矮塔斜拉桥斜拉索施工工法

矮塔斜拉桥斜拉索施工工法

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矮塔斜拉桥斜拉索施工工法 一、前言 “矮塔斜拉桥”也称“部分斜拉桥”，介于“斜拉桥”与“体外预应力箱梁桥”之间，起源于日本，在国外发展很快，在国内来说是新桥型。兰州某黄河大桥是国内第二座矮塔部分斜拉桥，某第四工程公司采用等值张拉工艺施工斜拉索，并首次采用了分丝管和抗滑锚新技术，保证了斜拉索的安装精度和施工质量。开发研究的“双塔单索面预应力混凝土部分斜拉桥施工技术”通过了甘肃省科技厅科技成果鉴定，鉴定意见认为：桥塔索鞍采用分丝管以及抗滑锚施工新技术，为斜拉索使用期的养护和正常换索提供了方便，填补了国内外空白。成果达到国内领先水平。在汾柳高速公路某高架桥3号桥施工中应用该项技术也获得了成功，取得了良好的经济效益和社会效益。综合以上各工程实践形成本工法。

二、工法特点 1.工序简单，施工进度快。 2.施工条件得到了改善，劳动强度低，安全性强。 3.索塔内鞍座采用分丝管，可以实现单根换索。 4.采用单根等值法张拉，可以控制每根斜拉索各股钢绞线的离散误差不大于理论值的±3%。 5.可以实现一对斜拉索对称、交叉单根张拉，同步整体张拉，确保两根斜拉索间的差值不大于理论值的±1%。 6.采用JMM-268动测仪进行索力监控，可以确保斜拉索整索索力误差不大于理论值的±2%。 7.斜拉索采用多重防腐处理，锚固端灌注防腐油脂，延长了斜拉索使用寿命。

三、适用范围 本工法适用于部分斜拉桥斜拉索安装施工。 四、施工工艺 （一）斜拉索的结构组成 斜拉索由锚固段+过渡段+自由段+塔柱内段+自由段+过渡段+锚固段组成（见图1）。

1.锚固段+过渡段组成——锚板、夹片、螺母、支撑筒、锚垫板、预埋钢导管、减震器、防松装置。 2.自由段组成——带PE护套的钢绞线、索夹、HDPE套管。 3.塔柱内段组成——分丝管、塔内锚垫板、抗滑锚。 2

（二）工艺流程 斜拉索施工工艺流程见图2。 （三）操作要点 ⒈下料 ⑴下料长度 按下列公式列表计算出无应力状态下的自由长度，校核无误后供下料人员执行。 下料长度计算公式为： L=L0+2L1+2A1+L2+L3+5cm 式中： L0——边、中跨锚固端锚垫板面之间的中心线长度（包括塔上的弧长）； A1——锚固端锚具外露长度； L1——锚固端张拉时工作长度； L2——HDPE管及不锈钢管限制的垂度影响长度； L3——塔梁施工误差的影响长度。 拉索两端PE护套剥除长度： L剥=L1 +A2+△L-L4+5cm 式中： A2——为锚具结构长度； ΔL——为该索张拉伸长量； L4——为HDPE护套进入锚具内的长度； ⑵下料 在铺垫好的下料场地进行下料，沿线量好所需的下料长度，校核后用红色油漆作好标记。然后将绞线盘放置到放线基架上，人工将钢绞线拉至标志点确定无误后切断。 ⑶剥皮 钢绞线下料完成后，须将钢绞线两端的PE护套按计算好的长度剥除掉。剥皮时应注意刀具或锯片不能伤及钢绞线。 ⑷镦头 钢绞线清洗完成后，将钢绞线两端打散后在端头约10cm长度范围内切掉外圈6丝，保留中心丝，然后将钢绞线复原。用镦头器将两端的中心丝镦成半圆形镦头，以供挂索牵引用。 ⒉HDPE套管焊接 HDPE管的连接采用HDPE焊机对焊连接。HDPE管焊接前，将管材放置于夹紧装置内并将之夹紧，在压力作用下用平行机动旋刀削平两个管材的被焊端面，并保证这两个端面相互接触时满足规范要求。在焊接过程中，特别注意的是焊接压力必须保持至焊缝完全冷却硬化后才能解除。 ⒊搭设施工平台 塔外平台：用钢管脚手架或碗口支架在索塔四周搭设所需的施工平台。 梁下平台：主梁采用悬臂浇筑法施工，可直接利用施工用的挂篮进行斜拉索安装、调索等工作。但

循环4

防 护 灌注防腐油脂 附件安装 整体张拉 防松装置安装

紧索、减振器

单根挂索张拉 整圆式HDPE套调整护管、内管锚具安装下料及运输、

图2 斜拉索施工工艺流程图 3 要在箱梁的顶板上预留孔，以便成桥后进行灌注防腐油脂。 ⒋锚固端锚具安装 梁下锚固端锚具安装前应检查锚孔，使之保持清洁无污物。由于锚具是由多个零部件组成，出厂前已做调整，运到工地后不得随意拧动密封装置及定位螺栓。锚具安装就位时要求： ⑴安装前锚具的锚孔均应事先编上对应孔号，注意注浆孔在下，排气孔在上； ⑵中、边跨锚具组装件的锚板中心线必须严格保持在同一垂直平面内； ⑶锚板的中心线与承压板（锚垫板）的中心线应力求保持一致，两者偏差不得超过5mm； ⑷中、边跨锚板的相应锚孔也必须相互对齐，以确保各绞线的平行性。 ⒌HDPE套管吊装 套管安装前，应先将套管按给定的长度把两端锯好并刨平，然后将之运至中央分隔带。安装时，在套管内穿上一根临时辅助索并将辅助索的一端穿入锚具，同时在套管端头附近一定位置上装上专用管夹，然后用卷扬机将套管一端吊至塔上分丝管管口附近；此时将辅助索分别先后穿过索鞍、塔另一端的套管、锚具，同样方法将套管起吊至塔上管口附近，最后在锚具两端同时用YDCS160-150千斤顶预紧后，索塔两端套管就固定地落在辅助索上（见图3）。 ⒍单根挂索 ⑴挂索顺序 由于该拉索钢绞线在塔上分丝管内是分层排列的(如图4)，为便于施工，该拉索的挂索顺序为自上排到下排单根挂索、张拉。 ⑵单根挂索工艺

