矮塔斜拉橋斜拉索施工工法

1、矮塔斜拉橋斜拉索施工工法一、前言“矮塔斜拉橋”也稱“部分斜拉橋”，介于“斜拉橋”與“體外預(yù)應(yīng)力箱梁橋”之間，起源于日本，在國(guó)外發(fā)展很快，在國(guó)內(nèi)來說是新橋型。蘭州某黃河大橋是國(guó)內(nèi)第二座矮塔部分斜拉橋，某第四工程公司采用等值張拉工藝施工斜拉索，并首次采用了分絲管和抗滑錨新技術(shù)，保證了斜拉索的安裝精度和施工質(zhì)量。開發(fā)研究的“雙塔單索面預(yù)應(yīng)力混凝土部分斜拉橋施工技術(shù)”通過了甘肅省科技廳科技成果鑒定，鑒定意見認(rèn)為：橋塔索鞍采用分絲管以及抗滑錨施工新技術(shù)，為斜拉索使用期的養(yǎng)護(hù)和正常換索提供了方便，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)外空白。成果達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。在汾柳高速公路某高架橋3號(hào)橋施工中應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)也獲得了成功，取得了良好

2、的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。綜合以上各工程實(shí)踐形成本工法。二、工法特點(diǎn)1.工序簡(jiǎn)單，施工進(jìn)度快。2.施工條件得到了改善，勞動(dòng)強(qiáng)度低，安全性強(qiáng)。3.索塔內(nèi)鞍座采用分絲管，可以實(shí)現(xiàn)單根換索。4.采用單根等值法張拉，可以控制每根斜拉索各股鋼絞線的離散誤差不大于理論值的±3%。5.可以實(shí)現(xiàn)一對(duì)斜拉索對(duì)稱、交叉單根張拉，同步整體張拉，確保兩根斜拉索間的差值不大于理論值的±1%。6.采用JMM-268動(dòng)測(cè)儀進(jìn)行索力監(jiān)控，可以確保斜拉索整索索力誤差不大于理論值的±2%。7.斜拉索采用多重防腐處理，錨固端灌注防腐油脂，延長(zhǎng)了斜拉索使用壽命。三、適用范圍本工法適用于部分斜拉橋斜拉索安裝施

3、工。四、施工工藝（一）斜拉索的結(jié)構(gòu)組成 斜拉索由錨固段+過渡段+自由段+塔柱內(nèi)段+自由段+過渡段+錨固段組成（見圖1）。1.錨固段+過渡段組成錨板、夾片、螺母、支撐筒、錨墊板、預(yù)埋鋼導(dǎo)管、減震器、防松裝置。2.自由段組成帶PE護(hù)套的鋼絞線、索夾、HDPE套管。3.塔柱內(nèi)段組成分絲管、塔內(nèi)錨墊板、抗滑錨。循環(huán)44次防 護(hù)灌注防腐油脂附件安裝整體張拉防松裝置安裝緊索、減振器安裝單根掛索張拉整圓式HDPE套管吊裝調(diào)整護(hù)管、內(nèi)管安裝錨具安裝定位下料及運(yùn)輸、HDPE管焊接圖2 斜拉索施工工藝流程圖（二）工藝流程斜拉索施工工藝流程見圖2。（三）操作要點(diǎn)下料下料長(zhǎng)度按下列公式列表計(jì)算出無應(yīng)力狀態(tài)下的自由長(zhǎng)度

4、，校核無誤后供下料人員執(zhí)行。下料長(zhǎng)度計(jì)算公式為：L=L0+2L1+2A1+L2+L3+5cm式中：L0邊、中跨錨固端錨墊板面之間的中心線長(zhǎng)度（包括塔上的弧長(zhǎng)）；A1錨固端錨具外露長(zhǎng)度；L1錨固端張拉時(shí)工作長(zhǎng)度；L2HDPE管及不銹鋼管限制的垂度影響長(zhǎng)度；L3塔梁施工誤差的影響長(zhǎng)度。拉索兩端PE護(hù)套剝除長(zhǎng)度：L剝=L1 +A2+L-L4+5cm式中：A2為錨具結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度；L為該索張拉伸長(zhǎng)量；L4為HDPE護(hù)套進(jìn)入錨具內(nèi)的長(zhǎng)度；下料在鋪墊好的下料場(chǎng)地進(jìn)行下料，沿線量好所需的下料長(zhǎng)度，校核后用紅色油漆作好標(biāo)記。然后將絞線盤放置到放線基架上，人工將鋼絞線拉至標(biāo)志點(diǎn)確定無誤后切斷。剝皮鋼絞線下料完成后，須

