鞍安裝具體內(nèi)容如下：

1）當使用塔吊展開索鞍的吊裝作業(yè)時，在操作過程中需確保索鞍吊裝安全性，不可與搭設好的腳手架等結(jié)構(gòu)發(fā)生碰撞，以免出現(xiàn)索鞍變形現(xiàn)象。

2）加工過程中，以索鞍端部與中部的難度較大，易出現(xiàn)加工誤差。若2 個區(qū)域的標高無法同時達到工程標準，則需要以端部標高為準，嚴格控制索鞍標高[1]。

3）精確定位索鞍位置，在此基礎上采取臨時固定措施，實際操作中應注重焊條的選擇與電壓的控制，不可出現(xiàn)焊穿索鞍的問題，較為可行的是將索鞍固定在加勁板上。

2.3 塔外施工平臺

本項目至主橋合龍之前均設有塔吊裝置，因此無需搭建塔頂?shù)跹b平臺。斜拉索左右幅間距相對較小，約為1m，索垂直方向上的高度約0.8m。對此，確定塔外平臺設計方案：主塔置于中分帶上，采用矩形截面鋼混結(jié)構(gòu)，具體有：橫橋向?qū)?.5m，順橋向?qū)挾?～6m。此外，在橫橋向側(cè)面塔設置景觀槽口，塔柱設置4 個倒角。主塔高度32.9m，于塔頂設置0.9m 高裝飾段，形態(tài)呈四側(cè)向中間斜切的形式。

2.4 型鋼及預埋搭設塔外施工平臺方案

考慮到工程人員與設備的重量，設置的塔外平臺受力可達到400kg，于塔柱上預埋爬錐，該部分通過焊接的方式與型鋼穩(wěn)固連接。

3 鋼絞線掛設方案

3.1 1#～8#鋼絞線掛設穿索機掛索

2 個索面設置在中央分隔帶上，在穿索機的輔助下高效完成掛索作業(yè)。其具體流程有：

1）操作人員選取待處理的鋼絞線，將其置入HDPE 外套管內(nèi)，經(jīng)由連接裝置后最終進入到中跨側(cè)塔端索鞍口。

2）將鋼絞線逐一穿入分絲管，并到達邊跨側(cè)索鞍口。

3）進一步推送鋼絞線，使其經(jīng)過邊跨連接裝置后，進入到邊跨側(cè)梁端，即進入到HDPE 預埋管內(nèi)。

4）將引棒向上穿出，使其達到預埋管管口處。

5）梁下施工人員持續(xù)拉拔，與此同時位于梁上的人員則不斷地推動，在二者的配合下移動鋼絞線，使其順利穿出中跨側(cè)梁內(nèi)錨具，隨后解除連接頭與鋼絞線的連接關系，依據(jù)設計要求預留適當長度，設置工作夾片。類似的，需要將邊跨側(cè)的引棒穿出預埋管口，有效連接引棒與鍍鋅鋼絞線，通過不斷牽引的方式將其穿出邊跨側(cè)梁錨具。經(jīng)上述操作，待鋼絞線順利穿出張拉端錨具后，即可解除連接頭與鋼絞線的連接關系，并隨之設置夾片。最后，共同處理細鋼絲與連接頭，使其進入到后續(xù)孔。

6）通過單孔千斤頂展開初張拉作業(yè)，此環(huán)節(jié)操作時張拉力需得到有效的控制，具體為設計張拉力的10%～15%，結(jié)束之后再頂壓錨固，將頂壓力穩(wěn)定在10～15MPa。

7）依據(jù)上述提及的流程持續(xù)穿索與張拉，最終完成各鋼絞線的掛索作業(yè)。確定合適的鋼絞線穿索順序，從錨具頂部的排孔開始，逐步完成各項拉索作業(yè)。

3.2 9#～16#卷揚機推送式鋼絞線掛設

自9#索以后，需要得到卷揚機循環(huán)系統(tǒng)的支持，有序完成推送掛索作業(yè)。為滿足掛索要求，在中跨與邊跨處分別適配卷揚機設備，具體掛索流程與穿索機一致，基于穿索機提供的摩擦式推送力，將其有效轉(zhuǎn)變?yōu)榫頁P機的牽引推送。遵循如下流程完成單側(cè)循環(huán)卷揚機的掛索作業(yè)：

1）在橋面端搭設操作平臺，將導向輪就位于穿入端。在三角牽引系統(tǒng)的支持下，完成鋼絞線的安裝作業(yè)，利用卷揚機牽引鋼絞線，使其到達橋塔鞍座導管出口處，在持續(xù)推送之下，進一步進入鞍座分絲管，結(jié)束上述作業(yè)后，鋼絞線進入到另一側(cè)錨固區(qū)。

