胡静 刘彦
武汉市汉阳市政建设集团公司 湖北武汉 430050
摘要：斜拉桥是将梁用若干根斜拉索拉在塔柱上的桥。它由梁、斜拉索和塔柱三部分组成。斜拉桥是一种自锚式体系，斜拉索的水平力由梁承受。梁除支承在墩台上外，还支承在由塔柱引出的斜拉索上。斜拉桥作为一种拉索体系，比梁式桥的跨越能力更大，是大跨度桥梁的最主要桥型。
关键词：斜拉索；施工
斜拉索桥梁作为中国桥梁建设的重要组成部分，掌握斜拉索桥梁的技术要点十分必要。下面就我公司承建的恩施市金山大桥为例，简要说明斜拉索的施工工艺。金山大桥共22根斜拉索，为空间双索面，斜拉索采用φs15.2环氧涂层钢绞线索，其标准强度fPK＝1860MPa，弹性模量 Ep=1.95×105 Mpa，S1～S6 斜拉索规格为61-φs15.2，S7～S11 斜拉索规格为73-φs15.2，采用拉索群锚锚固体系。斜拉索为空间双索面，分别布置在两个塔柱上，主梁根部两侧无索区长度为28m，边支点无索区长22m，梁上索距6m，塔上索距2.2m，斜拉索在塔顶通过分丝管贯通，分丝管为多组钢管组焊而成，塔两端交叉设置抗滑键，通过抗键实现抗滑。主桥共22根斜拉索，斜拉索采用环氧钢绞线，2种规格15-73与15-61，单根重4.83～16.13t。斜拉索由专业厂家生产、安装，以保证斜拉索质量。
1、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。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。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。
2、HDPE套管焊接
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。因此，HDPE管的焊接质量是很重要的，它不仅需要承受吊装施工的临时荷载，并直接影响着HDPE管在正常使用过程中的耐久性。HDPE管的焊接需要由熟练工人操作并使用管材对焊机把每段9m 长的管子焊至所需长度。HDPE管焊接操作需要带四个卡箍的HDPE管材对焊机、割管子用电铣刀、熔融管子接头的加热板、检查焊接力的控制器、焊接操作时校准管子所需的支撑架和工作台、支撑已焊好管子的滚轮车、在焊接区附近储放9 m 长管子的钢架或木架和其它必须的工具和电源等。
焊接前，须先阅读操作手册并彻底理解焊接机的全部功能，按操作手册准备并装配焊接设备，包括检查确保所有设备处于正常工作状态。根据设计图纸，确定需要焊接的HDPE管的焊接长度，根据需要焊接的HDPE管的直径，调整焊接设备的参数设置（如焊接温度和压力等），在焊接机两面安排支撑架并确保其齐平，否则将影响管子的对齐，把6m 长管子放到支撑架上，另一根放到焊接机的另一侧，确保管子成一线并且同焊接机齐平，去掉外包塑料膜，把两根管子移到一起并放入焊接机的卡箍内，用卡箍将管子夹牢，两管间留出大约90mm 空隙（夹紧卡箍时，扭矩须平衡，否则会影响管子的圆滑度），通过把两根管子移到一起做对齐测试，如果有必要可对管子做适当调整，把电铣刀放入两管子间，启动电源，开始切割两管子的端部直至端部平齐，把电铣刀从焊接机上移走，检查切割是否达到要求。把两管分开并放入加热板，移动两管贴近加热板，施加所需的压力，开始记录电熔焊接时间。随即将会出现一环状焊缝（外套管安装完毕后，焊缝看起来并不明显，因此无须把其去除，保留焊缝将会保证焊接的更加牢固）。加热到最后几秒钟时，准备从焊接机上移走加热板并施加所需压力把两管接到一起。须在3-4秒钟内完成此过程，因此动作必须迅速，移走加热板，把两管接到一起，然后施加所需压力并按厂家的规定进行冷却，冷却结束后，撤除卡箍并用塑料膜将焊缝接头包住以保护焊接部位，把已焊好的管子移到焊接机一端，在另一端放置下一根9m 长管子，重复以上操作直至取得最终所需长度。由于温度变化将导致热膨胀或冷缩，因此现场工程师应做详细计算并将数据提供给现场焊接人员。将一端带外螺纹HDPE接管的光滑端与最后一段HDPE管焊接为一体，并将该焊接部位的外焊缝打磨掉，以保证不锈钢护管能套在其上。
