大跨徑斜拉橋換索工程實踐

袁蘭蘭

（舟山市大陸連島工程指揮部，浙江舟山316000）

1 工程概況

該橋為一座7跨連續(xù)半漂浮體系混合式斜拉橋，主跨580 m，主梁采用扁平流線型鋼箱梁，全橋共有斜拉索168根，斜拉索采用梁上銷鉸錨固，塔上單端張拉方式，橋跨布置見圖1。由于外界因素產(chǎn)生的意外事故，導(dǎo)致J2斜拉索外包PE護套破損，雨水流入索體致使鋼筋銹蝕（見圖2），從而嚴(yán)重影響斜拉索的使用性能，為確保大橋安全運營，及時更換該索是必要的。

2 換索前的監(jiān)測

橋梁結(jié)構(gòu)的內(nèi)力狀態(tài)主要由索力以及主梁重量分布決定，主梁標(biāo)高的測量反映了主梁的線型，同時也可為斜拉索索長設(shè)計提供依據(jù)，因此，工程開始前先對上述項目進行了檢測。

2.1 檢測方法

（1）檢測儀器

本次檢測工作采用DH5960無線索力測試儀測試斜拉索頻率，采用LEICADNA03電子水準(zhǔn)儀測量主梁高程，采用水銀溫度計測量工程現(xiàn)場環(huán)境和結(jié)構(gòu)的溫度。

（2）測點布置

在A塔邊跨和中跨各對稱布置5組測點，對索力和標(biāo)高進行測試，如圖3所示。編號原則為橫橋向分為南北兩側(cè)，分別用S和N表示，縱橋向分中跨和邊跨，分別用C和S表示，例如需更換的J2索就表示為SC2。

2.2 測試結(jié)果

測試結(jié)果見表1。

表1 換索前的高程與恒載索力實測值

3 新索制造

在施工單位進行換索準(zhǔn)備工作的同時，斜拉索生產(chǎn)廠家依據(jù)設(shè)計單位提供的數(shù)據(jù)對斜拉索及其結(jié)構(gòu)組件進行了生產(chǎn)，材料采用和原索同樣材質(zhì)的進口盤條，斜拉索鋼絲采用Φ7鍍鋅鋼絲，重量1 835 kg，采用雙層護套，內(nèi)層為黑色高密度聚乙烯護套，外層為白色高密度聚乙烯護套，具體技術(shù)參數(shù)見表2。

表2 2#斜拉索新索技術(shù)參數(shù)

4 換索施工

換索施工的具體流程如下：

施工準(zhǔn)備→索力及橋面標(biāo)高測量→減振器裝置拆除→拆除原斜拉索→安裝新斜拉索→根據(jù)指令張拉調(diào)索→索力標(biāo)高檢測，符合要求后減振器裝置恢復(fù)→設(shè)備拆除及橋面清理→恢復(fù)通車運行。

4.1 施工準(zhǔn)備

4.1.1 橋面及下橫梁布置

在橋面及下橫梁處各設(shè)置1臺3 t卷揚機，施工時設(shè)置在下橫梁處的卷揚機鋼絲繩通過人孔從塔柱內(nèi)穿行，導(dǎo)向點利用塔內(nèi)原有導(dǎo)向位置，此卷揚機為主動力。橋面卷揚機從塔外穿行，在J3索上設(shè)置哈夫做為導(dǎo)向點，此卷揚機鋼絲繩通過滑車作為保險用動力。另外在橋面布置1輛16 t汽車吊配合換索施工。

4.1.2 塔內(nèi)布置

塔內(nèi)施工操作面利用塔內(nèi)永久爬梯。千斤頂、撐腳、張拉桿、油泵車等張拉機具利用下橫梁處卷揚機提升到塔內(nèi)J2索位置，安裝完成，為拆索做好準(zhǔn)備。

4.1.3 塔外布置

首先從上橫梁向J2索、J3索塔外索套管位置搭設(shè)鋼管腳手架，搭設(shè)時腳手架與上橫梁的固定利用原有施工預(yù)留孔拉結(jié)固定的方法。待腳手架搭設(shè)完畢后，在3＃斜拉索上設(shè)置哈夫?qū)螯c，在J3索上設(shè)置哈夫吊點。哈夫?qū)螯c與索體接觸面放棉麻布保護PE層。

