斜拉索施工

斜拉索施工（共9篇）

斜拉索施工 篇1

0引言

随着我国经济的发展,桥梁建设不断扩大,斜拉桥作为具有较大跨越能力的一种桥型,外形优美,构造大方简洁。这种桥型从引入我国桥梁建筑领域开始至今,发展时间并不长,但发展速度相当快,它在全世界范围内普及也不过只有短短半个世纪。就现阶段来看,中国已建成二十余座斜拉桥,并且其成桥状态,及其在车载和自重相应下的结构特点,在业界被受关注。本文针对宝鸡代家湾渭河斜拉桥的具体情况,对挂索牵引力计算,斜拉索张拉及索力调整施工进行了总结,可供同类工程施工参考。

1工程概况

宝鸡代家湾渭河斜拉桥主桥是独塔无背索斜拉桥,全长1146m,跨径组合为9×20m+(20 m+75 m+32 m)+16×32 m+(32 m+75 m+20 m)+10×20m,在跨越310国道和拟建滨河路时采用单索面斜塔斜拉桥方案,跨径布置为20 m+75 m+32 m。主塔倾斜60°,为钻石型C50混凝土桥塔。主梁为四室箱梁,梁高2.15~3.15 m,桥面宽28m。斜拉索为扇形单索面,布置在中央分隔带上。斜拉索采用双层PE防护PES7-187平行钢丝索,配用锚具为LZM7-187L(G),标准强度1670MPa。梁上索距6m,塔上索距2.7m,共9根索,最大索力控制在450T,最小倾角28.6°,拉索张拉端位于塔上。该桥的数据尺寸布置如图1所示。

2斜拉索构造概述

宝鸡代家湾渭河大桥采用Φ7钢丝制作,钢丝的标准强度Ryb=1670MPa,钢丝配用冷铸锚,具体冷铸锚构造见表1。

3挂索牵引力

本桥采用的是先安梁端,后安塔端,塔上为张拉端的方法。先计算挂索的牵引力,见公式(1)。

式中:△L———为牵引力为T时拉索上端离塔柱上相应索孔锚板端面的距离;

L0———为上下两端索孔锚板中心的几何距离;

L———拉索的长度;

W———为拉索每单位长度重量;

Lx———为L0的水平投影长;

T———为拉索的设计牵引力。

由上式可得出关于T的一元三次方程,依次可得1#~9#索的牵引力见表2。

精下料长度见式(2)。

式中:L———拉索精下料长度;

L0———每根拉索的长度基数,是该拉索上下两个索孔出口处在拉索张拉完成后锚固面的空间距离;

ΔLe———拉力作用下拉索弹性伸长修正;

ΔLf———拉力作用下拉索垂度修正;

ΔLML———张拉端锚具位置修正;最终位置可设定螺母定位于锚环前1/3处;

ΔLMD———锚固端锚具位置修正;可设定螺母定位于锚杯的1/2处;

LD———锚固板厚度;

2d———拉索两端所需的钢丝墩头长度,d为钢丝直径。

温度修正及应力下料修正可根据具体情况考虑。

弹性伸长量和垂度修正值可分别式(3)、(4)计算。

式中:σ———拉索设计应力;

E———拉索弹性模量;

T———拉索设计拉力;

L0———拉索长度基数;

LX———L0的水平投影;

W———拉索每单位长度质量。

由计算出的牵引力T,再计算出拉索的精下料长度L,见表3。

4斜拉索张拉

4.1张拉前的准备工作

(1)检查临时锚固是否稳固牢靠,拆掉牵引索连接接头,保证拉索上没有任何额外的挂件。

(2)将锚垫板上的油污、废渣等杂物清理干净,确保板面清洁干燥;检查并测量冷铸锚头内外螺牙有无破损,是否与锚垫板孔眼中间对正。

(3)检查张拉设备的电源是否安装到位,校验油表、液压油泵和千斤顶的标定。

(4)备齐张拉所需的计算资料,如每次张拉的力值、张拉次数、换算的读数、梁面的标高变化值、塔柱的偏移值、拉索的理论延伸量等等。

4.2张拉程序

拉索的张拉程序:做好准备工作,在指定位置安装千斤顶,张拉杆拧入冷铸锚杯,拧入张拉杆工具锚圈,施加5%的设计索力,根据设备状态适当调整其安装位置,详尽记录初始张拉值,卸除安装千斤顶的吊点或支垫点,分级施力直至达到一次张拉规定的拉力值,与张拉同步拧紧锚圈。量测应力、应变值,与设计应力、应变值核对。外观检查(锚垫板、锚箱、塔柱结构等变形情况,拉索油污断丝、滑丝现象),检验合格,解除千斤顶和张拉杆,进入下一根索的张拉周期。

5索力调整

索力调整与索力张拉同时进行,此桥在塔端张拉,则在塔端调整索力,张拉与调整共用一套设备,这样,施工支架,升降平台,千斤顶悬吊设施均可共用,以节省成本和时间。索力调整施工按下述步骤进行。

(1)计算好要调整的索力,延伸量,主梁标高的变化值等数据。

(2)检查并调试好张拉设备的完好设备。

(3)将张拉设备、工具分别安装就位,张拉丝拧入冷铸锚杯,并拧合到位,不安装工具锚圈,千斤顶与油泵油管接好。

(4)开动油泵,使千斤顶活塞无负荷空升少许,如调索要求提高索力,则空升3~5cm即可,如调索要求降低索力,则空升值为拉索回缩值加3~5cm。

(5)拧入工具锚圈,索力检测采用拉杆拉力的方式,在工具锚圈与千斤顶垫圈之间安装穿心式压力传感器。

(6)按预先计算并确定调索的相应的张拉力,通过电动油泵进油或回油逐级调整索力。如果是降低索力,则先进油张拉至上次张拉的吨位,看锚圈是否有所松动,如果没有松动,则增加少许拉力,使锚圈松动,反时针拧松锚圈至大于拉索回缩量位置,油泵缓慢回油使拉索索力降低,直到满足设计要求,随即拧紧锚圈,量测并检查索力调整后各项数据是否符合设计要求;如果是增加索力,则缓慢进油张拉至设计索力值,随即拧紧锚圈。在调整过程中,如果调索延伸量超过千斤顶行程,则第一次张拉达到千斤顶行程时,旋紧锚圈,千斤顶回移,重复进行下一行程的张拉。

调索过程中,应以检测、校核数据配合油表读数,共同控制张拉力,并随时观测。调整后索力值如表4所示。

6结论

斜拉索施工是斜拉桥施工重点之一,宝鸡代家湾渭河大桥针对斜拉索施工特点而采用的施工工艺,充分考虑了斜拉索为扇形单索面,拉索在塔上为张拉端等特点,合理的施工方法保证了工程的顺利完工,也保证了成桥后的桥梁质量。本文针对宝鸡代家湾渭河斜拉桥的具体情况,对挂索牵引力计算,给出了调整索力大方法,并定量给出了数据支持,调整索力明显降低,说明本文的方法是有效的,可为相关工程和研究提供借鉴。

参考文献

[1]孙德君.对我国铁路斜拉桥发展的探讨[J].工程科学,2008(12):56-57.

[2]马文田.混凝土斜拉桥的施工控制与索力调整[D].广州:华南理工大学建筑工程系,1997.

[3]西安公路学院,同济大学.桥梁设计[M].北京:人民交通出版社,1961.

