浩吉鐵路洞庭湖特大橋中塔穩(wěn)定索施工技術(shù)

姜鵬

(中鐵大橋局集團(tuán)有限公司 湖北武漢 430056)

該文以洞庭湖特大橋主橋作為研究對象，通過對其進(jìn)行深入研究，進(jìn)一步了解和認(rèn)識中塔穩(wěn)定索施工技術(shù)在實(shí)踐中的應(yīng)用。其中，3#、4#、5#主塔均采用鋼筋混凝土結(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+170.0 m，塔根(承臺頂）高程+12.95 m，承臺以上塔高157.05 m。主梁為鋼箱梁鋼桁結(jié)合梁結(jié)構(gòu)，為不帶豎桿的華輪式桁架，主桁采用內(nèi)傾布置，上弦桿中心距12.0 m，下弦箱間距14.0 m。立面上每塔兩側(cè)共13組索，其中中塔穩(wěn)定索共8根，整座橋共有164 根斜拉索。橋中，斜拉索是利用高強(qiáng)纏包帶對整股鋼絲進(jìn)行纏繞后，在外側(cè)增加雙螺旋線HDPE護(hù)套，以此來提高鋼絲的抗拉強(qiáng)度，確保洞庭湖特大橋在使用過程中能夠更具穩(wěn)定性，延長洞庭湖特大橋使用壽命。斜拉索采用PESC7-187、PESC7-265、PESC7-301、PESC7-379、PESC7-409、PESC7-439 六種規(guī)格。8 根中塔穩(wěn)定索規(guī)格為PESC7-439，長度416.341 m，單根斜拉索索重60.6 t。

1 工程難點(diǎn)

完成塔端掛設(shè)后，固定好位置，借助塔頂?shù)跫?，使得索體托空吊起，將梁端錨杯移動到中間位置上，最后沿著既定方向展索在此基礎(chǔ)上開展工作，能夠確保各個環(huán)節(jié)都能順利開展，提高工作有效性。需要注意的是，索體在中間位置時，會由內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)為外側(cè)，展索時索體會逐漸朝著護(hù)欄連接板靠近，最終損傷到索體。因此，隨著展索和牽引工作逐步開展，應(yīng)加強(qiáng)對索體的關(guān)注，避免其轉(zhuǎn)向，確保索體不受到損傷。

2 施工關(guān)鍵技術(shù)

2.1 斜拉索運(yùn)輸及吊裝上橋

就該項(xiàng)目而言，索體自重是60.6 t，考慮到運(yùn)輸方便性，對索體進(jìn)行預(yù)處理，將成盤斜拉索用汽車運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場，施工人員借助提升站將成盤的斜拉索進(jìn)行合并處理吊裝到橋上，放置在指定位置，為后續(xù)施工活動提供方便。根據(jù)實(shí)際情況放置相應(yīng)數(shù)量的斜拉索。

2.2 由邊塔向中塔橋面展索

中塔穩(wěn)定索吊裝上橋完成后開始由邊塔向中塔進(jìn)行橋面展索（見圖1），采用1臺25 t汽車吊將塔端錨杯吊起，橋面牽引卷揚(yáng)機(jī)鋼絲繩與塔端錨杯相連，啟動卷揚(yáng)機(jī)將塔端錨杯向中塔方向牽引，在展開的索體下方每隔4 m 設(shè)置1 臺單軸小車。施工中，需要釋放10 m索體后，固定到錨杯小車上，借助汽車吊和V型輥輪吊起，這樣既能夠防止放索盤碰刮傷索體，還能夠提高工作效率。繼續(xù)進(jìn)行橋面展索，當(dāng)梁端錨杯脫離放索盤后，梁端吊起后，使得梁端錨杯逐漸脫離托架，引導(dǎo)其固定在小車上，為后續(xù)橋面展索提供支持，直到牽引到指定施工現(xiàn)場，最后完成展索[1]。通過這種施工方式，能夠避免對索體的損傷，且有利于提高施工效率，確保施工人員安全性。

圖1 橋面展索

2.3 塔端掛設(shè)

