懸索橋隧道式錨碇成品索錨固系統(tǒng)施工技術(shù)

王坤 丁亞輝

摘要：華麗高速金沙江大橋采用隧道式錨碇，主纜采用可更換的擠壓式多股成品索預(yù)應(yīng)力錨固系統(tǒng);隧道式錨碇作業(yè)空間狹小，僅能采用人工、手動葫蘆安裝;前后錨面兩端張拉。

Abstract： Huali Expressway Jinshajiang Bridge adopts tunnel anchors， and the main cable adopts a replaceable squeezed multi-strand cable prestressed anchoring system; the tunnel anchorage has a small working space， and can only be installed by manual or manual hoist; tens and ends of the front and rear anchor faces.

關(guān)鍵詞：懸索橋;隧道式錨碇;成品索錨固系統(tǒng);可更換

Key words： suspension bridge;tunnel anchor;finished cable anchoring system;replaceable

中圖分類號：U448.25 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標(biāo)識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1006-4311（2019）11-0076-03

1 ?工程概況

華麗高速金安金沙江大橋位于麗江市約40公里處，屬整個華麗高速公路的“卡脖子”控制性工程，起訖樁號K113+837～K115+599。主橋為1386米單跨板桁結(jié)合加勁梁懸索橋，由隧道式錨碇、索塔、索鞍、纜索和板桁結(jié)合加勁梁等工程有機地組成一體。兩岸錨碇均為隧道式錨碇，每岸沿主纜軸線方向設(shè)置左右2個隧道錨，錨碇主要由散索鞍基礎(chǔ)、錨塞體、前錨室、散索鞍基礎(chǔ)等幾部分組成。錨碇構(gòu)造如圖1。

大橋主纜采用采用預(yù)制平行鋼絲索股（PPWS）。每根主纜中，從東錨旋到西錨陡的通長索股有169股，邊跨不設(shè)背索。每根索股由127根公稱直徑為5.25mm、公稱抗拉強度為1770MPa的高強度鍍鋼絲組成。索股兩端設(shè)索股錨頭，索股錨頭采用熱鑄錨，在錨杯內(nèi)澆注鋅銅合金，使主纜鋼絲與錨杯相連。

主纜索股采用預(yù)應(yīng)力錨固系統(tǒng)錨固，主纜索股通過拉桿及連接器與成品索連接，每個隧道錨內(nèi)有103套索股相連接器，包括37套單索股錨固連接器和66套雙索股錨固連接器。錨碇預(yù)應(yīng)力束布置如圖2。

錨固系統(tǒng)由索股錨固連接構(gòu)造和預(yù)應(yīng)力錨固構(gòu)造組成。索股錨固連接構(gòu)造由拉桿及其組件、連接平板及連接筒組成。索股錨固連接構(gòu)造有單索股錨固連接構(gòu)造和雙索股錨固連接構(gòu)造兩種類型。單索股錨固連接構(gòu)造由2根拉桿、單索股連接器構(gòu)成，雙索股錨固連接構(gòu)由4根拉桿、雙索股連接器構(gòu)成。預(yù)應(yīng)力錨固構(gòu)造由預(yù)埋管道、成品索及錨具、錨頭防護帽等組成。在前錨面位置拉桿一端與索股錨頭上的錨板相連接，另一端與被預(yù)應(yīng)力鋼束錨固于前錨面的連接器連接。索體采用“擠壓式多股成品索”，以下簡稱“成品索”。

成品索索體采用1860MPa無粘結(jié)環(huán)氧鋼絞線，并采用與預(yù)應(yīng)力鋼束配套的錨固體系，包含錨墊板、螺旋鋼筋、錨頭保護罩等。成品索安裝孔采用預(yù)埋鋼管成孔，鋼管內(nèi)根據(jù)管內(nèi)濕度情況由專用除濕系統(tǒng)加注干燥空氣，以實現(xiàn)主纜錨固系統(tǒng)中成品索的后期整股更換。單個錨碇成品索重量為212噸。

2 ?施工方法

2.1 錨塞體施工

錨塞體按“分層澆筑、分層支撐、分段接管、實時監(jiān)控”的方案施工。錨塞體采用C40微膨脹聚丙烯合成纖維抗?jié)B混凝土（抗?jié)B等級P10），總量19403m3。錨塞體按照大體積混凝土施工工藝分層施工，標(biāo)準層高4.0m，共分為10層施工，并根據(jù)溫控方案布置冷卻水管。錨塞體底面采用滿堂小鋼管支架支撐。預(yù)應(yīng)力管道及管道定位支架按混凝土施工順序分層定位安裝，混凝土采用泵送施工。

2.2 預(yù)埋件安裝

預(yù)埋件由預(yù)埋管、錨墊板、螺旋筋以及連接管組成。預(yù)埋件在工廠發(fā)貨為各零件分開發(fā)貨，在預(yù)埋件安裝前，先將預(yù)埋管、錨墊板等預(yù)埋件進行組裝。