由于HDPE管随温度变化而膨胀或冷缩，因此必须进行监控并据此调整切割长度。如果现场温度变化剧烈，焊接后的HDPE管较长，则理论上应根据HDPE管供应商提供的温度影响系数进行计算，以确定最终下料长度。事实上，根据厂家斜拉索体系的设计，在斜拉索上设置3m长HDPE延伸管，根据HDPE外套管长度确定其伸入延伸管的长度为1.2～1.5米。在该长度范围内，无论外界温度有何变化，HDPE外套管将不会脱出延伸管外，因此，针对本项目，HDPE管实际下料时综合考虑温度变化引起的HDPE管长度变化，和外套管进入延伸管内长度，进行下料操作。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆现场操作人员根据具体数据进行下料、焊接，焊接完成的管子需进行编号以备用。在施工现场焊接完成的HDPE管，其上仍必须用包装塑料膜进行保护，以防止外界污物污染其表面，造成日后清洗困难。由于桥面上各种施工材料较多，所以在桥面焊接好的HDPE管，只能通过人工搬运至合适位置。HDPE管放置在桥面塔根下箱梁两侧并临时固定，并免挡住工作通道。
3、桥面穿索工作平台准备
挂索施工前，需要在桥面适当位置安装钢绞线放线架及其相关设备，使打盘运输的钢绞线便于安装。需要在塔柱外索鞍两侧附近安装塔柱工作平台，挂索的塔柱工作平台利用爬模架。另外，本桥可采用塔吊转运打盘的环氧钢绞线、HDPE外套管到桥面以及安装斜拉索时起吊HDPE管。
4、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；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；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；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。
5、斜拉索钢绞线安装（单根挂索）
本桥为部分斜拉桥，主塔上设置分丝管式索鞍，钢绞线穿过两侧外套管锚固在主塔两侧的箱梁内，因此钢绞线的安装方法与普通钢绞线斜拉索的安装方法有一定差别。
①钢绞线在桥下进行下料、剥套、镦头处理并打盘包装，需采用专用的放线架进行钢绞线放线。放线时，由人工拉出钢绞线，同时设专人转动放线架
②人工将钢绞线送入HDPE外套管内，穿过左侧抗滑锚具装置，到达左侧塔端索鞍口处；
③根据穿索顺序和孔位编号的对应关系，将钢绞线穿入对应的索鞍分丝管内直至其到达右侧索鞍口；
④人工继续推送钢绞线，穿过右侧抗滑锚具装置，到达右侧梁端HDPE预埋管管口；
⑤在右侧，从梁下将锚具安装时已墩头完毕的引棒向上穿出，直至其伸出预埋管管口。将引棒端部的连接头与工作钢绞线的镦头相连接，并旋转连接头上的螺母，将钢绞线镦头部分卡紧（见图14所示）；
⑥梁上人员推送工作钢绞线、梁下人员拉拔引棒，将环氧钢绞线穿出锚垫板≮1m；
⑦左侧梁内引棒伸出至预埋管管口，连接引棒和环氧钢绞线，并牵引其穿出左侧梁内锚具；
⑧将钢绞线牵引出张拉端锚具出口，卸除连接头与钢绞线的连接，安装夹片并打紧。随后将细钢丝与连接头穿入下一孔内。对于每束的第二根钢绞线，在张拉端锚具上依次安装单孔传感器、单孔锚具和夹片，并敲紧夹片（第一根钢绞线在HDPE管吊装时即已受力，其承担了HDPE管及附件的自重，为控制各根钢绞线间的索力均衡程度，实际穿索时，需在第二根钢绞线穿过的端锚板锥孔外安装传感器，以利于以后索力平均的需要）；
⑨利用单孔千斤顶，进行初张拉，张拉力为设计张拉力的10%～15%，张拉后顶压锚固此根钢绞线；
⑩按上述步骤穿索、张拉，直至该束所有钢绞线挂索完毕。钢绞线穿索顺序一般从锚具最上排孔开始，直至最后一排孔为止。
⑾将第一根钢绞线作为最后一根钢绞线张拉，并按传感器显示值张拉。
⑿重复上述所述，安装其余拉索，直至每个塔上11根斜拉索全部安装完毕。
金山大桥主桥共计11对斜拉索，目前已挂索张拉2对，经设计代表、监控单位、驻地监理的跟踪检算，监控，每对斜拉索单根张拉及整体张拉均在设计允许范围内。实践证明以上施工方法和工艺科学合理，在类似工程中具有一定的参考价值。
参考文献：
[1]《公路工程桥梁设计规范》
[2]JTJ041—2000 《公路桥涵施工技术规范》
论文作者:胡静,刘彦
论文发表刊物:《防护工程》2018年第9期
论文发表时间:2018/9/6
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