塔端掛設(shè)是一項(xiàng)非常重要的施工環(huán)節(jié)，因此我們要對該環(huán)節(jié)給予足夠的重視。在施工中，將塔端錨杯后端與牽引板連接好，并將塔頂中的鋼絲繩逐漸釋放出來，穿過塔內(nèi)對應(yīng)錨墊板處逐步轉(zhuǎn)向滑輪、錨杯螺母，下放到距塔頂錨杯10 m和90 m的位置后，進(jìn)行雙設(shè)置吊點(diǎn)。到達(dá)預(yù)期的位置后，開展起吊工作，起吊工作開展的同時，我們要對索體進(jìn)行牽引，逐步增加牽引力度，將塔端錨杯牽引到索導(dǎo)管，旋至平扣，完成塔端掛設(shè)[2]。塔內(nèi)安裝張拉機(jī)具，并將塔端錨杯下放一定距離（見圖2）。

2.4 橋面展索及牽引

塔端掛設(shè)完成后，梁端錨杯在邊塔中跨6#索梁端錨固位置附近，距離跨中位置約100 m。在塔端與錨杯距離110 m和230 m位置上，借助20 t吊裝將雙置點(diǎn)撤銷。需要注意的是，要同時開展該項(xiàng)工作，簡而言之，在起吊的同時，利用卷揚(yáng)機(jī)將索體轉(zhuǎn)移到中塔位置，到達(dá)指定位置后停止起吊工作（見圖3）。通過計算，此過程中塔頂?shù)跫芎退豕蔡嵘?50 m 索體，塔頂?shù)跫芴嵘亓繛?2.7 t，塔吊提升重量為8.5 t。

圖3 梁端錨杯展至跨中

利用一臺75 t 汽車吊將梁端錨杯由已掛拉索內(nèi)側(cè)，轉(zhuǎn)到已掛拉索外側(cè)（見圖4）。

圖4 梁端錨杯轉(zhuǎn)至已掛斜拉索外側(cè)

在跨中主桁腹板連接板上設(shè)置一套展索托架，展索托架與主桁腹板連接板采用螺栓進(jìn)行固定。展索托架上方布置輥筒和PE管，保證索體能夠從展索托架上順利通過。在展索托架兩側(cè)的橋面上各設(shè)置一套導(dǎo)向托架，利用導(dǎo)向托架改變斜拉索展索方向，保證斜拉索在每個展索作業(yè)面順直展開[3]。

由于該項(xiàng)工程施工難度大、工程量多，因此在施工中需要借助大型施工設(shè)備開展施工。為了確保斜拉索能夠穩(wěn)定在預(yù)期位置，可以啟動牽引卷揚(yáng)機(jī)，使得梁端錨杯朝著外側(cè)轉(zhuǎn)變（見圖5）。到達(dá)指定位置之后展開索體，每隔6 m設(shè)置一個固定輥輪架作為固定支撐用，而后利用PE管將索體與橋面間隔開來，避免對索體構(gòu)成損傷。隨著施工進(jìn)度的推薦，長加勁鎖要予以展索處理，并進(jìn)行相應(yīng)的牽引，最后確保索體能夠完整的脫離橋面，實(shí)現(xiàn)對整個橋面的牽拉作用，確保橋梁在使用過程中更加穩(wěn)固。當(dāng)導(dǎo)向托架位置的索體脫離橋面時，采用一臺75 t汽車吊提升索體，使索體高于主桁腹板連接板，繼續(xù)展索及梁端牽引。使跨中位置索體在沒有75 t汽車吊提升狀態(tài)下，高于主桁腹板連接板，75 t汽車吊吊點(diǎn)放下。

圖5 梁端錨杯在已掛斜拉索外側(cè)展索

2.5 梁端軟牽引

軟牽引作為施工活動的一部分，能夠借助相應(yīng)設(shè)備對索體進(jìn)行處理，避免對索體的損傷，使得索體在日后使用中更好地發(fā)揮自身作用。在施工活動中，當(dāng)錨杯與索導(dǎo)管口距離48 m時，汽車可以通過6 500 kN張拉桿通過連接套滿絲扣旋入錨杯后端內(nèi)絲，并將已組裝好19根牽引鋼絞線的牽引套滿絲扣旋入張拉桿后端。將2 500 kN張拉撐腳、錨環(huán)、2 500 kN張拉千斤頂定位后，打緊工具夾片，啟動梁下軟牽引系統(tǒng)，往復(fù)牽引[4]。

