摘要：金寨县长征大桥为两跨度斜拉桥，主塔为双柱式。斜拉索采用中央双索面竖琴形布置，共设20对Φ7mm高强度镀锌平行钢丝拉索。其斜拉索安装工程的施工质量及进度直接影响着整个桥梁施工，本文通过对斜拉索挂索及张拉施工的探讨，为相似工程提供可参考意见。
关键词：长征大桥；斜拉索；挂索；牵引；张拉
一、引言
金寨县长征大桥位于安徽省六安市金寨县，为两跨度斜拉桥，主桥上部结构采用跨径布置为5×30mPC小箱梁桥+（80+100）m独塔钢箱梁斜拉桥+5×30mPC小箱梁桥的形式，采用塔梁墩固结体系，钢塔柱纵向呈双柱式，高59米，倾角75度。斜拉索采用中央双索面竖琴形布置，共设置20对斜拉索，边中跨各10对，梁端通过锚箱锚固于梁上，塔上采用齿块锚固。
斜拉索为Φ7mm高强度镀锌平行钢丝拉索，采用双层PE护套，护套表面挤塑双螺旋线抑制风雨振，其张拉端与固定端采用冷铸锚结构。斜拉索共有4种规格，分别为PESC7-55、PESC7-73、PESC7-91、PESC7-109，最大索长为117.48m，重约3.15吨。
图1 金寨长征大桥整体效果图
二、斜拉索挂索施工
平行钢丝斜拉索的挂索施工主要是通过牵引吊装设备将两端索头分别穿过塔端及梁端的预埋管与锚垫板，到达锚固位置进行临时锚固，并且保证斜拉索两端锚具螺纹及索体外包PE层不受损坏。其施工的进度及质量直接影响整个桥梁建造，是一个十分重要的工序。
图2 斜拉索结构示意图
（一）施工准备
挂索施工前，使用汽车吊将成品索盘吊运至桥面上，并按照挂索位置将斜拉索按顺序摆放，以方便之后挂索起吊工序，减少二次搬运。
挂索施工的牵引吊装系统主要由卷扬机、滑轮、电动葫芦、手拉葫芦和汽车吊等组成。施工前，使用汽车吊将电动葫芦、手拉葫芦等运送至塔上，并在塔上焊接牢固的固定点，以做为牵引设备提供反力点
同时，将卷扬机焊接固定于桥面上，并在桥面上每根斜拉索预埋管的位置焊接吊点并安装滑轮，以配合卷扬机的使用。在梁内焊接牢固的固定点，作为手拉葫芦使用时的挂点。
（二）短索挂索施工
斜拉索挂索施工的重点是对主要是对牵引吊装设备的利用，因此斜拉索自身重量及长度的不同对应着其挂索工序也有差别。该差别主要体现在，在塔端与梁端高差较大，索体较重时，梁端进行牵引时的戴帽力差别很大。对于部分索体，其戴帽力可能已经超过桥面牵引系统的工作极限，因此对于不同位置及长度的索体有不同的挂索施工工艺。
对于本工程中位于桥塔高程较低的斜拉索，其长度及自重较小，梁端牵引设备正常工作荷载完全满足其需求，施工较为简单。挂索施工步骤如下：
1.将锚具上螺母拧下，将螺纹清理干净，保证螺母能够顺利拧进。在锚具内螺纹段安装变径套，变径套上连接吊环，作为上端挂索牵引时电动葫芦的吊点，如图3。
图3 锚具端吊点示意图
2.在斜拉索索体上距锚具4-6m的位置安装抱箍作为起吊索体的吊点，其具体安装位置要以挂索施工时，锚头牵引到位后抱箍与预埋管不相互干涉为准。安装抱箍时，在抱箍与索体之间需加设橡胶护垫，以防止抱箍在夹紧状态下对斜拉索PE层产生破坏。
3.使用汽车吊通过索体上的抱箍吊点将索体起吊至塔端预埋管管口附近，同时操作人员在塔内将牵引绳穿过锚垫板与预埋管，然后与锚具端头的吊环连接，牵引绳的另一端与塔内电动葫芦连接。
4.开启电动葫芦，将索头牵引进预埋管内。牵引过程中，汽车吊需不断调整高度，同时操作人员手拉葫芦不断调整锚具在预埋管的位置及角度，以防止锚具外螺纹及索体PE层被刮伤，如图4。
5.将锚具部分牵引出锚垫板10cm左右，拧紧螺母后，完成塔端斜拉索挂施工。
6.使用汽车吊配合棉绳将斜拉索在桥面展开，并将锚头吊至梁端预埋管位置。
图4 塔端穿索施工图
7.与塔端相同，在梁端锚具内螺纹拧进变径套，变径套上安装吊环，做为下穿时牵引的吊点。
