三塔懸索橋體系轉(zhuǎn)換施工工法研究與應(yīng)用

廣西城鎮(zhèn)建設(shè)丨CITIESANDTOWNSCONSTRUCTIONINGUANGXI

YAN研學(xué)XUE

圖6南寧市建成區(qū)河道水質(zhì)達(dá)標(biāo)率圖

過新建截污管28.70千米、市政道路污水管3.20千米、其他管道27.10千米，管網(wǎng)錯混接改造186處，建立2

座水質(zhì)凈化廠等措施全流域系統(tǒng)治理“治水”思路進(jìn)行黑臭水體治理，有效消除了心圩江黑臭問題，河道水質(zhì)

顯著改善（見圖6）。

（三）強(qiáng)化長效管理，推進(jìn)心圩江實現(xiàn)長制久清

一是統(tǒng)一集中管理。將心圩江流域治理工作由原來水利、環(huán)保、綜合執(zhí)法、自然資源等多個行業(yè)部門的行

政管理權(quán)限移交至南寧市住房和城鄉(xiāng)建設(shè)局，新組建市地下管網(wǎng)和水務(wù)中心，負(fù)責(zé)統(tǒng)籌心圩江流域城市內(nèi)河、

內(nèi)湖水環(huán)境建設(shè)，以及流域范圍內(nèi)的地下管網(wǎng)管理事務(wù)性工作，統(tǒng)籌心圩江流域治理行政管理工作，由“九龍

治水”轉(zhuǎn)變?yōu)榻y(tǒng)一集中管理。采用PPP（政府和社會資本合作）模式，由項目公司負(fù)責(zé)心圩江流域治理的投融資、

建設(shè)、運營、維護(hù)和管理，實現(xiàn)“多水統(tǒng)管、多污同治、聯(lián)調(diào)聯(lián)控、統(tǒng)一管理”目標(biāo)。

二是強(qiáng)化監(jiān)督管理，實行按效付費機(jī)制。將心圩江流域治理工作納入考評體系，出臺考核制度加強(qiáng)對心圩

江流域治理成效進(jìn)行考核，按考核成效付費；實施項目進(jìn)度“紅黑榜”通報制度，通過南寧日報不定期向社

會公布，接受人民群眾的監(jiān)督監(jiān)督，確保實效。

三是建立健全長效機(jī)制。通過河湖長制、“12345”市長熱線投訴機(jī)制、“按效付費”機(jī)制、每月兩次水

環(huán)境治理績效考核制度、每月一次河道水質(zhì)抽測制度、水質(zhì)凈化廠出水水質(zhì)環(huán)保在線監(jiān)測制度等多項長效管理

機(jī)制確保心圩江河道水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。

（四）堅持“治水、建城、為民”，踐行“綠水青山就是金山銀山”理念

堅持“治水、建城、為民”，呈現(xiàn)出一幅幅“水清岸綠魚翔淺底”的人與自然和諧共生的畫卷，形成“東

有南湖，西有明月湖”的生態(tài)格局。南寧市像保護(hù)自己的眼睛一樣保護(hù)生態(tài)環(huán)境，全方位加強(qiáng)水環(huán)境治理，持

續(xù)改善水生態(tài)環(huán)境，將治水與民生改善、綠色發(fā)展、城市安全、民族團(tuán)結(jié)相結(jié)合，下好生態(tài)文明建設(shè)“一盤棋”，

讓群眾共享治水“紅利”，踐行“綠水青山就是金山銀山”理念。

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懸索橋體系轉(zhuǎn)換方案的優(yōu)劣對施工安全和施工質(zhì)量影響較大，所以，在實際現(xiàn)場施工工況下，如何準(zhǔn)確地張拉使

