唐燕華,趙干明,王小勇
(柳州歐維姆工程有限公司,廣西 柳州 545005)
斜拉索單根鋼絞線張拉工藝是用壓力表讀數(shù)控制張拉力,與鋼絞線顯示變化值相符時(shí),裝上夾片,適度打緊[1]。單根鋼絞線之間的索力均勻性規(guī)定:單根張拉后各鋼絞線索力的離散誤差宜不超過±2[2]。鋼絞線張拉會(huì)使夾片從錨具孔移出,需要工人敲打夾片,防止夾片脫落;但人工操作的夾片打緊力無法量化,容易產(chǎn)生誤差,造成夾片端面不平齊、跟進(jìn)不同步,影響回縮量及索力均勻性,夾片容易脫落,危險(xiǎn)系數(shù)高。
人工操作誤差是影響索力均勻性的重要原因之一,基于此研發(fā)出夾片頂壓器。該裝置能在單根鋼絞線張拉完成后頂壓夾片,替代人工敲打,減少人工操作誤差對(duì)夾片回縮量及索力均勻性的影響。
雞啼門特大橋主橋長352 m,為中央索面部分斜拉橋,兩主塔高32.9 m,雙向六車道,設(shè)計(jì)行車速度60 km/h,設(shè)計(jì)使用年限為100 a,可抗17級(jí)超強(qiáng)臺(tái)風(fēng);跨度120 m+210 m+120 m;上部結(jié)構(gòu)為連續(xù)剛構(gòu)箱梁;主墩為板式墩,邊墩為柱式墩,樁基礎(chǔ);主塔為V形,雙主塔;主梁采用懸臂掛籃澆筑方式施工。
斜拉索單根鋼絞線張拉采用新研制的夾片頂壓器。
夾片頂壓器主要部件包括梅花形頂壓頭、頂桿、缸體、活塞和彈簧,頂桿與頂壓頭內(nèi)部結(jié)構(gòu)可以起到夾片限位的作用,替代人工敲打夾片。見圖1。
圖1 夾片頂壓器結(jié)構(gòu)
把夾片頂壓器安裝在單根鋼絞線上,在夾片頂壓器后安裝千斤頂。千斤頂張拉時(shí),單根鋼絞線移動(dòng),夾片退錨進(jìn)到梅花形頂壓頭內(nèi)21 mm后,頂桿限制夾片繼續(xù)退錨;當(dāng)千斤頂停止張拉,夾片頂壓器的活塞推動(dòng)頂桿向前,頂桿把夾片頂出梅花形頂壓頭,夾片夾緊鋼絞線,此時(shí)夾片頂壓器實(shí)現(xiàn)頂壓;頂壓完成,活塞回位,彈簧回彈將頂桿復(fù)位。
2.2.1 試驗(yàn)?zāi)康?/p>
1)驗(yàn)證夾片頂壓器結(jié)構(gòu)是否能在鋼絞線張拉過程中對(duì)夾片進(jìn)行退錨限制。
2)在鋼絞線單根張拉完成后,頂壓器對(duì)夾片進(jìn)行頂壓,通過頂壓力的不同,觀察夾片對(duì)鋼絞線造成刮傷程度,從而確定最優(yōu)頂壓力。
2.2.2 試驗(yàn)裝置
試驗(yàn)所需裝置見表1和圖2。
表1 試驗(yàn)設(shè)備機(jī)具
圖2 試驗(yàn)組裝
2.2.3 試驗(yàn)步驟
試驗(yàn)前先用棉紗擦凈錨孔和夾片,頂壓器與油泵連接;夾片長度40.96 mm,與頂壓器的止口深度為20 mm。YDC120Q-150型千斤頂與油泵連接試機(jī)運(yùn)行。按圖2組裝好錨具、夾片;鋼絞線共9根,依次編號(hào)。
先把頂壓器和千斤頂安裝在第1根鋼絞線上,張拉千斤頂30 MPa保壓,頂壓器頂壓到6.6 MPa后泄壓,最后千斤頂泄壓,移除千斤頂和頂壓器。見圖3。
圖3 頂壓器試驗(yàn)安裝
按以上方法,張拉力不變,第2根鋼絞線頂壓力為3.3 MPa;第3根頂壓力為5 MPa;第4根頂壓力為3.3 MPa;第5根鋼絞線頂壓力為1.7 MPa;第6根鋼絞線頂壓力為5 MPa;第7根鋼絞線頂壓力為3.3 MPa;第8根鋼絞線頂壓力為5 MPa;第9根鋼絞線頂壓力為6.6 MPa。
2.2.4 結(jié)果
拆卸錨具和夾片,把1~9號(hào)鋼絞線按次序擺放在地上,觀察鋼絞線的損傷情況發(fā)現(xiàn):1號(hào)和9號(hào)鋼絞線環(huán)氧涂料脫落,有明顯被夾片刮傷的痕跡;2、4、7、8號(hào)鋼絞線有正常的夾片咬痕,環(huán)氧噴涂少許脫落;3號(hào)和6號(hào)鋼絞線有正常的夾片咬痕,環(huán)氧噴涂少許脫落,沒刮傷鋼絞線母材;5號(hào)鋼絞線只有夾片咬痕。見圖4。
圖4 頂壓后的鋼絞線情況
通過此次試驗(yàn)可以得出結(jié)論:頂壓器頂壓夾片的壓力在3.3~5 MPa不會(huì)刮傷環(huán)氧噴涂鋼絞線。
在梁下張拉端錨具安裝夾片頂壓器,頂壓頭穿過單根鋼絞線頂住夾片,然后千斤頂穿過單根鋼絞線頂住夾片頂壓器,用2臺(tái)油泵分別連接千斤頂和頂壓器。啟動(dòng)連接千斤頂?shù)挠捅?,千斤頂單根張拉鋼絞線,夾片退錨,頂壓器限制夾片向前移動(dòng);千斤頂保壓,啟動(dòng)另一臺(tái)連接頂壓器的油泵,頂壓器頂夾片向前移動(dòng),當(dāng)頂壓力頂壓夾片到5 MPa時(shí),頂壓停止,夾片夾持鋼絞線。見圖5。
圖5 夾片頂壓器操作
夾片頂壓器應(yīng)用于斜拉索單根鋼絞線張拉,不僅能夠限定夾片的退錨距離和精確提供夾片頂壓力,防止夾片刮傷鋼絞線表面;還能使夾片緊緊咬住鋼絞線,不出現(xiàn)松動(dòng)、滑絲等現(xiàn)象,有效防止夾片錨固失效,完美解決人工操作誤差并能夠精確控制頂壓力值。
在雞啼門大橋矮塔斜拉索施工過程中,用夾片頂壓器代替工人,施工安全系數(shù)高、操作方便、工作效率提高1倍。