斜拉索施工 篇2

广东省G325九江大桥斜拉桥是独塔双索面混凝土斜拉桥,1988年建成通车,共144根斜拉索,、和相继对拉索进行了更换.重点介绍独塔双索面斜拉桥换索施工技术.

作 者：黄劲 兰建雄 HUANG Jing LAN Jianxiong 作者单位：黄劲,HUANG Jing(广东华路交通科技有限公司,广州,510420)

兰建雄,LAN Jianxiong(广东省长大公路工程有限公司,广州,510620)

临海大桥斜拉索施工技术 篇3

本桥为单索面斜拉桥, 斜拉索采用扇形布置, 共26对, 不设0号索。梁上基本索距为5.0m, 塔上基本索距为1.4m, 斜拉索采用φ7mm镀锌平行钢丝索, 两端采用冷铸锚, 索外包挤黑色和白色PE防护套各一层。每根斜拉索均设减震器, 并在其下端2.5m高的范围内外包不锈钢管。全桥斜拉索由109-φ7、121-φ7、127-φ7、151-φ7、163-φ7五种规格组成, 最短斜拉索长46.313m, 重1.762t, 最长斜拉索长162.820m, 重8.797t。临海大桥平行钢丝斜拉索结构图见下图。

1 平行钢丝斜拉索的制作运输

平行钢丝斜拉索全部在工程制作完成, 目前国内专业化制索工厂很多, 具有成熟的生产工艺, 质量控制易得到保证。其受力均匀、轴向刚度较大、材料利用率较高。平行钢丝斜拉索索体部分与两端锚固部分均在工厂整体进行加工, 施工时间短, 整体防护性能很好。

制作成品平行钢丝斜拉索的工艺流程为:钢丝入厂基本性能检验及试验→计算下料长度→钢丝稳定化处理→钢丝基本性能检验→钢丝粗下料→排列编束→钢束扭绞成型→下料齐头→分段抽检、焊接牵引拉钩→高压气流冲洗→缠绕包带→热挤PE护套双层共挤 (PE和彩色PE) →水槽冷却→测量护套厚度及偏差→精确下料、磨光两端面→端部安装锚具部分剥除PE套→锚板穿丝→分丝镦头→装冷铸锚→环氧钢球冷铸→锚头养生固化→超张拉检验→缠绕临时保护层→编号标示→出厂质量检验→卷盘包装→出厂→仓储、待运。

平行钢丝索运输需要大直径卷索盘, 受公路净空、净宽的限制, 需大型起吊设备进行装、卸作业。因此, 从运输的角度考虑, 索长短于300m、索重轻于15t的平行钢丝斜拉索比较经济可行。

2 平行钢丝斜拉索的安装

斜拉索的安装分步进行:放索、斜拉索梁部安装、斜拉索塔上安装。斜拉索的安装施工穿插在主梁悬浇施工各工序中进行的。先安装斜拉索的塔部还是梁部在以修建的同类桥梁中都采用过, 本桥采用先安装斜拉索的梁部, 再安装斜拉索的塔部。

2.1 斜拉索牵引上桥

斜拉索进场验收后, 用汽车吊整盘起吊放进索盘。小于4吨的斜拉索用汽车运至便桥, 塔吊吊至0#块附近桥面;大于4吨的斜拉索用驳船运至主塔外侧塔吊附近, 用塔吊吊至0#块附近桥面。放索前将斜拉索吊至放索盘上, 用5吨卷扬机牵引斜拉索梁端锚头在桥面上完成放索。桥面上间隔5米左右设置滚轮, 避免斜拉索牵引平移时PE保护层被划破。

2.2 梁端挂设

四根斜拉索在桥面上放索后, 将5吨卷扬机放钢丝绳穿过在挂篮最前端固定的滑车组与梁端斜拉索锚头用夹板连接。利用挂篮前端的滑车以卷扬机为牵引动力将斜拉索梁端提起, 此时斜拉索锚头缓缓向梁部斜拉索预埋管移动。利用倒链牵引斜拉索锚杯进入梁端斜拉索预埋管, 牵引到位后拧上锚杯大螺母, 完成梁端挂设。

2.3 塔端挂设

2.3.1 斜拉索挂设

四根斜拉索依次完成梁端挂设后, 塔端的锚头此时平放在靠0#块位置。在塔上待安装斜拉索的索管上方安装定滑车, 牵引动滑车与斜拉索塔端锚头通过索夹连接, 锚杯上安装软牵引连接器及牵引钢绞线, 桥面上的10吨卷扬机放钢丝绳穿过0#块桥面上的导向滑车经动、定滑车形成牵引滑车组系统。塔吊和桥面上的卷扬机同时在0#号块附近两点起吊斜拉索, 随着斜拉索不断提升, 锚头缓缓向塔部斜拉索预埋管移动, 当锚头距离塔部斜拉索预埋管约2m距离时, 从塔内放出牵引绳将软连接器的钢绞线牵引进入塔端索管内。继续利用卷扬机和塔吊提升至锚头距离斜拉索塔部预埋管约0.5m后, 塔内软连接器的钢绞线已进入塔内露出锚垫板1.5m左右。用软连接器工作锚将牵引钢绞线锚固在塔内锚垫板上后拆除斜拉索上的索夹及牵引滑车组系统, 继续进行下一根斜拉索塔端的安装。塔端斜拉索此部分的挂设和梁端斜拉索的挂设都是在主梁悬浇段混凝土等强期间进行的。

2.3.2 斜拉索塔内牵引、张拉、调索

软牵引实际上就是利用可变长度的钢铰线束作为柔性张拉杆接长斜拉索, 作为塔端斜拉索牵引入索管和张拉斜拉索到指定索力的工具。施工时先将安装了中间部分钢绞线的软连接器和斜拉索塔端锚杯连接, 在塔端斜拉索挂设完毕后临时锚固在塔内。四根斜拉索塔端全部挂设后, 在塔内安装张拉撑脚、千斤顶及工具锚等。张拉设备安装到位后解除临时锚固, 用塔内千斤顶逐级张拉牵引钢铰线束, 直到锚杯进入塔内, 拧上锚杯大螺母5丝后, 安装软牵引外圈钢绞线, 所有钢绞线安装均匀后按监控指令对斜拉索张拉, 四根斜拉索要同步对称分级张拉, 每一级控制在15t以内, 以油压表读数控制, 直至张拉到监控指定的索力。全桥合拢后, 根据监控指令对部分斜拉索进行索力调整, 调索过程和张拉过程类似, 不再重复。

3 斜拉索安装索力计算

斜拉索线形为悬链线, 当矢跨比小于0.15时, 悬链线与抛物线的垂度与拉力的关系曲线基本吻合, 因此可以将斜拉索作为抛物线来进行计算。此时, 斜拉索可以看作一端铰支, 另一端滚动支承的状态。

3.1 算法一

利用抛物线矢高与水平张力之间的关系计算。以最长索C26为例, 索长L=159.266m, 锚板中心距L1=159.705m, 单位长度索重q=528.9N/m, 水平倾角a=0.50203弧度。当索塔端锚头刚进入塔外侧索管口时, 此时锚头距离最终锚固位置还差△L=1.362m。计算如下。

3.2 算法二

利用抛物线方程推导斜拉索张力。分析上图中斜拉索索端 (y方向) 位移与拉力F的关系, 拉索因自重q’而产生的变形曲线近似为抛物线, 抛物线方程为, 以此可推出拉索索长L与其拉力F的关系式, 忽略因拉索张力F产生的斜拉索伸长量, 可得:

两种算法所得结果基本吻合, 计算中都未考虑斜拉索在挂设中张力F作用下的伸长, 计算出的斜拉索张力F比实际稍稍偏大, 在张力F相对较小时, 对计算结果影响不大。计算拉索张力作为选择滑车组、卷扬机、千斤顶等挂设、张拉设备以及施工控制依据其精度已足够, 完全满足施工需要。

4 结语

采用上述斜拉索施工安装工艺, 临海大桥斜拉索安装很成功。利用安装索力计算公式计算的索力与实际安装过程中实测索力很接近, 为安装机具设备的选用提供了有力的依据, 使得斜拉索安装过程安全可靠。同时, 也为以后类似斜拉桥的斜拉索安装积累了宝贵的经验。

参考文献

[1]斜拉桥建造技术.陈明宪.人民交通出版社.

