大跨徑矮塔斜拉橋斜拉索施工關(guān)鍵技術(shù)研究

胡長庚　史歡歡　趙利軍　祝新順

（中交二公局第一工程有限公司，湖北武漢　430056）

大跨徑矮塔斜拉橋斜拉索施工關(guān)鍵技術(shù)研究

胡長庚史歡歡趙利軍祝新順

（中交二公局第一工程有限公司，湖北武漢430056）

“矮塔斜拉橋”在國內(nèi)來說是一種新型橋，具有美觀、跨徑靈活、工序簡單、經(jīng)濟(jì)性好、施工進(jìn)度快、勞動(dòng)強(qiáng)度低等優(yōu)點(diǎn)。本文基于在建的湖北鄖十漢江公路大橋，詳細(xì)論述了矮塔斜拉橋的核心部位——斜拉索的施工方法，采用分絲管等新技術(shù)，保證斜拉索的安裝精度和施工質(zhì)量，為斜拉索使用期的養(yǎng)護(hù)和正常換索提供了方便。采用等值張拉法及測力傳感技術(shù)，能準(zhǔn)確按設(shè)計(jì)索力進(jìn)行張拉，避免了二次調(diào)索。

大跨徑矮塔斜拉橋斜拉索等值張拉法

1　引言

湖北鄖十漢江公路大橋主橋?yàn)椋?28+238+128）m雙塔單索面矮塔斜拉橋。主梁為單箱三室混凝土箱梁，頂板寬26.5m，翼板懸臂5.75m。墩頂根部梁高7.2m，跨中梁高3.4m，頂板和翼板設(shè)有橫梁，斜拉梁段設(shè)有橫隔板。箱梁采用C55纖維混凝土，設(shè)縱、橫、豎三向預(yù)應(yīng)力，9/9號(hào)～27/27號(hào)梁段各設(shè)2根通長的斜拉索，索塔設(shè)有轉(zhuǎn)向鞍座，梁頂索塔高33.9m。鄖十漢江公路大橋主橋采用（128+238+128）m雙塔單索面矮塔斜拉橋，跨徑在湖北省同類型橋梁中名列第一，在國內(nèi)第四。大橋布置圖如圖1所示。

2　國內(nèi)外研究發(fā)展概況

近年來，在預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋與斜拉橋之間出現(xiàn)了一種新的橋梁結(jié)構(gòu)形式——矮塔斜拉橋，也稱部分斜拉橋，在日本、菲律賓、瑞士、韓國及我國得以應(yīng)用，尤其是日本大量的建造矮塔斜拉橋，使這種橋型得以發(fā)展起來。有矮塔斜拉橋主要有以下特點(diǎn)：

（1）美學(xué)景觀特征：矮塔斜拉橋主梁高度是連續(xù)梁的1/2左右，纖細(xì)、柔美。

（2）跨徑布置靈活：矮塔斜拉橋可設(shè)計(jì)成單塔雙跨、雙塔三跨和多塔多跨等不同的結(jié)構(gòu)形式，單跨徑在100～300m范圍內(nèi)為宜。

（3）施工簡便：矮塔斜拉橋的施工方法與連續(xù)梁橋基本相同，可采用懸澆法施工。采用等值張拉法，施工中不必進(jìn)行斜拉索二次索力調(diào)整。

（4）經(jīng)濟(jì)性好：通過國內(nèi)外以建成的矮塔斜拉橋造價(jià)分析，該橋型每延米造價(jià)與連續(xù)梁橋基本持平，低于一般斜拉橋造價(jià)，具有可觀的經(jīng)濟(jì)效益，尤其是對(duì)建筑物有限高要求特別適用，如機(jī)場附近。

圖1　鄖十漢江公路大橋主梁布置圖

表1　國內(nèi)外幾座典型矮塔斜拉橋梁一覽表

截止目前，我國已建成各類矮塔斜拉橋約60座，已建跨徑大于200m矮塔斜拉橋近10座，這充分表明中國的矮塔斜拉橋建設(shè)水平以跨入世界矮塔斜拉橋先進(jìn)行列。國內(nèi)外幾座典型矮塔斜拉橋梁如表1所示。

3　斜拉索施工技術(shù)

斜拉索由錨固段+過渡段+自由段+抗滑錨固段+塔柱內(nèi)索鞍段+抗滑錨固段+自由段+過渡段+錨固段構(gòu)成。

3.1施工平臺(tái)搭設(shè)

將塔端工作平臺(tái)搭好。對(duì)掛索區(qū)域的碗口架進(jìn)行局部加強(qiáng)加固，與索塔進(jìn)行有效連接。在箱梁內(nèi)模支架上用木板搭設(shè)臨時(shí)工作平臺(tái)。

3.2箱梁預(yù)埋管定位

測量管頂標(biāo)高，初步調(diào)整標(biāo)高，用鍥形板把鋼管與型鋼間空隙塞滿，最后復(fù)測位置、標(biāo)高，利用鍥形板調(diào)整，加焊定位型鋼，取出鍥形板。