2）在橋塔預埋件處增設臨時固定裝置，于該處安裝1 個1#定滑輪，同時在塔底處安裝2#定滑輪，最后需在索梁錨固處安裝3#定滑輪。共使用到2 臺卷揚機，將其分別置于塔根與索梁錨固區(qū)，當各定滑輪安裝到指定位置后，處理1#卷揚機鋼絲繩，使其繞2#定滑輪并進入到指定操作平臺上。鋼絲繩經(jīng)過1#定滑輪后，將進入到HDPE 套管，需要從套管下部穿出，在經(jīng)過3#定滑輪后實現(xiàn)與2#卷揚機鋼絲繩的有效連接[2]。此時，上索側(cè)將會產(chǎn)生1 個具有閉合性質(zhì)的三角牽引系統(tǒng)，在1#卷揚機的作用下可以有效提升鋼絲繩，而在2#卷揚機的作用下便可收回。

3）當鋼絞線到達施工現(xiàn)場后，需連同盤架穩(wěn)固置于臨近主梁操作平臺的區(qū)域，在平臺下方設置輪軸以達到輔助放索的效果，將鋼絞線卡于橡膠槽內(nèi)，通過輪軸的轉(zhuǎn)動可持續(xù)牽引鋼絞線，從而達到穿索的效果。

4）鋼絞線穿索初期階段，需針對鋼絞線端頭采取固定措施，即通過穿索板實現(xiàn)與牽引鋼絲繩的穩(wěn)固連接。關于穿索板的基本材料，以弧形鋼板為宜，可避免牽引鋼絲繩與鋼絞線纏繞的現(xiàn)象。此外，在穿索作業(yè)中，需優(yōu)先安裝上層鋼絞線，在此基礎上再逐步安裝下層鋼絞線，每完成一根鋼絞線的安裝作業(yè)后，均要適當張拉，要求各次的張拉力保持一致。

5）從鋼絞線端頭部分開始，以10m 為間距分別設置多個繩扣，在各個繩扣內(nèi)通過塑料扎絲的方式將牽引鋼絲繩與鋼絞線扎緊，從而避免二者發(fā)生纏繞，確保鋼絲繩能夠順利退出。

6）在1#卷揚機的支持下收緊鋼絲繩，此時在繩扣與牽引鋼絲繩的雙重作用下，使得鋼絞線順利到達HDPE 外套管內(nèi)，并順著該套管進一步提升，使其到達塔上鞍座處。

7）伴隨鋼絞線的持續(xù)提升作業(yè)，需做好鋼絞線與鋼絲繩的固定處理，此環(huán)節(jié)宜在主梁操作平臺上進行。鋼絞線不斷提升，待穿出HDPE 外套管上端后，現(xiàn)場施工人員需要將繩扣與扎絲拆除，從而將鋼絞線端頭部分置入到相應的鞍座導管內(nèi)。

8）繩扣安裝位置尤為講究，需控制在鋼絞線固定的范圍內(nèi)，具體指的是鋼絞線端頭至塔端出口處。

當鋼絞線在穿索側(cè)不斷推動時，若順利穿出塔壁另一側(cè)鞍座時，現(xiàn)場施工人員需要將出塔的鋼絞線穩(wěn)固置于HDPE外套管內(nèi)。在三角牽引系統(tǒng)的持續(xù)推動下，鋼絞線將進入到鞍座內(nèi)，而存在于對面?zhèn)鹊匿摻g線則會受到自重的影響，隨之表現(xiàn)出沿著HDPE 外套管移動最終進入到主梁拉索錨固區(qū)的現(xiàn)象。分析塔上導管出口位置，若該處與鋼絞線標記的位置一致，表明鋼絞線已經(jīng)穿索到位[3]。基于上述流程重復穿索與張拉，最終完成各鋼絞線的掛索作業(yè)。

3.3 斜拉索二次張拉及索力調(diào)整

基于上述方式持續(xù)操作，分析索力與橋梁線形情況，合理調(diào)節(jié)索力，使其與結(jié)構(gòu)設計要求相符。針對斜拉索二次張拉，并使其達到設計索力值。結(jié)束橋面各環(huán)節(jié)以及附屬工程的操作后，針對全橋展開索力檢測，并合理調(diào)節(jié)索力。在此過程中，需將調(diào)索工況、張拉油壓等參數(shù)完整記錄好，當鋼絞線被張拉到指定位置后，需要在打緊器的輔助下打緊夾片。適當調(diào)節(jié)索力，當其與設計值相符后，便完成了調(diào)索作業(yè)。

4 結(jié)語

綜上所述，斜拉索施工對技術水平提出了較高要求，在實際施工中，應以工程情況為準制訂合適的方案。本文提出一些斜拉索施工技術，以期給類似工程提供指導，確保斜拉索施工質(zhì)量，推動雙塔鋼箱橫梁斜拉橋事業(yè)的發(fā)展。