5、將鋼絞線兩端的PE護(hù)套按計(jì)算好的長(zhǎng)度剝除掉。剝皮時(shí)應(yīng)注意刀具或鋸片不能傷及鋼絞線。鐓頭鋼絞線清洗完成后，將鋼絞線兩端打散后在端頭約10cm長(zhǎng)度范圍內(nèi)切掉外圈6絲，保留中心絲，然后將鋼絞線復(fù)原。用鐓頭器將兩端的中心絲鐓成半圓形鐓頭，以供掛索牽引用。HDPE套管焊接HDPE管的連接采用HDPE焊機(jī)對(duì)焊連接。HDPE管焊接前，將管材放置于夾緊裝置內(nèi)并將之夾緊，在壓力作用下用平行機(jī)動(dòng)旋刀削平兩個(gè)管材的被焊端面，并保證這兩個(gè)端面相互接觸時(shí)滿足規(guī)范要求。在焊接過程中，特別注意的是焊接壓力必須保持至焊縫完全冷卻硬化后才能解除。搭設(shè)施工平臺(tái)塔外平臺(tái)：用鋼管腳手架或碗口支架在索塔四周搭設(shè)所需的施工平臺(tái)。梁下平臺(tái)

6、：主梁采用懸臂澆筑法施工，可直接利用施工用的掛籃進(jìn)行斜拉索安裝、調(diào)索等工作。但要在箱梁的頂板上預(yù)留孔，以便成橋后進(jìn)行灌注防腐油脂。錨固端錨具安裝梁下錨固端錨具安裝前應(yīng)檢查錨孔，使之保持清潔無污物。由于錨具是由多個(gè)零部件組成，出廠前已做調(diào)整，運(yùn)到工地后不得隨意擰動(dòng)密封裝置及定位螺栓。錨具安裝就位時(shí)要求：安裝前錨具的錨孔均應(yīng)事先編上對(duì)應(yīng)孔號(hào)，注意注漿孔在下，排氣孔在上；中、邊跨錨具組裝件的錨板中心線必須嚴(yán)格保持在同一垂直平面內(nèi)；錨板的中心線與承壓板（錨墊板）的中心線應(yīng)力求保持一致，兩者偏差不得超過5mm；中、邊跨錨板的相應(yīng)錨孔也必須相互對(duì)齊，以確保各絞線的平行性。HDPE套管吊裝套管安裝前，應(yīng)先將

7、套管按給定的長(zhǎng)度把兩端鋸好并刨平，然后將之運(yùn)至中央分隔帶。安裝時(shí)，在套管內(nèi)穿上一根臨時(shí)輔助索并將輔助索的一端穿入錨具，同時(shí)在套管端頭附近一定位置上裝上專用管夾，然后用卷揚(yáng)機(jī)將套管一端吊至塔上分絲管管口附近；此時(shí)將輔助索分別先后穿過索鞍、塔另一端的套管、錨具，同樣方法將套管起吊至塔上管口附近，最后在錨具兩端同時(shí)用YDCS160-150千斤頂預(yù)緊后，索塔兩端套管就固定地落在輔助索上（見圖3）。單根掛索掛索順序由于該拉索鋼絞線在塔上分絲管內(nèi)是分層排列的(如圖4)，為便于施工，該拉索的掛索順序?yàn)樽陨吓诺较屡艈胃鶔焖鳌埨?。單根掛索工藝示意圖見圖5，工藝流程見圖6。施工要點(diǎn)鋼絞線準(zhǔn)備穿邊跨錨具牽引索安裝

8、邊跨穿束器穿邊跨下端錨具掛索結(jié)束卷揚(yáng)機(jī)鋼絲繩穿過套管和索鞍穿中跨錨具牽引索穿中、邊跨錨具牽引鋼絲安裝中跨穿束器穿中跨下端錨具牽引邊跨端鋼絞線穿過套管及索鞍循環(huán)30次圖6 單根掛索工藝流程圖掛索前，梁下錨具的錨孔內(nèi)穿上5的牽引鋼絲，隨后用該牽引絲牽引出帶穿束器的牽引鋼絲繩至橋面管口。橋面工作人員將盤上鋼絞線的一端與從HDPE套管和分絲管內(nèi)穿下來的牽引鋼絲繩相連接,確認(rèn)牢固后，開動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)直到將該束鋼絞線從另一HDPE套管引出并達(dá)到規(guī)定工作長(zhǎng)度，撤出牽引鋼絲繩，將絞線與錨頭處牽引鋼絲繩連接牢固后，將該端絞線向錨具內(nèi)推送，直至該端絞線穿出錨孔達(dá)到規(guī)定工作長(zhǎng)度,撤出牽引鋼絲繩，裝上臨時(shí)工作夾片,用專用打