4.2 減震器拆除

經(jīng)現(xiàn)場勘查，換索時需要將橋面內(nèi)置及外置減振器拆除（見圖4）。橋面減振器拆除及恢復(fù)由原減振器廠家派專業(yè)技術(shù)人員現(xiàn)場指導(dǎo)進行。

主塔索套管內(nèi)置減振器也需要拆除。拆除時利用J3索上哈夫吊點使用10 t的葫蘆將J2索位置微調(diào)，然后將減振橡膠塊及塑料泡沫取出。

4.3 原斜拉索拆除

橋面索力、標(biāo)高測量完畢，減振器拆除完成，所有準(zhǔn)備工作結(jié)束以后，開始進行拆索施工。

首先利用千斤頂將斜拉索拉到錨固螺母剛能擰動（此時通過油壓表記錄索力噸位與測試索力相比較），然后擰松錨固螺母，通過千斤頂回油將斜拉索原張拉索力完全釋放（見圖5）。此時將斜拉索再次錨固，拆除千斤頂，將塔內(nèi)卷揚機鋼絲繩與斜拉索錨頭連接，準(zhǔn)備向下放索。同時塔外卷揚機鋼絲繩通過設(shè)置在3＃索的哈夫?qū)螯c與2＃索哈夫吊點連接，作為保險使用。

安排專人對放索進行指揮，發(fā)出指令后塔內(nèi)、塔外卷揚機同時啟動，開始放索。斜拉索放到橋面以后，拆除卷揚機鋼絲繩，然后利用橋面汽車吊將斜拉索錨固端從銷鉸件中拆除，完成拆索。

4.4 拆索后的橋面標(biāo)高及其它索索力測試

在J2斜拉索被拆除后，依照換索前的監(jiān)測方法對橋面標(biāo)高和其余19根斜拉索的索力進行了測試，結(jié)果見表3。

表3 斜拉索拆除后的高程與恒載索力實測值

從換索過程監(jiān)測的結(jié)果看，J2索拆除后，對應(yīng)位置下?lián)狭? mm，理論上換索完成后應(yīng)基本回位。

4.5 新斜拉索的安裝

采用“先塔端安裝，然后進行橋面梁端錨頭安裝、錨固，最后再塔上張拉”的施工方法。

斜拉索出廠時放置在索盤上，張拉端在外，然后直接從斜拉索制作加工廠使用汽車運輸?shù)綐蛎鎿Q索位置。汽車吊將斜拉索及索盤吊到橋面放置。

首先將塔內(nèi)卷揚機與新索張拉端連接，同時在新索上安裝哈夫吊點，并與塔外卷揚機連接作為保險，準(zhǔn)備提升。由專人指揮，塔內(nèi)塔外卷揚機同時啟動，將新索吊起，直至斜拉索錨固端拉出錨固齒塊面后將斜拉索錨固。

塔內(nèi)錨固完成后，斜拉索橋面錨固端使用汽車吊配合神仙葫蘆完成安裝。斜拉索安裝完成。

4.6 張拉調(diào)索

塔內(nèi)錨固完成后，拆除卷揚機與錨頭的連接，安裝千斤頂、張拉桿等裝置，根據(jù)監(jiān)控指令對新索進行張拉調(diào)整，同時測量橋面標(biāo)高。標(biāo)高及索力測試見表4。

表4 新索張拉后的橋面標(biāo)高與斜拉索索力實測值

通過換索前、拆索后和換索后的現(xiàn)場對橋面高程和斜拉索索力的測試結(jié)果來看，J2索拆除后，該索對應(yīng)位置下?lián)? mm，換索后高程基本回位，換索前后相差（抬高）1.6 mm。換索前J2索力實測值1 457 kN，換索后J2索力實測值1 376 kN，換索前后索力相差（減?。?1 kN，約6%，考慮到高程已抬高1.6 mm，而且測試時拉索處于無阻尼器狀態(tài)，會存在一定的誤差，因此，測量結(jié)果滿足要求。

索力測試完成后，由原減振器生產(chǎn)廠家的專業(yè)技術(shù)人員與現(xiàn)場進行指導(dǎo)完成了減振器的恢復(fù)工作，并對大橋橋面及橋塔進行了清理及修整，至此，整個換索工程完全結(jié)束。

5 結(jié)語

從整個換索過程來看，由于施工單位技術(shù)熟練，并采用了先進的現(xiàn)場監(jiān)控技術(shù)，使得本次換索工程進展順利。監(jiān)控數(shù)據(jù)表明，換索前后索力、標(biāo)高都能滿足設(shè)計要求。