滬蘇通長(zhǎng)江大橋斜拉索安裝技術(shù)

中鐵武漢大橋工程咨詢監(jiān)理有限公司，湖北 武漢 430050

1 工程概況

1.1 橋式布置

滬蘇通長(zhǎng)江大橋主航道橋采用雙塔五跨連續(xù)鋼桁梁斜拉橋布置，主跨跨度為1092m，計(jì)算孔跨布置為140+462+1092+462+140=2296m，見(jiàn)圖1。橋。在鋼梁架設(shè)的同時(shí)，完成兩組斜拉索的塔端掛設(shè)和橋面展索等工序；鋼梁焊接完成后，完成剩余工序的施工；全橋最終調(diào)索完成后，進(jìn)行斜拉索附屬配件的安裝。由于短、中斜拉索安裝較為常規(guī)，因此文章主要介紹25～36層長(zhǎng)斜拉索的安裝。

圖1 主航道橋橋式布置圖（單位：m）

1.2 主塔概況

主塔為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，橋面以上為倒“Y”形，橋面以下塔柱內(nèi)收為鉆石形。塔頂高程為+333m，塔底（承臺(tái)頂）高程為+8.0m、+8.5m。主塔上塔柱120m范圍為索塔錨固區(qū)段。

1.3 斜拉索概況

主航道橋斜拉索布置為雙塔三索面、扇形密索體系，采用平行鋼絲拉索，鋼絲為標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度2000MPa、直徑7mm低松弛鋅鋁合金鍍層高強(qiáng)鋼絲。全橋共布置拉索432根，索梁錨固結(jié)構(gòu)采用鋼錨箱的結(jié)構(gòu)，索塔錨固結(jié)構(gòu)采用鋼錨梁的結(jié)構(gòu)。

2 總體施工方案

斜拉索安裝施工包括施工準(zhǔn)備、吊裝上橋、塔端掛設(shè)、橋面展索、梁端卷?yè)P(yáng)機(jī)滑車(chē)組牽引、梁端鋼絞線軟牽引、梁端反壓、塔端硬性牽引、塔端張拉、索力檢測(cè)、塔端索力調(diào)整及附屬配件安裝等工序。其中，1～28層采用脫胎成盤(pán)卷索方式，用65t立式放索盤(pán)放索；29～36層采用鋼盤(pán)卷索方式，用120t臥式放索機(jī)放索。1～20層斜拉索通過(guò)塔吊吊裝上橋，21～36層斜拉索用120t提升站吊裝上

3 斜拉索安裝

3.1 運(yùn)輸及吊裝上橋

長(zhǎng)斜拉索采取鋼盤(pán)卷索方式通過(guò)輪船運(yùn)輸，采用提升站吊裝上橋，放置在運(yùn)梁臺(tái)車(chē)上面放索機(jī)上，通過(guò)120t運(yùn)梁臺(tái)車(chē)整體運(yùn)輸斜拉索和放索機(jī)。在放索機(jī)4個(gè)支腿位置設(shè)置墊木，通過(guò)運(yùn)梁臺(tái)車(chē)升降系統(tǒng)降低運(yùn)梁臺(tái)車(chē)高度，從而使放索機(jī)脫離運(yùn)梁臺(tái)車(chē)。

3.2 橋面展索

放索機(jī)放置到位后，橋面汽車(chē)吊就位，用橋面汽車(chē)吊將塔端錨杯放出約10m長(zhǎng)度，將錨杯安裝在錨杯小車(chē)上。在塔端錨杯后端安裝牽引板，橋面7.5t卷?yè)P(yáng)機(jī)鋼絲繩通過(guò)牽引板與塔端錨杯相連，汽車(chē)吊通過(guò)“U”形輥輪將索體吊起。啟動(dòng)7.5t卷?yè)P(yáng)機(jī)將塔端錨杯向塔柱方向牽引，在展開(kāi)的索體下方設(shè)置單軸小車(chē)，單軸小車(chē)與索體之間加墊橡膠墊及棉氈，防止損傷索體。

