黃艤長(zhǎng)江大橋斜拉索安裝技術(shù)

唐廷云

（中交二航局第二工程有限公司， 重慶 401121）

在斜拉橋的整體施工中，牽索掛籃懸澆法是在進(jìn)行主梁施工時(shí)常用的方法，而這種方法在線形與精度方面都有著控制難點(diǎn)，可以說(shuō)，在整個(gè)施工中，主梁的施工難度較大。斜拉橋在斜拉索方面主要采用平行鋼絲束，在各個(gè)方面都較為復(fù)雜，并且平行鋼絲束的長(zhǎng)度與受力都較大，在整體施工中較難控制。而在斜拉橋施工中，想要對(duì)各方面進(jìn)行一個(gè)較為完美的質(zhì)量控制，也是較為困難的。

1 工程概況

1.1 項(xiàng)目概況

瀘州黃艤長(zhǎng)江大橋?yàn)橹骺?520m的十跨連續(xù)梁半漂浮體系高低雙塔雙索面混合梁斜拉橋，4#高塔塔高210m，3#低塔塔高123.5m，邊跨為混凝土箱梁，中跨為鋼箱梁，鋼混結(jié)合面設(shè)置在索塔橫橋向中軸線靠中跨側(cè)12m位置。

全橋共計(jì)62對(duì)（124根）斜拉索，扇面布置，其中南岸高塔42對(duì)，北岸低塔20對(duì)，橫橋向兩根斜拉索在橋面處的中心距為25m。因箱梁為混合梁結(jié)構(gòu)形式，邊、中跨荷載不平衡，因此，每個(gè)索塔兩側(cè)的斜拉索布置并不對(duì)稱（見(jiàn)圖1）。

斜拉索采用φ7mm直徑的鍍鋅高強(qiáng)平行鋼絲索，抗拉強(qiáng)度1670MPa，斜拉索護(hù)套采用內(nèi)層黑色外層彩色的雙層高密度熱擠聚乙烯（PES）材料（見(jiàn)圖2）。

圖1 主橋斜拉索縱橋向立面布置圖

圖2 斜拉索鋼絲排列與聚乙烯防護(hù)套圖

1.2 主要工程數(shù)量

如表1所示為主要工程數(shù)量表。

表1 工程數(shù)量表

2 總體施工方法介紹

運(yùn)輸方式：斜拉索采用陸路的方式由平板車(chē)運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)。

索上橋面：采用斜拉索整體上橋面的方式，南岸重索采用6#墩處的吊索桁車(chē)吊上橋面，輕索可通過(guò)250t·m塔吊直接吊上橋面，待引橋完工后裝斜拉索的平板車(chē)直接開(kāi)上橋面；北岸斜拉索采用平板車(chē)直接開(kāi)上橋面。

索進(jìn)放索盤(pán)：輕索可由塔吊（或汽車(chē)吊）整捆吊入索盤(pán)，重索可由塔吊或汽車(chē)吊抬吊入索盤(pán)，超重索則采取零租50t吊車(chē)吊進(jìn)索盤(pán)。

放索盤(pán)的行走：在放索盤(pán)底安裝4個(gè)滾輪，采用梁端卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引拖動(dòng)行走。

展索：根據(jù)索的重量及250t·m的吊距（50m），將斜拉索劃分為長(zhǎng)索及短索，其中高塔S1～S3為短索，低塔N1～N3為短索，其余斜拉索為長(zhǎng)索。短索展索時(shí)，通過(guò)250t·m塔吊直接將塔端索頭處的索夾吊起自然展索。長(zhǎng)索展索時(shí)，先用250t·m塔吊（或塔頂滑車(chē)組）向上提起塔端索頭，提升過(guò)程中，旋轉(zhuǎn)放索盤(pán)放索直至塔端戴上大螺母，然后由梁端卷?yè)P(yáng)機(jī)拖動(dòng)放索盤(pán)前行，邊前行邊旋轉(zhuǎn)放索，在此過(guò)程中，在已放索下方放置展索滾輪防止斜拉索磨損，直至索盤(pán)行走至梁端展索完畢。

掛索順序：先進(jìn)行塔端掛索，再進(jìn)行梁端掛索。

塔端掛索：塔端采用從索導(dǎo)管內(nèi)下放6×19（6股，每股19絲）的φ21.5mm鋼絲繩作為斜拉索牽引繩，使用5t卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引索頭進(jìn)入索導(dǎo)管，同時(shí)輔以250t﹒m塔吊及32t滑車(chē)組提索。因掛索時(shí)索塔未封頂，因此牽引卷?yè)P(yáng)機(jī)先安裝在中橫梁上，牽引繩由中橫梁人孔導(dǎo)入索塔內(nèi)箱室，待索塔封頂后再將牽引卷?yè)P(yáng)機(jī)移到塔頂安裝，而提索使用的5t卷?yè)P(yáng)機(jī)則安裝在塔下的箱梁上。