[2]桥梁施工专项技术手册.桂业昆, 邱式中.人民交通出版社.

斜拉索施工 篇4

MATLAB优化工具箱在斜拉桥索力调整中的应用

针对斜拉桥施工中出现的主梁标高线形误差和索力误差,采用Matlab优化工具箱,以结构内力和线形为控制条件,利用结构影响矩阵将调索问题变为有约束的二次规划数学模型,运用Madab优化工具进行求解,并求到最终调索增量值.应用于实际工程证明该方法简单、有效,具有一定的工程实用价值.

作 者：郎俊江 LANG Jun-jiang 作者单位：重庆畅渝交通机械工程有限责任公司,中国,重庆400000刊 名：科技信息英文刊名：SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION年，卷(期)：2010“”(13)分类号：U4关键词：斜拉桥 MATLAB 调索

斜拉索施工 篇5

派河三桥位于肥西县上派镇普贤路上, 该桥主跨跨径为70 m, 边跨跨径为50 m, 采用预应力混凝土箱梁结构, 箱梁采用满堂支架现浇的方法施工。斜拉索采用单索面扇形密索布置。斜拉索在主梁上的横向间距为1.0 m, 顺桥向两侧钢索为不对称的扇形布置。主跨标准索距6.0 m, 边跨索距为4.0 m, 全桥共有斜拉索20对 (40根) 。斜拉索的挂设采用单根钢绞线挂设法, 利用塔顶设置的卷扬机穿索, 单根安装就位后, 利用200 kN的小千斤顶在塔顶张拉, 单根钢绞线张拉完成后, 再采用大吨位的千斤顶进行调整。斜拉索布置图见图1。

2斜拉索安装工艺流程

针对本桥斜拉索体系的特点, 环氧涂层钢绞线斜拉索安装的基本工艺流程见图2。

3HDPE外套管及法兰焊接

HDPE管作为斜拉索的第一层防护保护层, 是拉索防腐措施的一个重要组成部分。拉索是由多股无粘结高强度PE钢绞线组成, 整束的外层是由双层同步挤压成型的HDPE外套管防护。

1) HDPE外套管及法兰热熔对焊。其热熔焊接见图3。

2) 搬运并储放已焊高密度聚乙烯管。

4挂索施工准备

4.1 锚具安装

挂索施工前需要在拉索的两端安装锚具, 锚具安装时要保证塔柱和桥面锚具孔位保持一致, 并固定锚具。因此需事先对塔柱和桥面锚具的孔位进行编号, 并确保孔位编号的一致性。

4.2 桥面工作平台准备

挂索施工前需要在桥面适当位置安装钢绞线导向轮、切割工作平台、钢绞线放线架以及切割的相关设备。

4.3 塔柱工作平台准备

挂索施工前需要在塔柱外张拉端锚具和预埋管附件安装工作平台, 并根据塔柱的各施工阶段, 在合适位置布设钢绞线牵引卷扬机。其中卷扬机钢丝绳要通过滑轮等引导至准确位置。

5HDPE管吊装

5.1 准备工作

依次将防水罩、延伸管 (含法兰) 套在焊接好的HDPE外套管上, 安装临时卡箍。

5.2 安装外套管连接卡箍

把带法兰的延伸管套到塔柱端HDPE外套管上, 直至外套管伸出延伸管。

5.3 穿入第一根钢绞线

将第一根钢绞线穿入HDPE外套管内, 其塔端部分伸出100 mm左右, 并用细钢丝临时固定。该钢绞线的主要作用为:张拉后, HDPE外套管由于自重压在其上, 使HDPE外套管绷直, 方便以后顺利穿入其他钢绞线, 同时其余钢绞线的索力将不受HDPE外套管自重的影响, 确保张拉索力的准确性。

5.4 塔吊起吊

起吊外套管时, 需用对讲机进行各岗位间的联系。一旦管子起吊到位, 在塔柱预埋管位置, 使卡箍与塔柱的预埋管连接, 此时保证斜拉索外套管至预埋管距离约为0.5 m, 松掉塔吊, 把荷载传至连接钢丝绳上。

6钢绞线安装张拉

6.1 钢绞线安装

本桥采用机械方法安装钢绞线。

6.2 钢绞线张拉施工控制

6.2.1 张拉施工工艺

本斜拉索施工采用单根钢绞线安装、单根张拉的施工工艺。其操作步骤如下:

1) 接通油泵和千斤顶的油管, 检查精密压力表是否与千斤顶相符;2) 将反力架穿过钢绞线并安装在锚具上;3) 将顶压杆穿过钢绞线和反力架, 顶压套筒套在顶压杆上;4) 单孔千斤顶穿过钢绞线顶在顶压套筒上, 确保千斤顶活塞头部凹槽全部嵌在顶压套筒上。顶压杆与千斤顶活塞之间、夹片与反力架之间有约20 mm的间隙, 使钢绞线张拉时夹片能随钢绞线移动而不致刮伤环氧涂层 (见图4) ;5) 启动油泵, 分级进行张拉;6) 当张拉力达到设计张拉力的50%时, 稳住油压停止张拉, 观察千斤顶上标尺或用钢直尺测量活塞行程, 并在表格上记录该数值;7) 继续张拉, 当张拉力达到计算给定的张拉吨位后, 稳住油压, 再用直尺测量此时千斤顶活塞的行程, 并在张拉表格上记录;8) 顶压夹片后回油, 将千斤顶从张拉钢绞线上移去, 完成一根钢绞线张拉的全过程;9) 根据表格记录的数据, 计算钢绞线延伸量, 再与理论延伸量作比较, 看是否满足规范允许的偏差要求, 如果在偏差范围以内, 则继续施工, 否则, 应停止张拉, 检查原因。

6.2.2 张拉施工控制

斜拉索的张拉过程分成两个阶段, 即拉索的初步张拉与拉索索力的平均调整。

所有钢绞线张拉完成后, 可以对索力进行抽样检查, 如满足规范要求, 则该束体外索张拉施工完成;如还有一定偏差, 则再进行索力平均调整, 根据施工经验, 进行第二次索力平均后, 钢绞线的索力应能很好的满足规范要求。

以上论述了如何通过分阶段张拉, 对斜拉索索力的施工控制, 为校验张拉索力的准确性, 需要在施工张拉中采用索力和延伸量双控的办法, 同时在张拉前计算好钢绞线的伸长量, 用于校核。