施工工法全橋的吊索拉力達(dá)到設(shè)計狀態(tài)，是吊索體系轉(zhuǎn)換過程中必須高度重視的一個問題。

體系轉(zhuǎn)換一、工程概況

山西省臨汾市堯都區(qū)澇洰河生態(tài)建設(shè)工程堯賢街北延跨洰河橋主橋，采用三塔四跨雙索面自錨式懸索橋，

兩主跨均為168m，跨徑布置為496m（80m+168m+168m+80m），見圖1。

圖1主橋效果圖

主橋共設(shè)2根主纜，用PPWS法（預(yù)制平行鋼絲索股法）編制。每根主纜由37股127絲Ф5.25mm抗拉強(qiáng)度

1670MPa高強(qiáng)鍍鋅鋼絲組成，主纜緊纜后其直徑為397.40mm（索夾處空隙率18%）和402.40mm（索夾間空隙

三塔懸索橋體系轉(zhuǎn)換施工工法研究與應(yīng)用率20%）。

吊索均由Ф7mm的高強(qiáng)鍍鋅鋼絲成品索組成，吊索順橋向間距6.40m。中跨25個吊點，邊跨9個吊點，每

文＿王小勇（廣西生態(tài)工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，教師，高級工程師）個吊點設(shè)置2根吊索，2根吊索中心間距0.70m，全橋共284根吊索。按錨固結(jié)構(gòu)分類，吊索分兩類：普通吊索及

劉安金（柳州歐維姆工程有限公司，項目經(jīng)理，高級工程師）

特殊吊索。按錨具規(guī)格及鋼絲數(shù)量分類，分為三類：73絲，248根；109絲，24根；163絲，12根。

張玲玲（廣西桂林捷邦建筑工程有限公司，項目技術(shù)負(fù)責(zé)人，工程師）

3個索塔采用外形一致的混凝土結(jié)構(gòu)，全高60m，橋面以上塔高45m。自錨式懸索橋的主纜直接錨固于主

盧智玲（廣西生態(tài)工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，教師，工程師）

朱麗（廣西生態(tài)工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，講師，碩士）梁梁體內(nèi)，為滿足主纜索股分散錨固和平衡主纜的豎向力，對錨固區(qū)主梁進(jìn)行局部加高至6.70m。

主梁為鋼混組合梁，采用箱型結(jié)構(gòu)的雙主梁截面形式，全寬50.50m，梁高3.35m。鋼梁安裝完成后先進(jìn)行

預(yù)制橋面板的安裝與濕接縫澆筑，再在體系轉(zhuǎn)換完成后進(jìn)行橋面調(diào)平層混凝土施工，之后進(jìn)行橋面瀝青鋪裝層

施工，最后完成護(hù)欄等附屬設(shè)施施工。

懸索橋，因其卓越的跨越能力、優(yōu)美的線型得到廣泛應(yīng)用。早在19世紀(jì)，國外就開始研究建造自錨二、吊索安裝

式懸索橋。國內(nèi)懸索橋發(fā)展遠(yuǎn)晚于國外，直到2001年我國才建造了第一座柔性懸索橋。以主塔為中心，中跨、邊跨同步安裝，邊跨從塔端往散索鞍方向安裝，中跨由塔端向跨中方向安裝，總體

自錨式懸索橋施工通常采用“先梁后纜”的工藝，這其中必然存在一個體系轉(zhuǎn)換的過程。由于主纜方向由低往高。

的空纜線型與成橋線型差異很大，特別是中跨跨中位置標(biāo)高變化較明顯，這就導(dǎo)致吊索長度在空纜狀態(tài)一是將吊索運到橋面相應(yīng)編號的安裝位置下方。在吊索待安裝位置對應(yīng)的貓道面層上剪出長1m、寬0.50m

下偏短，需要接長桿進(jìn)行接長才能實現(xiàn)張拉。由于吊索承載力、張拉設(shè)備的數(shù)量和能力、主梁和主塔的左右的長方形開口，便于為吊索安裝和在體系轉(zhuǎn)換過程中吊索隨主纜線型的變化而變化提供足夠的活動空間，

承載力等各種因素的限制，全橋的吊索大部分必須逐步多次分級張拉，才能達(dá)到設(shè)計理論值。同時吊索安裝完畢后做相應(yīng)安全防護(hù)措施。

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二是吊索安裝需卷揚機(jī)配合，將卷揚機(jī)鋼絲繩從索夾導(dǎo)向，預(yù)留長方口放下，與上端錨頭連接，并將吊索接，張拉完第一輪后拆除接長的一根，留端頭表1吊索張拉工藝技術(shù)要求