3.3 塔端掛設(shè)

根據(jù)塔端索導(dǎo)管長(zhǎng)度在索體上采用軟質(zhì)吊裝帶設(shè)置吊點(diǎn)。塔端5t卷?yè)P(yáng)機(jī)鋼絲繩通過(guò)塔內(nèi)轉(zhuǎn)向滑車(chē)到達(dá)對(duì)應(yīng)錨墊板位置，穿過(guò)張拉桿副螺母和錨杯螺母從索導(dǎo)管向下引出，下放到公路面與設(shè)置在張拉桿后端的牽引板連接。當(dāng)張拉桿提升到塔端索導(dǎo)管口時(shí)，采用5t卷?yè)P(yáng)機(jī)將張拉桿及錨杯牽引進(jìn)入塔端索導(dǎo)管。當(dāng)張拉桿牽引出塔端錨墊板后，安裝張拉桿副螺母至相應(yīng)位置。

3.4 梁端牽引

考慮到鋼錨箱內(nèi)空間限制，梁端牽引分為兩種牽引組合方式。邊跨采用卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引+鋼絞線軟牽引組合的方式將梁端錨杯牽引至設(shè)計(jì)位置，中跨采用卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引+鋼絞線軟牽引+梁端反壓的組合方式。

（1）卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引。在梁端錨杯后端設(shè)置牽引哈弗夾，采用橋面18t卷?yè)P(yáng)機(jī)及100t滑車(chē)組組成橋面80t卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引系統(tǒng)。其中定滑輪固定在鋼錨箱后方的鋼梁吊裝耳板上，動(dòng)滑輪固定在牽引哈弗夾上。在哈弗夾后方的索體上用30t軟質(zhì)吊裝帶設(shè)置吊點(diǎn)，橋面汽車(chē)吊吊起吊點(diǎn)。檢查安全后啟動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引系統(tǒng)進(jìn)行牽引。

（2）鋼絞線軟牽引。邊跨采用400t千斤頂配27孔工具錨進(jìn)行軟牽引，梁端設(shè)置撐腳。利用卷?yè)P(yáng)機(jī)將梁端錨杯牽引至距離鋼錨箱一定位置后，停止?fàn)恳?，作業(yè)人員設(shè)置軟牽引體系。將鋼絞線逐根穿入鋼絞線連接器，將連接器安裝在錨杯內(nèi)絲扣上。連接器上鋼絞線逐根從索導(dǎo)管穿進(jìn)，依次從墊圈、錨杯螺母、軟牽引撐腳、防扭絞裝置、小撐腳、千斤頂穿出。采用鋼絞線軟牽引系統(tǒng)將梁端錨杯牽引進(jìn)入索導(dǎo)管，并牽引出梁下錨墊板，鎖緊錨杯螺母，繼續(xù)將錨杯牽引到設(shè)計(jì)位置。

中跨采用250t千斤頂配19孔工具錨進(jìn)行軟牽引，設(shè)置保險(xiǎn)張拉桿及矮撐腳，保險(xiǎn)張拉桿通過(guò)連接套旋入梁端錨杯內(nèi)絲扣中。利用卷?yè)P(yáng)機(jī)將梁端錨杯牽引至距離鋼錨箱一定位置后，停止?fàn)恳?，作業(yè)人員設(shè)置軟牽引體系。采用鋼絞線軟牽引將保險(xiǎn)張拉桿牽引進(jìn)入索導(dǎo)管，當(dāng)軟牽引連接器上螺母旋至平帽時(shí)軟牽引結(jié)束。