7调索施工

7.1 增加索力调索

张拉时用延伸量控制, 所有钢绞线拉至相同延伸量以达到群锚张拉效果。通过索的初始力和张拉完成后应达到的索力差值可计算并得到延伸量。

7.2 降低索力调索

在斜拉索初始安装张拉过程中索力张拉偏大或者后期调整索力时, 需要进行降低拉索索力的调索, 索力降低调索也是通过延伸量控制, 延伸量的计算原理和索力增加调索一样。本桥斜拉索规格较多, 最大规格为15股～43股, 因此采用650 t穿心式千斤顶进行整体调索。

8安装减振器及延伸管

减振器结构为多片外锥形高阻尼减振橡胶+内锥形钢套环的形式。安装减振器前, 先将索夹夹紧钢绞线束, 使之成为六边形或近似六边形的形状。然后将内锥形钢套环压入预埋钢管内, 将多片外锥形减振橡胶推入钢套环中, 使减振橡胶外锥面和内表面分别与钢套环内锥面和钢绞线束紧密贴合, 起到很好的拉索减振作用。梁端和塔端的减振器安装方式相同。

安装塔端延伸管前, 预先将连接法兰塞入预埋管内。用焊机将法兰和预埋管焊接牢固。将延伸管从HDPE管上解下, 用螺栓将其端部法兰与预埋钢管内的焊接法兰直接连接即可。

9张拉/固定端锚具内灌浆

灌浆前, 将灌浆管和出浆管接头与锚具连接。按要求配置砂浆, 并将其倒入灌浆泵中。启动灌浆泵, 将砂浆压入锚具内部, 直至砂浆溢出出浆软管口后, 将出浆软管弯折用钢丝绑扎, 继续灌浆保压2 min～5 min后停止灌浆。待浆体固化后撤除灌浆/出浆管。

10锚头处防腐

将锚头外的钢绞线按照规定长度进行切割, 切割后对钢绞线进行清洗, 防止被切割的碎屑挤压堵塞夹片之间的孔道, 影响油脂顺利通过。盖上保护罩, 用灌浆机向保护罩内灌注防腐油脂, 待泌浆口出油后停止灌油并关闭阀门。

11结语

斜拉索是斜拉桥的重要组成部分, 是主梁的直接承载力结构, 其施工质量的好坏直接影响斜拉桥的质量和使用寿命。在派河三桥斜拉索施工中, 其施工工艺不断创新, 施工机具得到改进, 施工更加安全、高效, 为同类桥梁的斜拉索施工提供科学的参考价值。

摘要：以安徽省派河三桥为依托, 从放索、安装、张拉、调索等方面重点介绍了环氧涂层钢绞线斜拉索安装的施工工艺技术, 工程实践表明, 该施工工艺先进, 已取得了满意的实用效果。

关键词：斜拉桥,斜拉索,放索,安装,张拉,调索

参考文献

[1]陈明宪.斜拉桥建造技术[M].北京:人民交通出版社, 2003.

[2]GTJ 041-2000, 公路桥涵施工技术规范[S].

[3]杨正华.斜拉桥动力特性的参数化研究[J].山西建筑, 2007, 33 (36) :304-305.

[4]费汉兵, 徐钦华, 赵军.环氧涂层钢绞线的现行标准[J].世界桥梁, 2007 (1) :68-71.

[5]黄坚强.环氧涂层钢绞线在矮塔斜拉桥中应用[J].公路桥梁企业科技与发展, 2007 (14) :109-110.

斜拉桥弹性索维修更换施工技术 篇6

1工程概况

武汉白沙洲长江大桥是双塔双索面5跨斜拉桥,跨径为50 m+180 m+618 m+180 m+50 m。图1为白沙洲长江大桥全桥布置图。主梁采用混合梁方案,中跨及部分边跨采用钢箱梁,两边跨各87 m采用混凝土箱梁;梁高3 m,宽30.2 m。

白沙洲长江大桥属于纵向漂浮体系,主塔两边钢箱梁下各设1根106.131 m(边跨)和106.132 m(中跨)长的弹性索,全桥弹性索共4根。

该桥索体安装距今有10 a,需对弹性索进行维修更换。需更换的弹性索位于钢箱梁底部中心位置,4根索共计8个操作点,其中4个操作点位于主桥墩承台上,可利用桥墩承台作为施工平台。其余4个张拉点配备2组移动检修小车作为张拉操作平台。

施工时先对旧索进行拆除,使用卷扬机拖到桥面。然后将新索置于桥墩处桥面。安装新锚具及索体,张拉锚固,注浆防腐封锚。

2旧弹性索拆除

2.1拆除工艺流程

梁下张拉操作平台准备→拆除旧弹性索及锚具→利用手拉葫芦在切割端收紧索体→对旧索氧割切除→检查旧索索体,拆除保护罩,回收油脂。

2.2施工步骤

1)在梁下将检修平台(张拉操作平台)移动到弹性索锚头处。

2)对索体进行切割拆除。

(1)利用梁下行走平台对旧索体进行拆除索箍以及两头的保护罩,回收保护罩内的油脂,避免油脂洒落污染。

(2)因本桥钢绞线多数已经滑丝,外露量极短,并且少数钢绞线已经滑入锚具孔内,故无法实现索力放张。考虑到单根索力较小,索力昼夜变化为2～40 kN(单根索力<40 kN),故采用带力切割方式进行切割。用手拉葫芦在锚垫板后待切割位置将斜拉索索体收紧,以免钢绞线切断瞬间弹飞伤人,起到安全防护作用。在单端全部切断后,锚索的另一端已无拉力,可以正常顺利切断。在桥面相应位置布置30 kN卷扬机,采用ϕ12 mm钢丝绳与单根旧索一端相连。开机将旧索拖到桥面。依次循环,直至最后将旧索锚具提到桥面,旧索拆除结束。

为保证施工安全,切割前对弹性索索力进行张拉测试,采用单孔连接器对单根弹性索加长,用YDCS160专用千斤顶张拉,观察弹性索情况,读取油表读数,根据第三方检测单位给定的千斤顶标定方程换算索力。如出现索力>5 kN,则对拆除方案进行重新论证。

3新弹性索安装

3.1新索安装工艺流程

钢箱梁内部及外表面清理→钢绞线放索→钢绞线穿索→安装P锚和张拉端锚具及夹片→单根钢绞线张拉→灌注环氧砂浆→锚头夹片顶压及防腐→安装保护罩及防腐处理。

3.2施工步骤

1)钢箱梁表面清理。利用梁下检查小车对梁外表面进行检查,用钢刷清除表面锈蚀部分。

2)钢绞线放索。将钢绞线用龙门架吊装到放线架上,人工转动索盘,前方人工拖动钢绞线出盘,放索过程中,地面铺设彩条布,以防止索外HDPE划伤。

(1)因本工程4对索较短,采用人工穿索方式将钢绞线按事先约定好的顺序先后穿过锚固端锚具及张拉端锚具,将后端钢绞线牵引到塔下预埋管口,人工捅索,每个钢箱梁室均安排1人,捅至锚固端锚具口后,在穿索器牵引绳的引导下将钢绞线穿过秒锚固端锚具直至挤压所需的工作长度,用挤压机挤好挤压套。