吊起，用插銷將其上端與索夾耳板連接。對于不需要接長的吊索，可直接將下端錨頭放入索導(dǎo)管內(nèi)，而對于需一根通過臨時鎖緊螺母臨時錨固。吊索張拉控張拉步驟張拉過程描述張拉力（kN）備注

要接長的吊索，則需提前將張拉桿與吊索的下端錨頭連接，再將下端錨頭放入對應(yīng)的索導(dǎo)管內(nèi)。制力及索鞍頂推方案根據(jù)施工監(jiān)控單位提供數(shù)1清空橋面無用荷載—

安裝D5吊索2

據(jù)執(zhí)行，見表1。D5、D16、D30

2安裝D16吊索71

張拉到位

三、體系轉(zhuǎn)換第四，張拉準(zhǔn)備。先安裝吊索，并將需張安裝D30吊索64

（一）貓道改吊拉的吊索的下端錨頭與張拉桿連接，且吊索安安裝D6吊索2

D6、D15、D31

3安裝D15吊索10

在張拉吊索過程中，主纜的線型隨著施工進(jìn)程不斷變化，為了使貓道隨主纜的線型變化而變化，需要把貓裝的進(jìn)度必須要滿足體系轉(zhuǎn)換的需要。選用24張拉到位

安裝D31吊索8

臺YCW200B千斤頂能滿足張拉需求，最大張拉

道懸掛于主纜之上，使其保持與主纜線型基本一致，并根據(jù)計算放松貓道錨固系統(tǒng)調(diào)整裝置的調(diào)節(jié)螺母，控制4第一次索鞍頂推，頂推230mm—

貓道與主纜間距離相對不變。力1860kN，張拉力大于1200kN選用Tr90×8，安裝D7吊索34

D7、D14、D32

5安裝D14吊索2

在貓道上每間隔8m有貓道橫梁型鋼的位置，用一根φ16鋼絲繩交替將貓道懸掛于主纜上，貓道的穩(wěn)定和線40Cr材料張拉桿，張拉力小于1200kN，選用張拉到位

安裝D32吊索2

型通過主纜來實現(xiàn)。930MPa，Φ50精軋螺紋鋼，見表2。

6—22此處省略步驟—

第五，吊索張拉工藝技術(shù)要求。在此張拉

（二）體系轉(zhuǎn)換監(jiān)控指令說明安裝D9吊索1155

D9、D11、D35

過程中，將嚴(yán)格按照監(jiān)控方案按序、分次進(jìn)行23安裝D11吊索1107

體系轉(zhuǎn)換指令計算采用的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源于《臨汾市堯都區(qū)澇洰河生態(tài)建設(shè)工程—跨河橋梁及道路工程（堯賢張拉到位

街北延跨洰河橋）施工圖設(shè)計》《臨汾市堯都區(qū)澇洰河生態(tài)建設(shè)工程—堯賢街北延跨洰河橋施工組織設(shè)計》。張拉及索鞍頂推。在張拉過程中，需實行張拉安裝D35吊索1042

安裝D10吊索1150

吊索張拉應(yīng)以吊索張拉力為主控因素，吊索無應(yīng)力長度參考。力與錨杯外露量雙控。以張拉力控制為主，錨24D10、D36張拉到位

安裝D36吊索1173

杯外露量控制為輔。具體張拉方法有如下七個

吊索張拉方案采用24臺千斤頂同步張拉方案，因本橋吊索為雙吊索，最多可同時張拉12對吊索，張拉過程259cm抗?jié)B混凝土鋪裝沿橋縱向?qū)ΨQ鋪裝

需保證同步對稱張拉。步驟。26第七次索鞍頂推，頂推40mm索鞍成橋位置

施工單位應(yīng)根據(jù)吊索張拉方案計算、制造接長桿，并考慮不同索徑對應(yīng)接長桿直徑差異的影響。一是選擇合適的千斤頂、撐腳、配套張拉2710cm瀝青鋪裝注沿橋縱向?qū)ΨQ鋪

