平行鋼絞線空間拉索等值張拉工藝

文江 李勇 徐小軍

摘 要：在我國，平行鋼絞線拉索使用越來越多，鋼絞線斜拉索施工輕便、高效、精確、防腐的優(yōu)良性能，并且具有方便穿索換索等優(yōu)點(diǎn)。通過九江新建快速路一期跨昌九快速路矮塔斜拉橋的施工實(shí)踐，本文重點(diǎn)介紹曲線型矮塔斜拉橋平行鋼絞線空間拉索的安裝方法、等值張拉工藝和張拉控制，并對斜拉索安裝的過程中的一些問題進(jìn)行研究討論，其中采用方法可為以后同類橋型施工監(jiān)控提供可借鑒的方案。

關(guān)鍵詞：平行鋼絞線拉索;安裝工藝;等值張拉;張拉控制

一、斜拉橋概況

江西省九江市新建快速路（一期）工程起點(diǎn)段右幅匝道橋上跨昌九快速路，主橋跨徑組合為65+120+65（m），預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，塔、墩、梁固結(jié)體系矮塔斜拉橋，采用“V”型索塔，外傾式扇形雙索面，橋梁平面位于R=350m圓曲線上，主梁全長250m。主橋布置見下圖：

二、斜拉索結(jié)構(gòu)

本橋斜拉索規(guī)格為27-Φ15.2一種，采用環(huán)氧噴涂鋼絞線。鋼絞線公稱直徑15.2mm，鋼絞線面積140mm2。標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度1860Mpa，Ep=1.95×105Mpa。全橋斜拉索共14對，共計(jì)28根。斜拉索錨具采用250型拉索群錨，在兩側(cè)梁端張拉，錨具內(nèi)安裝CCT20B磁通量傳感器，實(shí)現(xiàn)拉索索力實(shí)時(shí)監(jiān)測，每根鋼絞線布置抗滑鍵，主梁側(cè)對稱張拉。

三、平行鋼絞線優(yōu)點(diǎn)

相對于平行鋼絲成品拉索的笨重，掛索施工很費(fèi)力，平行鋼鉸線拉索的“單根安裝、單根張拉”施工技術(shù)就顯得非常輕松。[1]平行鋼絞線拉索具有下列優(yōu)點(diǎn)：①單根鋼絞線拉索相互獨(dú)立，抗疲勞性能良好。②安裝施工輕便，單根換索簡單。③使用群錨，單根使用夾片錨固，可以隨時(shí)檢查和調(diào)索力。

四、等值張拉的原理

穿索完成后，采用等值張拉工藝進(jìn)行逐根張拉，鋼絞線依次張拉，橋梁結(jié)構(gòu)線型發(fā)生變化。此時(shí)，利用傳感器控制的單根拉索等值張拉施工的方法，張拉前先估算單根張拉過程中拉力的損失值，設(shè)最后一根拉索的索力為平均值時(shí)第一根的張拉系數(shù)，換算成張拉控制油壓的變化規(guī)律，并可使用千斤頂標(biāo)定的校驗(yàn)方程計(jì)算張拉力與油壓的換算關(guān)系所以實(shí)際施工時(shí)，采等值分級(jí)張拉，保證斜拉索鋼絞線索力均勻性，以及張拉完成后的總索力滿足圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求。[2]

五、斜拉索張拉

結(jié)合實(shí)際施工與合龍方式情況，為保證成橋索力達(dá)到設(shè)計(jì)要求，由監(jiān)控單位重新進(jìn)行仿真模擬計(jì)算并給出初張力值。對斜拉索進(jìn)行單根張拉完成后，再進(jìn)行對比校核。

（一）索力均勻性控制

穿束完成后，根據(jù)第三方監(jiān)控給出的斜拉索張拉指令，通過等值張拉法計(jì)算出每根鋼絞線張拉力。鋼絞線均掛索后用YDCS160千斤頂進(jìn)行張拉。單根張拉時(shí)，要對過程中張拉控制數(shù)據(jù)、張拉終值、伸長量及回縮值等進(jìn)行記錄。單根張拉順序?yàn)椋合葟埨粠Э够I的一端，讓抗滑鍵緊貼錨墊板;再根據(jù)張拉力以及索伸長量，同時(shí)張拉鋼絞線兩端。