先將預(yù)埋件根據(jù)設(shè)計圖紙安裝在定位支架指定位置，再根據(jù)設(shè)計及監(jiān)控測量放樣給出的指令進行調(diào)整。預(yù)埋件安裝到控制位置后，將預(yù)埋件與定位支架焊接固定。

預(yù)埋件安裝施工具體步驟：利用起重設(shè)備將預(yù)埋件吊裝至定位支架上;用尼龍吊帶將預(yù)埋件兩端捆綁，并連接手拉葫蘆;根據(jù)設(shè)計及監(jiān)控放樣得出的數(shù)據(jù)，通過調(diào)節(jié)手拉葫蘆調(diào)整預(yù)埋件，直至預(yù)埋件控制點調(diào)整至設(shè)計位置，定位精確，特別是曲線預(yù)埋管位置;通過焊接或者捆綁的方式固定預(yù)埋件;循環(huán)上述步驟，直至該混凝土澆筑層預(yù)埋件全部安裝完成。

預(yù)埋件安裝施工注意事項：①注意區(qū)分前錨面墊板與后錨面墊板，不能混淆。前錨面墊板與后錨面墊板在廠內(nèi)有不同的標(biāo)識;②安裝前，錨墊板端面的螺栓孔內(nèi)應(yīng)涂滿黃油保護螺牙，防止砼澆筑時漏漿堵塞螺孔而導(dǎo)致后續(xù)安裝連接器和支承板困難;③前后錨面錨墊板預(yù)埋的傾角應(yīng)嚴格按照設(shè)計圖紙控制，要保證錨墊板上下兩條邊處于水平，避免后續(xù)安裝拉桿時角度偏差過大而難以糾偏;④預(yù)埋鋼管采用焊接接長，應(yīng)保證所有焊縫均勻、連續(xù)、密實，以防漏漿;在確保焊縫均勻、連續(xù)、密實后，在焊縫表面再涂上一層厚度不小于1mm的密封膠或環(huán)氧樹脂;⑤后錨墊板安裝時注意其大端面上的排水口要位于最低點。

2.3 搭設(shè)施工腳手架

錨固系統(tǒng)的安裝施工需要在前、后錨面都搭設(shè)腳手架施工平臺。前錨面的腳手架施工平臺搭設(shè)時適當(dāng)留出運輸?shù)目臻g，以方便錨固系統(tǒng)的施工。后錨面的腳手架可采用模板腳手架改制或者重新搭設(shè)，保證人員作業(yè)、施工設(shè)備安裝即可。

2.4 材料運輸方法

施工設(shè)備及材料在前錨室通過設(shè)置在錨室頂部的纜索吊運輸;在錨塞體內(nèi)部采用設(shè)置在人洞底面設(shè)置有軌運輸小車及牽引卷揚機運輸;在后錨室通過安裝在腳手架上的電動葫蘆、手拉葫蘆運輸。

2.5 預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)安裝

2.5.1 后錨面支承板、螺母組件安裝

根據(jù)施工圖設(shè)計及廠家產(chǎn)品說明書，依次安裝支承板、螺母組件以及連接器。后錨面支撐板安裝至后錨面錨墊板相應(yīng)位置，并與出口保持一段距離;安裝過程中應(yīng)保證支承板中心與錨墊板管道中心對中并采用腳手架臨時固定。

2.5.2 前錨面螺母組件及連接器的安裝

然后將螺母組件與連接器組裝好，利用起重設(shè)備將螺母組件與連接器吊裝至前錨面相應(yīng)錨墊板并固定，安裝過程中也應(yīng)注意螺母組件、連接器以及錨墊板要對中，防止組件偏移對成品索安裝造成不便。

2.5.3 成品索安裝

①前錨室成品索牽引系統(tǒng)。

成品索在前錨室采用循環(huán)牽引系統(tǒng)，系統(tǒng)由承重索和牽引索及牽引卷揚機組成。承重索：承重索兩端分別錨固在洞口和前錨面相應(yīng)的錨墊板位置，承重索2根，2根承重索之間設(shè)置尼龍托輥以承載成品索。循環(huán)牽引索：在前錨面槽口中間安裝滑車，洞口安裝2臺2T快速卷揚機，卷揚機和滑車之間形成循環(huán)，形成循環(huán)送索，牽引索將成品索錨頭牽引至前錨面。

②成品索穿束。

1）成品索放索盤布置在隧道錨洞口處，間隔三米布置一道尼龍托輥，并在地面墊好木板或彩條布，防止損壞索體PE層。

2）使用前錨室內(nèi)的牽引系統(tǒng)，將成品索錨頭牽引至前錨面。

3）穿束前，采用高壓空氣清除預(yù)應(yīng)力孔道內(nèi)雜物，人工清除錨墊板表面的雜物，在孔道入口墊油毛氈或麻袋以保護PE層，同時核對編號與孔道的對應(yīng)關(guān)系。

4）先把入孔牽引索穿入孔道，牽入孔引索下端露出后錨面支承板穿索孔，入孔牽引索上端露出連接器上相對應(yīng)的索孔。在前錨面，把成品索與入孔牽連接頭相連接，如圖4所示，穿束前成品索下端卸下螺母及墊圈。