28復(fù)測復(fù)調(diào)索力二期鋪裝后調(diào)索

吊索張拉過程需結(jié)合索鞍頂推逐步進(jìn)行，索鞍頂推需逐步分次頂推，并監(jiān)測橋塔應(yīng)力及塔頂偏位，保證混桿、張拉螺母、鎖緊螺母、哈佛墊板，并對張

凝土索塔不開裂。拉桿、張拉螺母、鎖緊螺母和哈佛板進(jìn)行強(qiáng)度

表2吊索張拉組件參數(shù)表

為保證張拉過程索夾不出現(xiàn)滑動，吊索張拉過程需進(jìn)行索夾緊固螺栓的分次緊固，至少保證70%螺栓緊固校核，確保張拉安全。

序號規(guī)格及名稱數(shù)量備注

力，確保摩擦力儲備充足。二是將上述設(shè)備按圖2所示安裝到位。

1YCW250B千斤頂8索鞍頂推

體系轉(zhuǎn)換完成后，在進(jìn)行支架拆除時，應(yīng)對稱同步拆除支架，拆架方案需經(jīng)過建設(shè)單位、設(shè)計單位及監(jiān)理

2YCW200B千斤頂24吊索張拉

單位同意。3張拉撐腳124除0#吊索

施工單位在體系轉(zhuǎn)換前應(yīng)對各數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)核、確認(rèn)，確保無誤，為體系轉(zhuǎn)換及成橋線形控制奠定良好4張拉撐腳240#吊索

5張拉桿Tr90×8，1.20m24—

基礎(chǔ)。

6螺母Tr90×8-D172-L8024—

因給予吊索加工的周期較短，吊索生產(chǎn)廠家和安裝單位應(yīng)根據(jù)體系轉(zhuǎn)換對吊索張拉順序進(jìn)行合理安排。

7Φ50精軋螺紋鋼，1.20m56—

（三）吊索張拉工藝工法8Φ50精軋螺紋鋼螺母80—

由于在主纜空纜狀態(tài)和成橋狀態(tài)的變化過程屬于大變形范疇，各節(jié)點的間距變化量是個動態(tài)的過程。為了9內(nèi)襯套Tr140×8-Φ5056除0#吊索

10內(nèi)襯套Tr165×10-Tr90×824D9、D11、D35

方便吊索安裝張拉，必須對部分吊索設(shè)置臨時加長桿。根據(jù)監(jiān)控指令提供的各階段吊索張拉力，以吊索的位移

11內(nèi)襯套Tr195×12-Tr90×8120#吊索

來確定使用加長桿和千斤頂?shù)念愋秃蛿?shù)量。

第一，按監(jiān)控方案要求采用足夠數(shù)量的千斤頂從邊跨跨中、中跨1/4跨和3/4跨開始張拉，遵循中跨、邊跨

基本對稱加載的原則對其施加拉力，使主纜從空纜狀態(tài)逐漸轉(zhuǎn)換為成橋狀態(tài)。

第二，在吊索錨點下方雙主梁箱體內(nèi)作為操作平臺，對吊索進(jìn)行張拉。

第三，體系轉(zhuǎn)換方案按監(jiān)控指令進(jìn)行，吊索張拉方案如下：分24個步驟張拉，D1～D18、D28～D36吊索

圖2吊索張拉示意圖

均是一次張拉到位。D19～D27分兩次張拉到位，第一次因伸長量較長，需將2根1.20m張拉桿通過連接器對

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三是扭緊張拉螺母，開始張拉。在張拉過程中，如果有某個點千斤頂活塞不足需要回程時，所有工作點要四、問題與解決方法表3吊索索力調(diào)整表