3.3鋼絞線下料

鋼絞線采用可轉(zhuǎn)動(dòng)的放線架進(jìn)行下料，在梁面鋪好彩條布，防止污染損傷鋼絞線PE外皮，在梁面畫好刻度控制下料長度。鋼絞線下料時(shí)，計(jì)算每個(gè)斜拉索及構(gòu)件的長度。

3.4鋼絞線端頭剝皮、鐓粗

根據(jù)計(jì)算數(shù)據(jù)，剝除鋼絞線兩端一定長度PE護(hù)套；用切割機(jī)把鋼絞線端頭切除外圍6絲，只留了中間1絲，長度為20cm。 用鐓頭器把鋼絞線端頭加工成圓形鐓粗，便于穿束。

3.5HDPE管焊接接長

HDPE管接長時(shí)，底部用枕木墊平，對(duì)接管口切平整后在用高溫板進(jìn)行對(duì)接，對(duì)接后冷卻10分鐘，再進(jìn)行下一組HDPE管對(duì)接。每節(jié)管長度為8m，焊接到倒數(shù)第二根時(shí)按設(shè)計(jì)總長度減掉已焊接好長度先下料，再焊接。

3.6HDPE管吊裝

先在HDPE管內(nèi)穿一根鋼繩，并把連接裝置、防止罩、減振器等一并裝上。鋼繩一端與預(yù)埋鋼管固定，用塔吊起吊另一端鋼繩至分絲管口，鋼繩、PE管分別與支架固定。起吊時(shí)靠箱梁一端底部用鋼管墊起，并用尼龍繩牽引，防止PE管在起吊過程中與箱梁頂面摩擦、彎折變形。

3.7單根掛索

第一束鋼絞線吊裝穿索采用塔吊從塔端起吊，在平臺(tái)上往兩頭送。當(dāng)鋼絞線穿過塔端分絲管后，慢慢放下吊鉤，鋼絞線利用重力自由向兩端滑落。鋼絞線穿索順序按編號(hào)從左自右、自上而下的順序進(jìn)行，穿一束張拉一束，避免鋼絞線下垂打絞。

3.8張拉錨具、支座安裝

張拉錨具采用一根鋼絞線臨時(shí)張拉定位。安裝傳感器束不安裝工作夾片，布置在錨板邊緣孔，前段安裝一段短鋼管，增加附近束安裝工作夾片操作空間。

3.9等值張拉法單根張拉

（1）張拉第1、2根，按監(jiān)控單位提供張拉力的20%進(jìn)行張拉，拉完后PDPE管基本順直，取出鋼繩；

（2）張拉第3根，在第3根上安裝傳感器，按監(jiān)控單位提供張拉力108.6KN（設(shè)計(jì)張拉力乘以擴(kuò)大系數(shù)）進(jìn)行張拉；

（3）張拉第4根，按108.6KN控制，觀察第3根讀數(shù)下降值△1；

（4）張拉第5根，按108.6-△1控制，同時(shí)記錄第3根讀數(shù)下除值△2；

（5）依此類推，直至張拉完第35根；

（6）再補(bǔ)張拉第1、2根，方法同上；

（7）拆除第3根鋼絞線上傳感器，并按當(dāng)時(shí)變化值進(jìn)行補(bǔ)張拉錨固。

（8）每張拉完一根后，及時(shí)安裝工作夾片，并用打緊器把夾片打緊。

3.10塔端鋼絞段剝皮、清洗，錨固筒、索箍、減振裝置、塔端連接裝置安裝

張拉完成后，剝除塔鋼絞線PE；用鏈條葫蘆提升錨固筒，安裝連接螺栓，完成錨固筒安裝；安裝錨固筒下端口減振器；安裝索箍；安裝塔端連接裝置，在連接法蘭端面的槽內(nèi)填滿密封膩?zhàn)?，用螺栓與錨固筒連接牢固。

3.11梁端索箍、減振器、防水罩安裝

減振器安裝，在減振器兩端頭各安裝一個(gè)索箍；在管口位置安裝索箍，擰緊索箍緊固螺栓后取掉上面臨時(shí)索箍；防水罩安裝，把防水罩向下移動(dòng)，喇叭口與預(yù)埋管套緊；把不銹鋼管向下移，與防水罩套緊。

3.12索體防護(hù)

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，錨具外露鋼絞線的保護(hù)罩和梁端錨具密封筒內(nèi)灌注無粘結(jié)筋專用防護(hù)油脂；塔端錨固筒內(nèi)裝內(nèi)灌注環(huán)氧砂漿防護(hù)。

4　結(jié)語

（1）采用等值張拉法及測力傳感技術(shù)，能準(zhǔn)確按設(shè)計(jì)索力進(jìn)行張拉，避免了二次調(diào)索。

（2）本橋?qū)儆诘湫桶崩瓨?，目前大橋已建成通車、使用良好，為同類型橋梁施工提供了借鑒依據(jù)。