（3）梁端反壓。當(dāng)鋼絞線軟牽引結(jié)束后停止?fàn)恳鳂I(yè)人員開(kāi)始設(shè)置反壓體系。安裝反壓梁1和反壓梁2，利用4根φ78mm拉桿連接反壓梁1和反壓梁2，將拉桿調(diào)節(jié)成等長(zhǎng)，保證4根拉桿受力均勻。在索體上安裝反壓梁3和反壓筒，通過(guò)螺栓連接反壓梁3和反壓筒，支承筒作用在錨杯端部。啟動(dòng)梁端反壓系統(tǒng)，當(dāng)反壓系統(tǒng)受力后檢查整套系統(tǒng)的穩(wěn)定性。拆除軟牽引系統(tǒng)，繼續(xù)啟動(dòng)反壓系統(tǒng)將梁端錨杯反壓出梁端錨墊板，安裝錨杯螺母至設(shè)計(jì)位置，反壓系統(tǒng)組裝示意見(jiàn)圖2。

圖2 反壓系統(tǒng)組裝示意圖

3.5 索體防扭轉(zhuǎn)

針對(duì)斜拉索張拉過(guò)程中的高速扭轉(zhuǎn)問(wèn)題，該項(xiàng)目設(shè)計(jì)了一套防退扭裝置，包括固定座及限位板，固定座通過(guò)高強(qiáng)螺栓與千斤頂外壁連接，限位板設(shè)置在千斤頂活塞頂部與張拉桿螺母之間，實(shí)際張拉時(shí)被臨時(shí)固定。此裝置有效控制了張拉過(guò)程中索體退扭的現(xiàn)象。

3.6 同步智能張拉系統(tǒng)

滬蘇通長(zhǎng)江大橋29號(hào)墩采用塔梁同步施工，塔梁同步施工階段必須做到同步、分級(jí)、對(duì)稱(chēng)張拉。該項(xiàng)目采用同步智能張拉系統(tǒng)，采用一套PLC控制柜聯(lián)機(jī)控制兩套液壓泵站，單套泵站同步控制6只張拉油缸壓力，兩套聯(lián)機(jī)可同步控制12只張拉油缸壓力。

4 施工牽引索力和線長(zhǎng)控制

4.1 牽引索力控制

斜拉索施工時(shí)，牽引索力受梁面標(biāo)高、塔偏及相鄰已初張拉完成斜拉索的影響較大。在施工過(guò)程中，要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，確保牽引索力計(jì)算的準(zhǔn)確度，保證施工安全。

斜拉索梁端采用卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引系統(tǒng)直接將梁端錨頭牽引至設(shè)計(jì)位置。施工時(shí)采用近似拋物線法和有彈性假定法進(jìn)行索力的計(jì)算，保證牽引安全，并且根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際梁面標(biāo)高和塔柱偏位情況修正計(jì)算索力數(shù)據(jù)。

4.2 鋼絞線長(zhǎng)度控制

在該橋第10～36層斜拉索卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引完成后開(kāi)始進(jìn)行鋼絞線軟牽引，根據(jù)施工索力計(jì)算鋼絞線長(zhǎng)度，單根鋼絞線受力控制在10t以下，實(shí)際下料長(zhǎng)度為理論計(jì)算長(zhǎng)度加3m。

5 總結(jié)

滬蘇通長(zhǎng)江大橋主橋是超千米跨斜拉橋，斜拉索安裝難度大。滬蘇通長(zhǎng)江大橋斜拉索安裝采用了拉索橋面整體運(yùn)輸及展索技術(shù)、梁端卷?yè)P(yáng)機(jī)快速牽引技術(shù)、鋼絞線軟牽引系統(tǒng)和梁端反壓牽引技術(shù)等先進(jìn)拉索安裝技術(shù)，解決了展索、梁端小空間牽引等難題，提高了施工效率，縮短了工期。施工中還設(shè)計(jì)了防扭轉(zhuǎn)裝置克服張拉過(guò)程中的高速扭轉(zhuǎn)現(xiàn)象，并采用同步智能張拉系統(tǒng)精準(zhǔn)同步張拉，加快了工程進(jìn)度。