全部停止，應(yīng)統(tǒng)一回程?，F(xiàn)實測力值調(diào)整目標(biāo)值

（一）主索鞍易前后滑動調(diào)整組號吊索編號

（kN）（kN）

四是泄壓回程，準(zhǔn)備再次張拉。

主索鞍摩擦系數(shù)較小，在邊跨、中跨吊索張拉過程中，因LD11-113601500

五是重復(fù)以上三、四步驟，直至吊索自帶螺母扭上錨具至少8牙。1

主塔不平衡力原因，主索鞍有滑移的趨勢。采取在主跨方向設(shè)LD11-213711500

六是自帶螺母扭上錨具后，泄壓回程，扭緊張拉螺母，繼續(xù)張拉，并嚴(yán)密監(jiān)視主塔偏位，張拉至監(jiān)控設(shè)計RD11-113551500

計限位拉桿、在邊跨側(cè)布置臨時限位墊板的預(yù)防措施，防止主2

RD11-213661500

張拉力停止張拉。索鞍往邊跨側(cè)移動。在不需要頂推的時候，保證主索鞍無滑移

LD36-111061000

七是扭緊吊索永久螺母，張拉完畢?，F(xiàn)象。3

LD36-211131000

第六，張拉控制要點，有如下六個步驟。

（二）同一個索夾兩根吊索索力不均勻RD36-112231000

一是所有張拉人員統(tǒng)一使用頻道，信號清晰明確，嚴(yán)禁在張拉過程中聊張拉工作外的事情。4

該項目為雙吊索結(jié)構(gòu)體系，監(jiān)控出具的吊索索力為單根索RD36-212771000

二是張拉前，各點要先檢查油泵與油表的對應(yīng)情況，進(jìn)油管與回油管是否接對，試運行油泵檢查是否能夠LD29P-113391100

力，為保證同一個索夾兩根吊索索力均勻一致，千斤頂?shù)挠蛪?

正常運行。LD29P-212891100

控制必須按計算油壓張拉到位后再同步旋緊吊索螺母，過程中

RD29P-19811100

三是指令統(tǒng)一由指揮員發(fā)出，各個工作點就位后隨時報告各個點的情況，以便指揮員隨時做出調(diào)整。6

監(jiān)視并補足油壓，保證吊索索力。RD29P-29481100

四是在張拉前各個油泵手要確認(rèn)自己已經(jīng)拿到油壓的操控指令，對指令上的內(nèi)容要了解清楚，如有疑問應(yīng)

（三）實際吊索索力與伸長量偏差RD13P-112431100

7

及時反饋。RD13P-212931100

吊索張拉雖以索力控制為主，伸長量控制為輔，但張拉過

五是張拉時嚴(yán)格按照監(jiān)控要求，各點必須同步張拉，指揮員必須明確各點已經(jīng)準(zhǔn)備完畢后方可發(fā)出張拉指令。LD10P-111691000

程中張拉力和伸長量控制均不超理論的3%，以張拉力或者伸8

六是在張拉過程中，當(dāng)有某個點出現(xiàn)狀況需要停止張拉時，立即告知指揮員，且橋面所有工作點應(yīng)停止張LD10P-211061000

長量先到達(dá)理論數(shù)據(jù)的103%為準(zhǔn)，可視為完成本次張拉。RD10P-112421000

拉等待。待問題處理完畢后，通知指揮員，在明確各點都具備張拉條件后，由指揮員發(fā)出指令同步張拉。9

（四）體系轉(zhuǎn)換過程中索夾易滑移RD10P-211311000

（四）索鞍偏移量調(diào)整RD5P-19961180

為保證張拉過程索夾不出現(xiàn)滑動，吊索張拉過程需進(jìn)行索10

吊索張拉過程需結(jié)合索鞍頂推逐步進(jìn)行，索鞍頂推需逐步分次頂推，并監(jiān)測橋塔應(yīng)力及塔頂偏位，保證混RD5P-29581180

夾緊固螺栓的分次緊固，確保摩擦力儲備充足。

凝土索塔不開裂：利用主索鞍格柵反力架，邊塔單個主索鞍采用2臺250t千斤頂將鞍座頂推到設(shè)計位置，拉桿

及調(diào)距鎖定板將鞍體臨時鎖定。中塔主索鞍無預(yù)偏，不需頂推。頂推次數(shù)、各次的頂推量及參考的頂推力按照

五、結(jié)語

施工監(jiān)控指令實施。