5）在后錨面，牽引入孔牽引索，同時在前錨面緩慢放下成品索，直至成品索下端露出后錨面支承板端面，然后拆下牽引索。

6）將成品索錨頭穿出后錨面后，將錨頭穿過與前錨面連接器對應(yīng)的錨孔，先將成品索在前錨面的螺母擰上臨時固定，再將后錨面的錨頭擰上螺母臨時固定;

7）重復(fù)上述步驟直至孔內(nèi)的6根成品索全部臨時錨固;

8）用尼龍吊帶將后錨面支承板捆住，利用人洞內(nèi)的運輸小車送往后錨面。用手拉葫蘆與尼龍吊帶連接，通過調(diào)整手拉葫蘆調(diào)節(jié)支承板至錨墊板口并將支承板安裝好;

9）根據(jù)設(shè)計圖紙，通過調(diào)節(jié)錨頭螺母將成品索錨頭伸出后錨面的量調(diào)整至設(shè)計值，調(diào)整到位后，兩端擰緊螺母。

重復(fù)上述方法，直至該束成品索所有錨頭伸出量調(diào)整完畢，轉(zhuǎn)移牽引系統(tǒng)，準備該束索的張拉施工。

注意事項：成品索的安裝順序由下到上，逐層安裝。在前錨面利用牽引系統(tǒng)將成品索穿過錨塞體，在后錨面錨固;一束成品索安裝就位后，在后錨面利用上腳手架上的手拉葫蘆調(diào)整成品索支承板的位置，調(diào)好后將支承板固定并連接成品索。

2.6 預(yù)應(yīng)力束張拉

主纜錨固系統(tǒng)預(yù)應(yīng)力施工在錨碇混凝土施工完畢并達到設(shè)計強度100%之后進行，按照由下到上的順序逐層進行。

成品索采取兩端張拉、“雙控”。先在后錨張拉到50%的張拉控制力，然后在前錨張拉到100%張拉控制力，再到后錨面張拉到100%的張拉控制力。張拉順序為先張拉中間一束成品索再對稱張拉其余六束成品索。對于整幅錨碇，張拉順序為由下往上、由中心向兩側(cè)對稱張拉。張拉采取同步、對稱，千斤頂加荷應(yīng)均勻遞增。

張拉作業(yè)順序：安裝張拉桿及撐腳——安放千斤頂——安裝張拉螺母——油泵及油表安裝——分級張拉——讀數(shù)、核算伸長值達到設(shè)計要求——持荷、卸荷、千斤頂回程——拆除張拉設(shè)備——下束張拉。

2.7 成品索錨頭防腐及保護罩安裝

成品索張拉施工完畢后應(yīng)及時進行成品索錨頭的防腐，成品索兩端錨頭表面涂抹80℃不流淌的油脂，確保涂抹質(zhì)量，保證錨頭的防腐質(zhì)量。防腐油膏涂抹完畢后，根據(jù)設(shè)計圖紙，安裝保護罩，保護罩與錨墊板接合處墊上密封墊片，用板手擰緊保護罩螺栓。

3 ?成品索的運輸、現(xiàn)場保護和修補措施

①成品索的運輸保護。成品索運輸前應(yīng)制定確實可行的運輸方案，根據(jù)工廠與施工現(xiàn)場的地理位置選擇合適的運輸線路，根據(jù)成品索具體的幾何參數(shù)選擇合適的運輸工具。

②成品索的現(xiàn)場保護。成品索運至施工現(xiàn)場后，根據(jù)現(xiàn)場的具體布置情況選擇合適的堆放場地，并且要在堆放處采取確實可行的防雨、防曬、防火措施以及在堆放處擺放明顯的標(biāo)志，同時還須安排專人定時巡查，發(fā)現(xiàn)隱患及時排除。

③成品索場內(nèi)運輸時要在運輸車廂內(nèi)加墊橡膠墊;起吊采用纖維繩，選取的纖維繩要考慮足夠的安全系數(shù)，同時要對纖維繩定期檢查，發(fā)現(xiàn)損傷應(yīng)立即更換。

④成品索施工過程中的保護及修復(fù)。當(dāng)成品索將要到達索道孔處時，安排專人檢查，避免成品索進索道孔過程中刮傷，安裝過程中實時檢查成品索外觀，發(fā)現(xiàn)PE有破損之處，立即用焊槍修補。

4 ?結(jié)語

金安金沙江大橋是國內(nèi)第一座在隧道式錨碇中應(yīng)用“擠壓式多股成品索預(yù)應(yīng)力錨固系統(tǒng)”的懸索橋。在施工中根據(jù)發(fā)現(xiàn)的問題不斷調(diào)整安裝工藝，總結(jié)出了適合隧道式錨碇的成品索錨固系統(tǒng)的施工工藝，供今后同類工程借鑒。

參考文獻：

[1]JTG/T F50-2011，公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范[S].

[2]JTG/T F80/1-2017，公路工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準[S].

[3]徐剛，吳小斌.壩陵河大橋隧道錨錨塞體關(guān)鍵施工技術(shù)世界橋梁，2012，40（5）.