9、緊器打緊錨固。使用同樣的方法將鋼絞線的另一端穿過該端的錨具，裝上臨時(shí)工作夾片，用專用打緊器打緊錨固。單根張拉示意圖見圖7。索力均勻性控制為使每根索中各鋼絞線索力均勻，采用等值張拉法進(jìn)行張拉，即每根絞線的拉力以控制壓力表讀數(shù)為準(zhǔn)，傳感器讀數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。掛索前，將監(jiān)測(cè)傳感器安裝在底排的一根鋼絞線上，安裝順序?yàn)椋褐ё鶋|板傳感器單孔工作錨。隨后張拉時(shí)每根絞線的拉力是按當(dāng)時(shí)傳感器的顯示值進(jìn)行控制的。 單根鋼絞線張拉每根斜拉索各鋼絞線均逐根掛索并隨即用YDCS160-150型千斤頂進(jìn)行張拉。加載至10%張拉力時(shí)測(cè)初始伸長(zhǎng)值；用壓力表讀數(shù)控制最后一級(jí)張拉力，使之跟傳感器顯示值相對(duì)應(yīng)時(shí)，測(cè)終止伸長(zhǎng)值。裝上工作夾

10、片，適度打緊，卸壓至2Mpa時(shí)測(cè)回縮值后錨固。在掛索結(jié)束后，即拆出傳感器，并按傳感器拆除時(shí)的讀數(shù)再進(jìn)行補(bǔ)張拉。在單根張拉完每一根鋼絞線后，應(yīng)嚴(yán)格控制工作夾片的跟進(jìn)平整度。在單根張拉過程中，中、邊跨應(yīng)同時(shí)均衡進(jìn)行加載，力求兩端伸長(zhǎng)值的不均勻值應(yīng)控制在設(shè)計(jì)允許范圍之內(nèi)。安裝防松裝置安裝防松裝置前，應(yīng)先用手提砂輪機(jī)切除錨頭兩端的多余鋼絞線，并預(yù)留一定的長(zhǎng)度。要求鋼絞線端頭平整、光滑。裝上防松裝置，擰緊鎖緊螺母，以便有效地防止夾片松動(dòng)。整體張拉見圖9。張拉機(jī)具采用穿心式Y(jié)DCS5500-100型千斤頂進(jìn)行整體張拉。張拉系統(tǒng)安裝整體張拉系統(tǒng)主要包括千斤頂、撐腳、連接套、張拉桿和張拉螺母。張拉系統(tǒng)部件質(zhì)量

11、大，安裝時(shí)借助手拉葫蘆將連接套、張拉桿、撐腳、千斤頂、張拉螺母依次安裝。安裝時(shí)應(yīng)保證系統(tǒng)整體的對(duì)中性滿足整體張拉要求。張拉力初始張拉力的確定在整體張拉過程中，當(dāng)錨具螺母松動(dòng)脫離錨墊板時(shí)以此作為其伸長(zhǎng)值的測(cè)量起始點(diǎn)，即此時(shí)油表讀數(shù)對(duì)應(yīng)的張拉力作為整體張拉的初始拉力。確定整體張拉的初始動(dòng)力后，以此為起點(diǎn)分級(jí)加載張拉至設(shè)計(jì)要求的（超）張拉值，測(cè)量各級(jí)伸長(zhǎng)值。并通知監(jiān)控單位測(cè)試索力，確認(rèn)索力在允許誤差內(nèi)，旋緊螺母，千斤頂回油，錨固。在張拉過程中，中、邊跨要求做到同步對(duì)稱，相互呼應(yīng)，級(jí)差應(yīng)控制在設(shè)計(jì)允許范圍之內(nèi)。緊索、減振器及抗滑錨安裝（按工藝流程順序是否不該排在10）緊索時(shí)，在管口索夾旁相應(yīng)的位置裝上

12、一套緊索器將索收緊，使之成型至設(shè)計(jì)斷面。將組裝好的減振器推入主梁預(yù)埋鋼導(dǎo)管內(nèi)，直至減振器端面與鋼導(dǎo)管管口持平，再收緊螺栓，按內(nèi)縮外漲原理，使其內(nèi)外分別與索體和鋼導(dǎo)管管壁緊緊相貼。用鍥緊千斤頂將鍥塊頂入抗滑錨的鍥槽內(nèi)。 錨頭保護(hù)錨頭保護(hù)罩內(nèi)灌注防腐油脂，可使絞線防腐，又可為以后換索提供方便。（以上各部分要突出操作要點(diǎn)，即如何做），五、主要機(jī)具設(shè)備（見表1）六、勞動(dòng)組織（見表2）七、質(zhì)量控制（一）質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)1.每根斜拉索各股鋼絞線的離散誤差不大于理論值的±3%。2.一對(duì)斜拉索間的差值不大于理論值的±1%。3.斜拉索整索索力誤差不大于理論值的±2%。（二）控制措施表1 機(jī)