反復(fù)牽引至相應(yīng)位置時，具體為索導(dǎo)管10 m 處，選擇相應(yīng)的軟質(zhì)吊裝繩予以安裝，并在汽車吊的牽引下逐步提升張拉桿與錨杯之間的角度。值得注意的是，在這過程中，要安排專業(yè)人員在現(xiàn)場進(jìn)行指導(dǎo)，避免牽拉速度過快或者過緩對索體構(gòu)成損傷。當(dāng)錨杯及延長筒全部進(jìn)入索導(dǎo)管后，在其下端硬鋪設(shè)好橡膠皮等，這樣能夠避免索導(dǎo)管下端口直接接觸構(gòu)成的傷害[5]。當(dāng)6 500 kN 張拉桿絲扣外露出梁下錨墊板處錨杯螺母16 cm 時，停止?fàn)恳?，塔?nèi)工作人員安裝U 型卡板將6 500 kN張拉桿進(jìn)行錨固，此工序結(jié)束（見圖6）。

圖6 梁端軟牽引及牽引引具

拆除軟牽引體系，檢查鋼絞線表面的受損情況，視受損情況的程度來決定是否更換鋼絞線，以便于下一根斜拉索的安全牽引，組裝張拉機(jī)具做好張拉前硬牽引工作。

3 施工過程中的安全管理

無論哪種施工項(xiàng)目，施工安全管理在其中都占據(jù)舉足輕重的地位，因此要重視施工安全管理，具體來說，可以從如下幾個方面入手：一是從思想上給予關(guān)注，由上至下都要認(rèn)識到安全是第一生產(chǎn)力，只有這樣，才能夠在工作中按照操作規(guī)范開展工作。對施工人員培訓(xùn)時，要側(cè)重從事故危害、處理成本等多個角度出發(fā)，引起全員的重視，或者對實(shí)例進(jìn)行講解，從根源上加強(qiáng)對危險因素的防控，創(chuàng)建安全、和諧的施工環(huán)境，為施工活動順利開展保駕護(hù)航。

二是建立安全管理制度，對于制度的建立，要立足于實(shí)際情況，切實(shí)從項(xiàng)目本身出發(fā)，可以咨詢相關(guān)人員，使得制度更加專業(yè)、更具實(shí)效性。相比較而言，橋梁施工更具特殊性，且隨著施工進(jìn)度不斷推進(jìn)，會出現(xiàn)很多變化。因此，在制度上，還要加強(qiáng)對其優(yōu)化和完善，針對不同項(xiàng)目、施工環(huán)節(jié)等，在制度制定時要遵循針對性、靈活實(shí)用原則，能夠?yàn)槭┕と藛T實(shí)踐工作提供科學(xué)指導(dǎo)。

三是對于設(shè)備操作人員，必須嚴(yán)格檢查其是否具備資格證，在操作前對設(shè)備進(jìn)行檢查，保證其符合作業(yè)要求，如需高處作業(yè)，應(yīng)設(shè)置好圍欄和安全網(wǎng)，遇到惡劣環(huán)境，禁止高空作業(yè)。

四是增加安全管理投入，如引進(jìn)新技術(shù)，購買全自動、智能化監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對施工過程全程監(jiān)督和控制，以此來彌補(bǔ)人員監(jiān)管不足。再者，引進(jìn)先進(jìn)施工技術(shù)，代替施工人員完成難度較大的施工環(huán)節(jié)，提高施工效率的同時，還能夠確保人員人身安全。安全管理工作貫穿于施工項(xiàng)目全過程，是一項(xiàng)系統(tǒng)性、具體性工作，要給予足夠重視[6]。

4 結(jié)語

浩吉鐵路洞庭湖特大橋?yàn)閲鴥?nèi)首次在鐵路橋上采用中塔穩(wěn)定索，施工過程中通過采用跨中設(shè)置索體轉(zhuǎn)向、橋面固定輥輪架、塔頂?shù)跫馨惭b旁壓張力測試儀，施工安全管理等一系列措施，高精度、高效率地完成了掛設(shè)，為后續(xù)同類型橋梁施工提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。