8.与塔端相同，在斜拉索索体上安装抱箍作为牵引吊点。与塔端所不同的是，梁端主要靠卷扬机配合滑轮进行牵引。
9.操作人员将牵引绳从预埋管内穿出，一端与锚具上安装的吊环连接，另一端与梁内手拉葫芦连接。使用卷扬机与滑轮做为牵引装置，梁内手拉葫芦配合牵引绳做导向装置，将斜拉索下穿入梁内，待锚具穿出锚垫板10cm左右拧上螺母，完成整个挂索施工。
（三）长索挂索施工
对于索长较长的斜拉索来说，其斜拉索安装方式与短索相似，所不同的是长索其塔端安装高程较高，索体自重较大，在进行梁端牵引时牵引设备很难满足其对牵引力的要求。
目前现场施工处理该问题的常用方法为，在将索头穿入塔端进行临时锚固之后，将锚具内安装的变径套及吊环换成张拉杆，再使用千斤顶将索头下放，通过张拉杆的接长将塔端锚头的临时锚固点进行降低，直至梁端所需牵引力在现场设备工作范围内。等到梁端挂索施工完成后，在通过千斤顶将索头拉至设计位置。
对于本工程来说，塔端预留空间较小，能够容纳的设备及操作人员较少，因而在进行这一工序时常常需要耗费大量时间，正常施工方法无法满足工期要求。为加快施工进度，针对长索挂索施工需将塔端安装先牵引就位后，再通过千斤顶进行下放和提升这一工序进行优化。
在进行长索塔端施工时，将原先安装在锚具上的变径套与吊环改成工程上常用的精轧螺纹钢及其连接器，并对精轧螺纹钢的连接器进行改装，将其外径扩大并加工出与锚具内螺纹相匹配的外螺纹，如图5。直接通过对螺纹钢长度的控制从而达到降低塔端锚头高度，减少梁端戴帽力的目的。
图5 塔端长索穿索工序改装示意图
具体实施方法为：1.根据索长、索重等可以估算出梁端牵引力为T时，拉索上端需下放的距离ΔL，从而确定不同斜拉索所需的螺纹钢长度，式1。
ΔL-牵引力为T时拉索锚杯相应索孔锚板端面的距离；L-成桥后斜拉索总长度；
L0-上下两端索孔锚板中心的几何间距；w-斜拉索单位长度重量；
Lx-L的水平投影长度；T-牵引力；A-平行钢丝索截面面积；E-弹性模量
2.确定螺纹钢长度之后，在螺纹钢另一端安装连接器，并在连接器端头安装吊耳做为吊点。之后进行塔端挂索施工，施工时无需将锚头牵引至设计位置，只需将螺纹钢牵引至计算位置，再用两半式垫板将螺纹钢进行临时固定，接着进行梁端穿索。
3.梁端穿索完成后，紧接着进行同一高程的另一根斜拉索的挂索施工，施工方法相同。待同一高程的两根对称的斜拉索挂索施工完成后，在塔端两根索锚固点的中心位置安装千斤顶，通过扁担梁将两根索上的螺纹钢连接在一起，千斤顶作用于扁担梁上对两根索同时进行提升，就位后安装螺母，完成长索的整个挂索施工。
工序优化后，不仅将塔端挂索时需将索头下放与拉升这一重复工作省去，而且将千斤顶提升这一工序从原先每根索一次变成两根索一次，很明显的加快了施工进度，
（四）斜拉索张拉及调索
斜拉索挂索施工完成后，根据监控指令对斜拉索进行多次调索张拉。张拉前需对油表、千斤顶进行标定，并且保证施工过程中为配套使用。张拉时保证同号索同步、对称张拉，以保证桥梁结构的稳定。张拉时以索力控制为主，斜拉索伸长量为辅，及时与监控联系，根据现场情况对索力进行调整，直至达到设计线型。
三、结论
斜拉索安装工程为斜拉桥建造过程中的一个重要步骤，其施工理论简单，但实施起来复杂，影响因素较多。施工时，应根据现场施工条件及工程要求进行及时调整，尽量简化施工工艺，加快施工进度，同时保证施工质量与安全。
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论文作者:王亮
论文发表刊物:《基层建设》2019年第9期
论文发表时间:2019/6/18
标签：拉索论文; 螺纹钢论文; 锚固论文; 斜拉桥论文; 金寨县论文; 千斤顶论文; 位置论文; 《基层建设》2019年第9期论文;