13、具設(shè)備序號(hào)規(guī)格及名稱單位數(shù)量用途1YDCS5500-100千斤頂套4整體張拉2YLDS160-150千斤頂套4單根張拉3LD10墩頭器臺(tái)2鋼絞線墩頭以便穿索4HDPE焊機(jī)臺(tái)1HDPE套管焊接5環(huán)氧注漿泵套2灌注防腐油脂6無線對(duì)講機(jī)臺(tái)10對(duì)稱、同步張拉對(duì)話7傳感器套8測(cè)試單根鋼絞線索力8JMM-268動(dòng)測(cè)儀套2測(cè)試整索索力9切割機(jī)臺(tái)4切割鋼絞線10電焊機(jī)臺(tái)2焊接錨具等112t卷揚(yáng)機(jī)臺(tái)4牽引鋼絞線122t葫蘆臺(tái)8HDPE套管吊裝表2 勞動(dòng)組織序號(hào)工種人數(shù)主要工作內(nèi)容1技術(shù)員4負(fù)責(zé)斜拉索定位、索力測(cè)試等技術(shù)工作2安全員1負(fù)責(zé)斜拉索安裝安全工作3質(zhì)檢員2負(fù)責(zé)斜拉索施工的全部質(zhì)量檢查4起重工4負(fù)責(zé)開動(dòng)卷

14、揚(yáng)機(jī)5焊工2負(fù)責(zé)錨具定位等其它焊接工作6專業(yè)操作工人10負(fù)責(zé)操作千斤頂、HDPE套管焊機(jī)等7普通工人15負(fù)責(zé)下料、掛索、張拉等工作八、安全保證措施1.堅(jiān)持“安全第一，預(yù)防為主”的方針，加強(qiáng)安全生產(chǎn)教育，提高安全意識(shí)。2.健全安全崗位責(zé)任制，做到獎(jiǎng)罰分明，逐級(jí)簽訂安全生產(chǎn)責(zé)任書，明確分工，責(zé)任到人，把安全落實(shí)到實(shí)處。3.嚴(yán)格執(zhí)行各工種安全技術(shù)操作規(guī)程，定期對(duì)職工進(jìn)行考核。4.千斤頂操作時(shí)前方不許站人，要求端部平整對(duì)中。5.油泵操作時(shí)需緩慢、均速加壓和卸壓，嚴(yán)禁超壓和快速加壓。6.施工平臺(tái)搭設(shè)要牢固，嚴(yán)防墜物。7.錨具起吊、安裝時(shí)要求起落平穩(wěn)，注意對(duì)錨具的保護(hù)。8.掛索時(shí)確保牽引連接可靠，注意信號(hào)

15、配合，索下不許站人。9.灌灌油脂時(shí)要求接頭可靠，保持規(guī)定壓力但嚴(yán)禁超壓，環(huán)氧有毒注意勞動(dòng)保護(hù)。10.HDPE套管安裝時(shí)確保牽引連接可靠，注意信號(hào)配合，嚴(yán)防墜物。11.嚴(yán)禁非專業(yè)人員擅自操作機(jī)械。12.高空作業(yè)時(shí)不得隨意向地面拋擲物品。13.腳手架、安全網(wǎng)的搭設(shè)要符合安全要求，并要定期檢查，維修和保養(yǎng)。14.起重機(jī)械作業(yè)時(shí)起重臂下嚴(yán)禁站人。15.注意現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、材料的防雨和防風(fēng)，場(chǎng)地不留安全隱患。九、效益分析采用本工法施工，投入的設(shè)備、人員較少，工序簡(jiǎn)單，勞動(dòng)強(qiáng)度低；占用場(chǎng)地小，在已經(jīng)做好的橋面上即可下料、剝皮等；張拉工藝先進(jìn)，采用高科技儀器監(jiān)測(cè)索力，能保證索力在允許的誤差內(nèi)；斜拉索安裝速度較快，一對(duì)斜拉索掛索、張拉只需要約10小時(shí)。十、工程實(shí)例1. 蘭州市某黃河大橋結(jié)構(gòu)為一聯(lián)(81.2+136+81.2)m預(yù)應(yīng)力混凝土雙塔單索面部分斜拉橋，橋長(zhǎng)30