(2)前端钢绞线到位,随即将前端钢绞线与牵引绳连接,同样在牵引绳的引导下将钢绞线穿过张拉端锚具直至单根张拉所需的工作长度,锁好工作夹片。

(3)前后两端调整好钢绞线后,单根穿索完毕。

(4)按上述方式从下排开始,依次完成所有55根钢绞线的安装工作。

(5)在单根穿索安装时,应注意钢绞线HDPE护套的保护和避免钢绞线打绞现象发生。

4)单根张拉。张拉端一侧用专用YDCS160-150千斤顶单根张拉至设计吨位。为使各根钢绞线受力一致,张拉过程中利用精确的振弦式测力传感器及显示仪以等张拉力法对张拉钢绞线逐根进行索力控制,达到各根等张拉要求。张拉过程中进行拉索伸长值测量,张拉到索力15%时,测量拉索伸长初值,做好记录,然后张拉到100%的设计值,测量弹性索伸长终值,检查复核,以张拉力和伸长量进行双控。图2为单根张拉示意图。

5)单根张拉结束后根据传感器显示值按等张拉力法单根调整索力到设计索力值,完成弹性索张拉工作。

6)张拉时主塔两侧弹性索需同步进行,两侧最大张拉进度控制在5根之内。

7)灌注环氧砂浆。在桥面上按比例拌制好环氧砂浆,采用环氧专用注浆泵压注于张拉端和锚固端锚腔内,注意保证锚具内的饱满度达到100%,然后用紧索器收紧索体,在距锚垫板2.5 m内安装钢制索箍,内放胶皮。

8)在张拉端及锚固端分别涂抹防腐油脂,安装保护罩,在保护罩内外表面涂抹防腐油脂。新索安装张拉防腐完毕。

3)钢绞线张拉端称前端、锚固端称为后端,单根穿索安装工艺如下。

4结语

斜拉桥换索设计与施工技术探讨 篇7

关键词：斜拉桥,换索设计,施工

由于斜拉索防锈措施不当,早期修建的部分斜拉桥的生命线即斜拉索出现了不同程度的锈蚀,给桥梁结构带来严重的安全隐患,迫切需要更换斜拉索。下面以三原县新龙斜拉桥换索为工程实例,对斜拉桥换索设计与施工技术进行探讨。

1 工程概况

三原县新龙斜拉桥于1987年建成通车,该桥跨径组合为39 m+88.8 m+39 m双塔三塔斜拉桥,双塔斜拉索对称布置,桥面以上塔身高度为24.6 m,塔架为宝石形框架。桥面宽度:净6 m+2×1.0 m人行道;设计荷载:汽—10,履带—50。主梁断面为分离式双箱混凝土箱梁,主梁由双箱梁和行车道板组成,箱梁高1.2 m,宽1.0 m。拉索布置,每塔6对,每塔除一号拉索为单索外,其余5对均为双索,全桥原有拉索88根。

2006年10月3日晚上两根斜拉索突然断裂,断索后立即禁止通行,并安排桥梁专项检测。

检测结论:该斜拉桥的防护采用套管压浆法,套管与钢索之间的空隙内压注水泥浆,由于当时施工工艺条件差,采用套管压浆法压浆时水泥浆液大多数未充盈至主塔索管顶部,导致主塔索管下部斜拉索钢丝腐蚀严重,在氧化、水、电化电位以及持续作用于高强钢丝的拉应力等因素共同作用下引起拉索腐蚀,产生应力腐蚀裂缝。另外拉索护套划伤、开裂以致剥落,而没有得到及时的修补,拉索直接暴露在空气中产生锈蚀,大部分斜拉索锈蚀严重,已发现两根拉索断裂,部分拉索接近断裂。

经综合分析研究,确定对该桥更换全部斜拉索。

2 换索方案设计

2.1 主要设计思路

在确保桥梁结构和施工安全的前提下,对桥梁结构进行分析验算,从美观和增加桥面有效通行空间的角度出发,将原桥单侧双根斜拉索更换为单根斜拉索。

2.2 主要设计要点

1)结构计算:对原桥桥梁结构进行综合分析计算,对目前各部分的受力状况进行分析评价。2)新索的选择:依据计算结果,参考原设计,推荐采用可更换的成品索。3)换索工艺:遵循安全、经济、尽量降低对斜拉桥主梁的损伤,合理确定施工工艺,主要控制索力、主梁控制断面应力、应变,以及桥面系高程控制。4)索力调整:斜拉桥索力经过多次调整才能达到理想状态,应在分析计算的基础上,确定合理换索与张拉顺序、张拉索力控制值,并对控制断面进行应力、应变及位移监控。5)临时索设计:临时索设计是否合理,直接影响换索过程中主梁与塔身结构的受力状态、换索施工的安全,以及成桥的总体工程质量。

3 换索施工工艺

3.1 斜拉桥换索施工的前期准备

1)为满足换索工程的工艺需要,需设中横梁工作平台及全塔下的箱式防护平台、塔上下挂篮、工作爬梯,以及为下锚箱卸、挂索及检测用主梁行车吊篮和倒链。2)对换索工作中应配套的机具,如卸索、挂篮的连接器、张拉螺杆引出杆、千斤顶、油泵、反力架、垫板等,所有仪器、设备、配件、加工件均需具有原材质的证书、探测试验报告,配套仪器全部按期标定、校验。3)上下锚箱、锚杯、锚管的清理工艺及检测:打开原上锚杯钢护筒,清丝除锈,并逐个和加工好的连接配套,试安装后编号待用;对锚箱垫板检查补强;锚杯外露长度做好记录,对已清理好的锚杯刷机油防锈,并用塑料布三层待用,为换索做好准备。4)上部结构检查。斜拉索:上下锚头处及锚箱锈蚀状况;桥塔索孔管道及主梁索座与索孔管道原有灌浆填充密实情况;原桥施工中混凝土封锚的部位及数量。高强钢丝:原桥高强钢丝断丝情况及锈蚀状况。5)全桥索力及位移测试。a.索力测定。b.桥面高程的测定。c.温度变化对桥面高程影响的测试。

3.2 斜拉桥换索施工工艺

1)换索施工顺序。

a.换索卸索工具:锚杆、卷扬机、气割、千斤顶、反力架、倒链、三角架、钻具等。b.在更换斜拉索时,每索均按原实测索力进行张拉锚定。换索顺序从损坏的一根索开始更换,更换后索力应和另一边索力相等,由短索开始逐索更换至最长索,同一长度索从中索向边索,从左边到右边逐根更换,最后更换最短索。c.全部的索更换完,并拆除桥台垫石后,重新测定全桥索力和桥面标高,根据实测值,再张拉进行索力调整,使其整体线形、索力皆满足设计要求。d.同一索号的斜拉索全部更换完毕后,除进行索力影响面的测试外,还应该进行邻近点桥面高程测量,根据测试数据,决定是否调整索力。

2)换索施工工艺。

a.更换每根斜拉索前,先测出需更换索的索力和桥面标高,及此索前后3排索力和桥面标高,再进行拆除安装。b.安装索塔悬挂脚手支架及张拉千斤顶,并检查千斤顶与油压表、传感器同步工作的可靠性。c.安装主梁索锚固处桥下悬挂移动挂篮。d.检查新索,确定新索无缺陷后等待起吊,重点检查锚杯与锚圈螺纹连接是否顺滑,外防护有无损坏。e.起动张拉原索并逐渐拆除,准确量测起动索力。f.检查索塔及主梁索孔管道有无损坏或修正的必要。g.固定端穿索并调整好锚圈及螺母位置、张拉端安装引出杆,起吊新索并穿索。h.进行张拉,张拉到指定的索力与千斤顶、油压表及传感器、索力测力仪数值校核后锚定。i.测定该索的索力是否达到设计值,确定桥面标高是否达到原先设计值。