示意图见图5，工艺流程见图6。 ⑶施工要点

上 4

挂索前，梁下锚具的锚孔内穿上Φ5的牵引钢丝，随后用该牵引丝牵引出带穿束器的牵引钢丝绳至桥面管口。桥面工作人员将盘上钢绞线的一端与从HDPE套管和分丝管内穿下来的牵引钢丝绳相连接,确认牢固后，开动卷扬机直到将该束钢绞线从另一HDPE套管引出并达到规定工作长度，撤出牵引钢丝绳，将绞线与锚头处牵引钢丝绳连接牢固后，将该端绞线向锚具内推送，直至该端绞线穿出锚孔达到规定工作长度,撤出牵引钢丝绳，装上临时工作夹片,用专用打紧器打紧锚固。使用同样的方法将钢绞线的另一端穿过该端的锚具，装上临时工作夹片，用专用打紧器打紧锚固。 ⒎单根张拉 示意图见图7。 ⑴索力均匀性控制 为使每根索中各钢绞线索力均匀，采用等值张拉法进行张拉，即每根绞线的拉力以控制压力表读数为准，传感器读数进行监测。挂索前，将监测传感器安装在底排的一根钢绞线上，安装顺序为：支座垫板——传感器——单孔工作锚。随后张拉时每根绞线的拉力是按当时传感器的显示值进行控制的。 ⑵单根钢绞线张拉 每根斜拉索各钢绞线均逐根挂索并随即用YDCS160-150型千斤顶进行张拉。加载至10%张拉力时测初始伸长值；用压力表读数控制最后一级张拉力，使之跟传感器显示值相对应时，测终止伸长值。装上工作夹片，适度打紧，卸压至2Mpa时测回缩值后锚固。在挂索结束后，即拆出传感器，并按传感器拆除时的读数再进行补张拉。在单根张拉完每一根钢绞线后，应严格控制工作夹片的跟进平整度。在单根张拉过程中，中、边跨应同时均衡进行加载，力求两端伸长值的不均匀值应控制在设计允许范围之内。 ⒏安装防松装置 安装防松装置前，应先用手提砂轮机切除锚头两端的多余钢绞线，并预留一定的长度。要求钢绞线端头平整、光滑。装上防松装置，拧紧锁紧螺母，以便有效地防止夹片松动。 ⒐整体张拉 见图9。 ⑴张拉机具 采用穿心式YDCS5500-100型千斤顶进行整体张拉。

钢绞线准备 穿边跨锚具牵引索 安装边跨穿束器 穿边跨下端锚具 挂索结束

卷扬机钢丝绳穿过穿中跨锚具牵引索 穿中、边跨锚具牵引安装中跨穿束器 穿中跨下端锚具

牵引边跨端钢绞线循 环3

图6 单根挂索工艺 5

⑵张拉系统安装 整体张拉系统主要包括千斤顶、撑脚、连接套、张拉杆和张拉螺母。 张拉系统部件质量大，安装时借助手拉葫芦将连接套、张拉杆、撑脚、千斤顶、张拉螺母依次安装。安装时应保证系统整体的对中性满足整体张拉要求。 ⑶张拉力 ①初始张拉力的确定 在整体张拉过程中， 当锚具螺母松动脱离锚垫板时以此作为其伸长值的测量起始点，即此时油表读数对应的张拉力作为整体张拉的初始拉力。 ②确定整体张拉的初始动力后，以此为起点分级加载张拉至设计要求的（超）张拉值，测量各级伸长值。并通知监控单位测试索力，确认索力在允许误差内，旋紧螺母，千斤顶回油，锚固。 ③在张拉过程中，中、边跨要求做到同步对称，相互呼应，级差应控制在设计允许范围之内。 ⒑紧索、减振器及抗滑锚安装（按工艺流程顺序是否不该排在10） 紧索时，在管口索夹旁相应的位置装上一套紧索器将索收紧，使之成型至设计断面。将组装好的减振器推入主梁预埋钢导管内，直至减振器端面与钢导管管口持平，再收紧螺栓，按内缩外涨原理，使其内外分别与索体和钢导管管壁紧紧相贴。用锲紧千斤顶将锲块顶入抗滑锚的锲槽内。 ⒒ 锚头保护 锚头保护罩内灌注防腐油脂，可使绞线防腐，又可为以后换索提供方便。 （以上各部分要突出操作要点，即如何做），

五、主要机具设备（见表1）

六、劳动组织（见表2） 七、质量控制 （一）质量标准 1.每根斜拉索各股钢绞线的离散误差不大于理论值的±3%。 2.一对斜拉索间的差值不大于理论值的±1%。 3.斜拉索整索索力误差不大于理论值的±2%。 （二）控制措施

表1 机具设备