梁端掛索：梁端采用8t卷?yè)P(yáng)機(jī)、40t滑車(chē)組在索導(dǎo)管前端引導(dǎo)，同時(shí)輔以25t汽車(chē)吊提索使索頭下垂，便于索頭進(jìn)入索導(dǎo)管，為方便一次牽引到位，梁底另配千斤頂進(jìn)行牽引掛索。

張拉：張拉均采用硬性鋼絲桿通過(guò)變徑接頭接在斜拉索錨頭內(nèi)槽口上張拉，先用穿心式千斤頂循環(huán)牽引鋼絲桿，直至斜拉索的索力符合設(shè)計(jì)要求，最后錨固好冷鑄錨大螺帽。高塔在塔端單端張拉，張拉千斤頂采用650t穿心式千斤頂。低塔因塔內(nèi)空間狹小，采用500t穿心式千斤頂在梁端單端張拉。

3 斜拉索安裝

3.1 總體施工工藝

（1）總體施工方案選擇

斜拉索的安裝主要分為兩種不同的形式，根據(jù)索的長(zhǎng)短，可以以塔頂為基準(zhǔn)，作短索的安裝，以塔段為基準(zhǔn)，作長(zhǎng)索的安裝。

（2）總體施工流程

斜拉索安裝施工的整體安裝工藝流程具體如下：索捆裝船→放索船就位→錨頭上安裝張拉桿→塔頂卷?yè)P(yáng)機(jī)下鉤鎖住斜拉索錨頭→放索、起吊→塔內(nèi)牽引就位→塔上臨時(shí)固定→千斤頂標(biāo)定→安裝張拉設(shè)備→梁端軟牽引就位→斜拉索分次張拉→（索力轉(zhuǎn)換）→索力調(diào)整→減震器安裝。

3.2 斜拉索安裝準(zhǔn)備

（1）成品索的檢查

在斜拉索出廠前，要對(duì)整體質(zhì)量進(jìn)行一個(gè)較為細(xì)致的檢查；在斜拉索運(yùn)送到施工現(xiàn)場(chǎng)后，要對(duì)斜拉索的數(shù)量、質(zhì)量以及各類檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行檢查，比對(duì)質(zhì)量是否符合設(shè)計(jì)要求。

（2）搭設(shè)塔內(nèi)張拉平臺(tái)、焊接塔內(nèi)臨時(shí)吊點(diǎn)

在鋼錨梁內(nèi)部進(jìn)行施工平臺(tái)的搭設(shè)，該施工平臺(tái)要嚴(yán)格按照該層鋼錨梁的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和該處的施工要求來(lái)布置，以此來(lái)搭設(shè)塔內(nèi)的張拉平臺(tái)，并且，在鋼錨梁上焊接塔內(nèi)的臨時(shí)吊點(diǎn)，在進(jìn)行該處焊接時(shí)，應(yīng)該在監(jiān)理工程師的監(jiān)督下進(jìn)行，在焊接結(jié)束后，要對(duì)該焊接點(diǎn)進(jìn)行質(zhì)量檢查，在該處施工結(jié)束后，要對(duì)該焊接點(diǎn)進(jìn)行處理。

（3）索套管的處理

斜拉索的直徑的索套管的直徑有一定的相差，這是設(shè)計(jì)中所不能避免的，但是這種情況卻很影響在實(shí)際施工中的正常進(jìn)行，在兩者相互摩擦后，很容易造成相互之間保護(hù)套的損傷或者導(dǎo)致斜拉索的張力失準(zhǔn)。這種情況對(duì)于整體施工的質(zhì)量要求以及對(duì)整體施工的安全要求來(lái)說(shuō)都是具有一定安全隱患的，所以說(shuō)，想要對(duì)這個(gè)不可避免的問(wèn)題進(jìn)行解決，最行之有效的方法就是將索套管內(nèi)部進(jìn)行打平磨光，以此來(lái)減少對(duì)各處的損害，將損失降到最低。

3.3 斜拉索的張拉

在塔頂會(huì)進(jìn)行斜拉索的張拉，并且有壓力傳感器、千斤頂?shù)仍O(shè)備與部件的安裝，具體安裝部件與分布如圖3所示。在進(jìn)行張拉時(shí)，需對(duì)張拉的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字監(jiān)控，要在各個(gè)時(shí)間段都能?chē)?yán)格符合設(shè)計(jì)中所提到的要求，防止因?yàn)閿?shù)據(jù)的控制不當(dāng)而導(dǎo)致出現(xiàn)質(zhì)量的問(wèn)題。

圖3 千斤頂張拉示意圖

3.4 斜拉索的安裝

3.4.1 放索

放索的過(guò)程較為危險(xiǎn)，因?yàn)槔鳛槌扇Ψ胖?，容易彈出傷人，所以在索盤(pán)的周?chē)?，需要?duì)索盤(pán)進(jìn)行處理，如放置幾個(gè)控制點(diǎn)，以此來(lái)保護(hù)周?chē)氖┕と藛T的安全[1]。