4结语

章镇斜拉桥换索工程施工技术 篇8

章镇斜拉桥是浙江省建成的第一座斜拉桥。该桥由主桥和引桥组成,全长303.69 m,主桥为两跨不对称独塔双索面斜拉桥(54.31 m+72.42 m),上部结构为塔墩固结,塔梁分离的两跨连续梁结构体系。塔墩基础为空心式沉井结构,墩身为用横隔板连接的双倒梯形斜腿,梁底支承采用橡胶固定支座。主梁为整体双箱式预应力混凝土箱梁结构,塔架采用直柱门式框架,为普通钢筋混凝土结构,其截面尺寸为顺桥向长2.4 m×横桥向宽1.4 m,高度从桥面起为32 m。斜拉索为双索面竖琴形布置,每跨各5对斜拉索组,每组拉索分4束锚固在箱梁外腹板两侧,水平倾角为28°26′35″,共计20组80束斜拉索。斜拉索材料为65Si2Ti试制钢种,直径12 mm的盘圆钢筋,1号~4号索每束由12 12组成,5号索每束由10 12组成,均采用墩头锚具。桥梁设计荷载为汽—15、挂—80。

2005年5月对章镇斜拉桥进行了检测,全桥80根斜拉索,其中有22根共26处已锈蚀,个别锈蚀厚度达1.0 mm,这是由该索采用的早期索防护体系失效所致。由于该桥斜拉索已处于应力腐蚀环境下,同时已使用了20多年,极有可能产生突然的疲劳破坏隐患。鉴于该桥斜拉索锈蚀严重,且防护层几乎完全破损,拉索存在脆断的可能,桥梁运营存在安全隐患,必须更换全桥斜拉索。斜拉索的更换工作在主桥其他加固维修工作完成后进行,以确保换索过程中结构的安全。与拉索配套的位于钢套管内的氯丁橡胶圈盖也一并更换,同时安装拉索阻尼减振器。

新索替换规格为5.35×37的挤包扭绞型平行钢丝拉索,其破断拉力为1 389 kN(钢丝标准抗拉强度1 670 MPa),锚具采用冷铸墩头锚PESM37-5.35,尺寸完全符合现有预埋件的尺寸要求,并能保证新索安全系数不低于2.5。

2 更换斜拉索施工

2.1 卸索工艺

旧索卸索分以下几个步骤:1)在主梁上待换索位安装挂篮,在索塔根部安装3台卷扬机。2)清除梁上锚头钢护筒内混凝土。3)用卷扬机将千斤顶等吊至塔上待换索孔位,并用手拉葫芦定位,使之与锚头对正,装好张拉杆等张拉设备,对拉索进行松张。4)松张时,当大螺母稍有松动,油表读数即为实际索力,并进行两次松张对照,差别不大时方可进行卸索,并记下油表读数。5)卸索时应分级进行,每级同步放松3 cm左右,放松时密切注意两侧松张的索力,变形保持同步,以保证索塔上、下游两侧不产生偏载,受力平衡,直至索力小于50 kN。6)当拉索无应力时(一般不高于1 MPa),卸下千斤顶等张拉设备,然后安装软牵引装置。7)待拉索放松后,在索端头处安装夹具,用两台卷扬机在水平和竖直方向牵拉滑轮组将索吊住,开动卷扬机缓缓收紧钢丝绳至软牵引装置完全松弛后,卷扬机停止牵引,拆除软牵引装置。8)利用卷扬机将索徐徐放下,将拉索放在桥面上。9)进入预先安置在梁身段锚固端的挂篮,拆除固定端螺母。10)下锚管虽然经清理,但有时仍难以将下锚杯松掉,必要时采取倒链反拉或千斤顶反拉的办法,或割断后直接从梁底取出。当锚杯卸下后,再用圆弧钎子人工清理锚管。

2.2 新索安装工艺

2.2.1 拉索的展放

1)新索运抵工地后,进行验收核对,堆放时采取防潮措施,并盖帆布防雨,编号待用。2)将新索吊至梁上锚固端附近。桥面上靠近块处安置滚轮,放置长度与索长相近,间隔约3 m。用卷扬机牵引将拉索展开,平放在滚轮上,避免索与桥面接触,防止拉索在拖动中划伤防护层。

2.2.2 拉索张拉

1)根据下锚管的长度确定吊点,用吊机吊起将下锚杯缓缓放入下锚管中,按设计要求将下螺母安装到指定的位置。2)卷扬机起吊已装好连接器张拉杆的斜拉索的上端吊点,吊至索塔上锚管下口处,上好引出杆。3)当卷扬机索引到底后,在索塔两侧分别挂两只30 kN倒链将锚杯向锚管内推进,随着张拉端张拉引出杆向外拖出。4)张拉时,按顺序先放锚杯大螺母,再放大垫板,其次是大螺母、反力架、千斤顶、大螺母。油泵开动少许供油,千斤顶缸保持适量的油压后(约1 MPa),调整千斤顶反力架,使之与锚管在同一轴线上。5)上下游两根索同步张拉,保证桥梁横向不偏载。

2.2.3 张拉程序

张拉采用张拉力与伸长值双控,张拉力与伸长值以P—S曲线标定数值为依据,张拉实际伸长值ΔL=ΔL1+ΔL2。

其中,ΔL1为从初应力至最大张拉力间的实际伸长值,cm;ΔL2为初应力时推算的伸长值,cm,采用实际的伸长值。

施工中,根据索的P—S曲线,按张拉程序进行分级张拉,每级张拉4 MPa,以保证上下游同步。

2.3 安全措施

在卸索过程中实时监控与被换索同号的其余3根索的索力及相邻锈蚀严重索的索力,如索力变化异常(超过理论计算值的20%),则立即停止施工并报告设计单位研究解决问题方案。

3 斜拉索索力调整

索力调整计算的方法很多,其中影响矩阵法是其中常用的一种[1,2]。首先,通过空间有限元分析,计算出任何每根索索力调整1 kN,其他拉索索力的变化值,形成如式(1)所示的调索影响矩阵[K],然后再求解每根拉索的实际调整量。

其中,kij为i号索索力增加1 kN,j号索索力的变化量。求出影响矩阵后,即可以用式(2)来求解各索的调整量:

其中,{ΔF}为计算所得的各索的施工调整量;{F}为各索的目标索力;{F}为各索的调索前的实测索力。

式(2)中目标索力是调索所需要达到的目标值,根据索力影响矩阵,可以求得各索的索力调整量。

索力调整时,索力调整量一般不大,如果采用千斤顶控制,则必须作几方面的工作,首先要测出该索调整前的索力,以该索力加索力调整量作为千斤顶张拉控制张拉力,并配合索力检测反复调整才能达到要求。

为加快调索施工进度,本桥调索时采用伸长量控制的方法进行调索,即根据索力调整量和索长计算出索力调整所形成的拉索伸长量,并根据锚头螺纹间距和直径将伸长量换算成螺母转动量S,调索前在螺母边缘和锚垫板上分别作间距为螺母转动量S的两个标记(如图1所示)。调索时只需用千斤顶张拉至螺母松动,然后转动螺母至两个标记对准后锚固即可。

4 结语

经过周密细致的施工安排和科学合理的施工控制,本桥全桥拉索更换仅花费45 d时间,且施工过程不中断两岸交通(限载半幅车道通行),实现了桥梁在不中断交通状态下的斜拉索更换换索后全桥索力均控制在设计索力的合理误差范围内。

参考文献

[1]唐继舜,代璞.斜拉桥换索施工监控技术探讨[J].桥梁建设,2005(1):65-68.