（二）索力均勻性控制

張拉完成后復(fù)核鋼絞線索力的均勻性，等值張拉法控制張拉，拉力的以千斤頂油壓表示數(shù)為準(zhǔn)，再通過磁通量傳感器讀數(shù)進(jìn)行監(jiān)測，同時(shí)輔之一鋼絞線張拉伸長值進(jìn)行校核。

（三）張拉力的等值控制

采用OVM250平行鋼絞線拉索體系，用磁通量傳感器來實(shí)現(xiàn)對拉索拉力的控制。等值張拉，是基于錨具相對于梁、塔來說，看作一個(gè)點(diǎn)，梁、塔受力變形對錨具內(nèi)各根鋼絞線的影響是相等的這一前提。[3]

1.延伸量的控制

斜拉橋?qū)鲝埨刂埔蟾撸趩胃鶑埨瓡r(shí)要對伸長量進(jìn)行控制。單根張拉時(shí)保證每根鋼絞線的伸長值相同，確保張拉索力離散型達(dá)到要求。

2.張拉控制措施

拉索張拉按照監(jiān)控指令要求，確保拉索張拉力達(dá)到要求，還顧及相應(yīng)的主梁段及掛籃控制點(diǎn)標(biāo)高，控制技術(shù)措施如下：①按照控指令張拉斜拉索。②張拉到控制拉力后，錨固。③按照監(jiān)控指令進(jìn)行索力調(diào)整。初張拉時(shí)實(shí)測索力值的確定，以千斤頂油壓表換算出得索力值為準(zhǔn)，監(jiān)控單位索力儀可采用振動(dòng)頻率法測得的值為輔。[4]

六、斜拉索張拉控制成果

斜拉橋主梁位移監(jiān)測點(diǎn)布置五橋跨1/4L斷面上。

在15#塔拉索張拉且調(diào)整完畢時(shí)，拉索索力、主梁豎向位移的測量值以及該工況下對應(yīng)的理論值。見下表：

該橋成橋后，對橋梁整體線形、成橋索力主梁豎向位移等進(jìn)行測量復(fù)核，各項(xiàng)指標(biāo)符合設(shè)計(jì)要求?？梢姳敬?50米小半徑曲線型矮塔斜拉橋平行鋼絞線空間拉索，使用等值張拉工藝進(jìn)行施工，取的良好的控制效果。

七、結(jié)論

（1）斜拉索采用分絲管及抗滑錨固工藝，采用單根等值張拉，然后整體張拉到位，各索間的離散性達(dá)到規(guī)范和設(shè)計(jì)要求。采用等值張拉施工方法，施工投入的設(shè)備、人員較少，工序簡單，施工速度快，可極大的提高施工效率。

（2）由于斜拉橋懸臂施工依次張拉斜拉索會(huì)引起橋梁梁端上撓變形，斜拉索預(yù)埋管安裝需要考慮裝配修正角度，避免因角度偏差造成預(yù)埋管的與斜拉索間的摩擦，從而影響斜拉索安裝質(zhì)量。梁上套筒的測量放樣，要根據(jù)梁體的施工方法和特點(diǎn)，考慮施工各施工階段荷載、索力和溫度變化導(dǎo)致主梁標(biāo)高和線型變化等實(shí)際情況，對成橋狀態(tài)下預(yù)埋索導(dǎo)管安裝下放的坐標(biāo)和夾角進(jìn)行修正，對預(yù)埋索導(dǎo)管、分絲管安裝位置進(jìn)行預(yù)偏，保證套筒放樣預(yù)埋位置精確。

參考文獻(xiàn)：

[1] 徐德標(biāo)，慧斌，北京某矮塔斜拉橋鋼絞線斜拉索的張拉控制.北京：人民交通出版社，2000。

[2] 郭偉，用正裝迭代法計(jì)算斜拉橋的施工索力[J]，華南理工大學(xué)土木與交通學(xué)院，2012。

[3] 王軍，郄才富，預(yù)應(yīng)力砼部分斜拉橋施工監(jiān)控技術(shù)研究[J]，蘭州鐵道學(xué)院學(xué)報(bào)，2002.6，73～77。

[4] 張雪松，李濤，李海南;之江大橋鋼絞線斜拉索張拉及線形控制? 《公路》;2013-01-07。