3.4.2 水平牽引

在進(jìn)行水平牽引的過(guò)程中，卷?yè)P(yáng)機(jī)會(huì)對(duì)拉索本身產(chǎn)生一定的摩擦， 此時(shí)可以設(shè)置一些托板，以此來(lái)進(jìn)行拉索的有效保護(hù)。此外，如果拉索采用的是螺旋形拉索，則需要在托板上進(jìn)行橡膠墊層的鋪設(shè)。

3.4.3 設(shè)立卷?yè)P(yáng)機(jī)吊點(diǎn)

卷?yè)P(yáng)機(jī)組的作用為安裝并起吊主塔的上端拉索，需設(shè)立2個(gè)卷?yè)P(yáng)機(jī)的吊點(diǎn)。

（1）提升8t卷?yè)P(yáng)機(jī)組:

從設(shè)計(jì)中可知，拉索的最大起重量為7t，所以設(shè)立1組為8t的卷?yè)P(yáng)機(jī)組。

（2）拉索錨端吊裝卷?yè)P(yáng)機(jī):

另一組卷?yè)P(yáng)機(jī)為3t卷?yè)P(yáng)機(jī)，該卷?yè)P(yáng)機(jī)的作用為幫助拉索到達(dá)塔頂?shù)念A(yù)埋管處，在兩組卷?yè)P(yáng)機(jī)的共同作用下，可以較為快速且準(zhǔn)確地進(jìn)行拉索的安裝。

（3）吊具拆卸掛籃:

在拉索的安裝結(jié)束后，需要進(jìn)行吊具的拆卸運(yùn)輸，當(dāng)沒(méi)有設(shè)置腳手架時(shí)，可采用掛籃的形式進(jìn)行運(yùn)輸，將吊具進(jìn)行拆卸后，使其利用掛籃進(jìn)行運(yùn)輸，需注意，掛籃本身只為運(yùn)輸人員使用，吊具需要利用橋面的卷?yè)P(yáng)機(jī)來(lái)進(jìn)行運(yùn)輸。

3.4.4 主梁斜拉索就位及張拉

當(dāng)進(jìn)行卷?yè)P(yáng)機(jī)進(jìn)行張拉的過(guò)程中，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)拉索安裝牽引力＞15t的情況出現(xiàn)，此時(shí)可以利用千斤頂，將拉索最后安裝成功。并且如果卷?yè)P(yáng)機(jī)的牽引力過(guò)大，會(huì)造成拉索的保護(hù)套發(fā)生損壞，所以需在拉索上安裝上一層柔軟的墊層[2]。

4 施工注意事項(xiàng)

（1）在塔頂施工時(shí)，較為不穩(wěn)定的因素就是高空墜物，一定要保證防護(hù)欄等防護(hù)措施的嚴(yán)密性，禁止在高空中丟棄廢物，并且組織相關(guān)人員定期在鐵路或公路處進(jìn)行檢查，如有廢棄物，要及時(shí)處理；

（2）在施工的過(guò)程中要極其小心PE套，不能被損壞，否則很難保證整體的施工質(zhì)量；

（3）在安裝斜拉索的過(guò)程中，如果還未離開(kāi)橋表面，對(duì)于其表面存在的外包裝盡量的不要拆除，這樣可以最大化地保護(hù)斜拉索不受傷害；

（4）在進(jìn)行安裝的過(guò)程中，由于各類構(gòu)件較多，構(gòu)件間的連接處也較多，如果某一處鏈接發(fā)生問(wèn)題，對(duì)于整體來(lái)說(shuō)都是災(zāi)難性的，所以在工程進(jìn)行中，要嚴(yán)密控制各個(gè)連接處，時(shí)刻關(guān)注各個(gè)連接處的狀態(tài)。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，從黃艤長(zhǎng)江大橋的例子可明顯地看出，在整體斜拉橋施工的過(guò)程中，斜拉索的安裝質(zhì)量是重中之重，在施工中要嚴(yán)格控制各個(gè)工序的安裝過(guò)程以及對(duì)斜拉索的索力控制，這兩方面的控制決定了斜拉索的安裝情況，黃艤長(zhǎng)江大橋在這方面的做法較為完善，在各方各面都比較認(rèn)真，從而使整個(gè)斜拉索的安裝過(guò)程極其順利，可以說(shuō)是近年來(lái)在斜拉索安裝方面的優(yōu)質(zhì)教科書(shū)。

[1]白延芳.大跨度混凝土斜拉橋施工控制數(shù)值模擬方法探討[D].成都：西南交通大學(xué)，2009.

[2]王輝，徐洪磊.巴江河特大橋預(yù)應(yīng)力現(xiàn)澆連續(xù)梁應(yīng)力監(jiān)測(cè)[J].湖南交通科技，2009（03）：117-120.