斜拉索施工 篇9

关键词：斜拉桥,斜拉索,护套管,张拉

1 工程概况

陈村特大桥为广州至高明高速公路广州段桥梁, 主桥跨径为458 (120+218+120) m, 位于广州市番禺区钟村镇至佛山市顺德区陈村镇。上跨陈村水道, 系双塔单索面预应力混凝土斜拉桥。塔柱采用钢筋混凝土结构, 塔身上设鞍座, 以便拉索通过, 斜拉索横桥向共两排, 全桥共设68对斜拉索。为平行钢绞线拉索体系, 分别采用43和55根Φs15.24mm环氧涂层高强钢绞线。单股Φs15.2的钢绞线外包环氧涂层, 涂层外包黑色聚乙烯 (PE) 护套, 护套内填充油脂。整索外套加整圆式高密度聚乙烯HDPE管, 其规格为Φ240×10mm。塔上斜拉索锚固 (分丝管) 间距0.8m;斜拉索张拉端设在箱梁内, 锚具采用250AT型。为方便更换斜拉索, 塔内斜拉索转向索鞍座采用分丝管结构型式, 分丝管由43和55根Φ28×3mm的钢管焊接成整体, 埋设于索塔内, 在索鞍的斜拉索出口处设相应的抗滑锚装置, 内灌环氧砂浆以达到防止钢绞线滑动的目的, 抗滑锚在斜拉索张拉完后安装。斜拉索由锚固段+过渡段+自由段+抗滑锚固段+塔柱内索鞍段+抗滑锚固段+自由段+过渡段+锚固段构成, 如图1所示。

斜拉索的安装质量直接影响着整个斜拉桥的质量, 安装过程中如其中某一个环节出现问题, 都将会影响着该桥的使用。本文结合陈村特大桥斜拉索的变更设计思路及施工过程中的具体控制要点进行阐述。首先陈村特大桥相比其它斜拉桥拉索的最大区别在于结合以往其他斜拉桥拉索腐蚀的特点, 变更设计增加了拉索防腐措施。其次在施工过程中控制好安装的各个环节确保斜拉索的质量。

2 斜拉索的作用及容易出现的质量问题

斜拉索是斜拉桥的主要受力构件, 对斜拉桥梁的结构安全和使用寿命具有直接的重要影响, 因此斜拉索的施工质量至关重要。施工过程中的注意事项:

(1) 拉索下料时的防护。陈村特大桥斜拉索最长的达210.951m, 于施工现场下料, 要防止现场锋利物品划伤斜拉索表面橡皮套。现场采用铺化纤毛毯的方式, 斜拉索搁置在毛毯范围内。转弯位置采用钢筋外套光滑钢管, 且弯曲半径不宜小于1m。

(2) 循环索的安装。塔顶和桥面对讲信号一定要试接无误, 卷扬机钢丝绳应作相应标记, 避免卷扬机拉坏拉索。

(3) 拉索的穿束、张拉。穿束从上往下, 对称从外往里。

3 斜拉索的防腐处理方法及操作要点

3.1 斜拉索的防腐处理方法

斜拉索是斜拉桥的生命线, 索体、锚头防腐需高度重视, 按国家有关标准和OVM250平行钢绞线拉索体系技术标准进行。采用密封浆体材料加强索体的锚固性, 同时将索体与外界进行隔离, 防止雨水、水汽对索体侵蚀, 有效防止索体锈蚀, 延长索体使用寿命。主要采取以下几项措施:

(1) 环氧砂浆防腐。

梁端锚具密封筒及塔端锚固筒内灌注环氧砂浆防护。所采用砂浆材料, 由斜拉索生产厂家配备专用砂浆原料。

(2) 钢绞线环氧涂层。

(3) 运营过程中的定期养护。

3.2 操作要点

环氧灌注主要针对容易腐蚀的锚头及锚头上方紧邻桥面段斜拉索索体进行隔离防护, 操作要点为:

(1) 对注浆泵进行清洗, 检查密封圈、上下端螺牙、螺杆、千斤顶与缸体连接部位, 必要时进行维修, 在注浆泵缸体内壁均匀涂抹薄薄一层油脂。用清洗济清洗一遍注浆管。

(2) 检查油泵电机、液压油、阀体, 安装油表, 用油管连接油泵和注浆泵。

(3) 在锚具或锚固筒注浆口上安装短钢管、阀门。

(4) 用注浆管连接注浆泵和阀门。

(5) 在锚具或锚固筒排气孔上安装排气管。

(6) 按比例称量一定量的环氧树脂、石英砂、水泥粉倒入搅拌桶内, 搅拌均匀。按比例称量稀释剂、固化剂倒入, 搅拌均匀。

(7) 将搅拌好的砂浆倒入注浆泵内, 旋上缸盖。

(8) 启动油泵注浆泵开始注浆。注浆要连续进行, 油压控制在35MP左右。

(9) 排气孔有连续浆体溢出, 封堵排气孔保压2min。

(10) 拆卸注浆管并对注浆孔进行封堵, 再进行下一锚具或锚固筒内注浆。

4 斜拉索外套管HDPE安装工艺及技术措施

4.1 操作要点

首先是HDPE外套管的现场焊接, HDPE外套管由工厂加工, 分节运至工地现场, HDPE外套管的连接采用专用HDPE发热式工具对焊, 具体操作要点为:

(1) HDPE管堆放场地要垫平, 堆放高度不宜超过6层, 要远离火源。用卷尺选出PE管并做好顺接标记, 变形严重的PE管不能使用。

(2) 将PE管放上托架在PE焊机处进行对接, 调整PE管位置和卡箍使PE管基本顺直, 两管外圆高差不大于2mm。

(3) 刨削时压力要均衡, 刨花成连续圈状, 厚度均匀, 才能退刀, 退刀时压力要适当减小, 退刀时要直进直出, 不能左右摆动。退刀后进行试对, 看管接缝四周是否有缝隙, 如有缝隙必须重新刨削。刀片刀口钝用细砂轮进行水磨, 要注意刀口的角度。

(4) 刨削后调整卡箍使管口接口处外圆高差小于1mm。

(5) 对每种规格的PE管正式焊接之前进行试焊, 确定焊接参数。

(6) 加热时要控制温度和压力恒定, 时间控制准确, 同时观察熔高要符合要求。

(7) 加热完成后取加热板、活塞推进, 要在5s内完成, 控制好对接压力和时间, 观察焊缝翻转高度5~6mm。

(8) 在冬天进行PE管焊接时要采取取暖措施, 保障焊接温度在20℃左右, 冷却时用棉纱头、挡风布对接头进行保暖。冷却接近室外温度时取出PE管, 焊好的PE管堆放场地要平整, 不能在PE管上堆放杂物, 不能踩踏PE管, 防止焊好的PE管变形。

(9) 严格按HDPE焊机操作规程焊接, 作好详细记录, 保证焊接质量。

(10) HDPE套管计算长度, 必要时考虑上下管口挂索操作空间及整体防护时热胀冷缩的影响长度。

4.2 注意事项

桥面利用张拉机具按给定的索力进行对称张拉挺直PE管, 张拉完成后塔外人员利用塔外吊点将PE管临时固定。过程中应注意以下几点:

(1) 在HDPE套管搬运及吊装过程中, 采取铺垫及托轮架立, 应防止HDPE护管刮伤、碰伤, 如损伤严重应及时修复。

(2) 严禁HDPE套管弯折直径小于30D。

(3) 注意起吊速度, 防止PE管突然加速滑行。

(4) 注意保护辅助钢绞线的PE层, 防止刮伤。

(5) 起吊时严禁站在PE管的下方。

5 斜拉索安装的工艺要点及技术要求

本工程拉索数量较多, 为提高现场挂索进度, 方便施工, 并且减少钢绞线损耗, 保证斜拉索剥皮段油脂清理干净, 下料长度精准, 采用生产厂家工厂内下料方式。下料前下料长度要求设计、监控、监理、施工各方共同确认。梁体、索体在挂索过程中是一个渐变过程, 因此单根挂索时每根索力也是一变化过程, 单根钢绞线索力均匀性控制是平行钢绞线拉索制作安装的关键。本工程采用等张拉力法控制, 操作如下:

(1) 将压力传感器安装在张拉端第2根钢绞线上, 减少PE管对控制索力的影响, 控制索力为P传单。

(2) 后续每根钢绞线的张拉力按压力传感器变化值进行控制, 索力计算公式:

式中:ΔTN—第n根绞线张拉至比第n-1根绞线对应的油压少0.5MP时与第三根传感器显示值比较变化值。

5.1 操作步骤

陈村特大桥虽然是矮塔斜拉桥, 但斜拉索与桥面倾角很小, 斜拉索长度非常大, 第一号索长度已经达到90m, 人工无法送索, 决定全桥挂索采用钢绞线专用穿索机送索及卷扬机牵引配合挂索作业, 本桥为独塔双排索, 两索中心间距0.8m, 考虑工法为左右两根交替上索, 具体操作步骤如下详述:

5.1.1 准备

(1) 索体准备。索盘人工滚动至塔根附近, 利用塔吊或龙门架、手拉葫芦吊装索盘至放线架上, 索体从盘的下方抽出。两端放索架铺平, 防止往一边倾斜。放索架位置距塔的正下方不小于10m。

(2) 循环系统安装。卷扬机固定在斜拉索轴线的后方桥面, 与塔相距10m左右。从前端卷扬机上放出钢丝绳, 绕过塔外导向轮沿PE管放至桥面。后端卷扬机钢丝绳绕过预埋管口导向轮, 牵引到塔外。塔外人员利用中心丝穿入对应分丝管孔位, 将后端牵引钢丝绳引出。

(3) 塔外人员准备好安全带、刀片、棉纱头、清洗济。

(4) 梁下人员在对应锚具孔位穿入中心丝, 连接好牵引钢丝绳。

(5) 桥面人员在索盘与预埋管口间做好铺垫, 预埋管口、防水罩口做好索体保护措施。利用中心丝将梁下牵引绳牵引至桥面。

5.1.2 解盘

拆开索盘缠包带, 用大力剪或钢钳剪断捆绑铁丝, 从盘内抽出钢绞线的一头 (称前端, 另一头称为后端) 与牵引钢丝绳连接。解盘时人工压住钢绞线头, 防止钢绞线弹出伤人。

5.1.3 牵引

(1) 启动卷扬机, 牵引索体经梁端管口处转向轮至HDPE管口, 管口人员辅助索体贴近HDPE管内下部沿HDPE管牵引至塔外。

(2) 塔外人员再将索体与前端牵引钢丝绳连接, 启动前端卷扬机牵引索体穿过分丝管, 沿前端HDPE管内至前端桥面管口处。塔外人员注意分丝管孔位与锚具孔位对应, 防止索体在分丝管口处刮伤PE层。

(3) 前端桥面人员将索体与牵引钢丝绳连接, 将索体沿预埋管在牵引绳的引导下将钢绞线穿过前端锚具直至单根张拉所需的工作长度。

(4) 后端桥面人员与牵引绳连接, 将索体沿预埋管在牵引绳的引导下将钢绞线穿过后端锚具至单根张拉所需的工作长度。

(5) 调整两端工作长度, 使两端长度差在10cm以内。

5.1.4 安装工作夹片

在工作夹片外均匀涂抹退锚灵, 将夹片塞入锚孔内。

5.1.5 锚固筒内段剥皮、清洗

索体外层PE从塔外锚垫板向桥面10cm处往桥面方向用刀片剥除45cm, 防护油脂用棉纱头擦干净, 然后用清洗剂进行清洗干净。

5.2 施工中注意事项

(1) 注意钢绞线PE护套的保护, 在转向、管口处、桥面要用橡胶铺垫;

(2) 在预埋管、HDPE管内用电筒进行检查, 严防打绞、旋转、扭曲现象发生;

(3) 塔内和桥面牵引钢绞线时要保持联系, 孔位要对应统一, 不能错孔;

(4) 桥面、塔外人员要注意观察, 牵引绳不能和已穿好的索打绞, 挂好的索之间不能打绞;

(5) 索体PE层不能破损, 如有破损和深度划痕处要进行修补。

5.3 张拉工艺施工要点

(1) 依次安装单根张拉支座和YDLSl60-150千斤顶;

(2) 按单根初始张拉力依次张拉1#、2#钢绞线, 并在3#钢绞线上安装传感器, 3#钢绞线放张锚固后传感器显示读数N3;

(3) 按计算的单根初始张拉力张拉4#绞线, 4#绞线放张锚固后传感器显示读数N4;

(4) 5#绞线的张拉力=4#绞线张拉力- (N3-N4) , 即:当前绞线张拉力=前一绞线张拉力-前两根绞线放张后传感器读数的差值;

(5) 依此类推, 一直张拉完43#绞线, 再返回头按相同方法依次张拉1#、2#、3#钢绞线, 张拉3#绞线前先将安装在其上的传感器取出, 再按相同方法计算好的张拉力来张拉3#绞线, 到此, 一对斜拉索张拉结束。

5.4 张拉工艺技术要求

(1) 在单根张拉过程中, 两侧应同时均衡分级进行加载, 力求两端伸长值的不均匀值应控制在设计允许范围之内。

(2) 夹片平整度控制, 同一付夹片两片之间的高差控制在3mm以内, 不同付之间的高差控制在3mm以内。

(3) 张拉操作时, 油压值差值应小于0.5MPa。

(4) 单根索间的索力差小于控制索力的1%。

(5) 不同索间的索力差小于控制索力的2%。

(6) 实测张拉伸长值与理论伸长值的误差应在±6%以内。

6 小结

本桥在斜拉索护套管安装时, 防腐上采取了提前预防、增加隔离材料等措施, 在钢绞线张拉中采用了等值张拉技术, 该技术可以确保斜拉索内部单根钢绞线均匀受力。同时本文还详细介绍了斜拉索安装过程中需注意事项以及有可能出现的技术问题。为今后类似的斜拉安装提供了一定的经验。

参考文献

[1]林元培.斜拉桥[M].北京:人民交通出版社, 1997.

[2]李茂春.新泰市青龙路大桥斜拉索安装施工技术[J].石家庄铁道大学学报, 2014 (5) .