关键词:部分斜拉桥;拉索;锚固技术
在上个世纪九十年代,预应力混凝土斜拉桥就开始采用套管两端设置锚固装置的技术。对锚固技术进行合理应用,能够在一定程度上提升桥梁耐久性,随着科学技术的不断进步,交通运输业的进一步复杂混,新的技术不断涌现,这也为我国公路桥梁建设提供一定帮助。
1斜拉桥斜拉索塔上锚固技术概述
部分斜拉桥的斜拉索,从其构造角度进行分析,和常规斜拉桥的斜拉索之间存在不同之处,主要是表现在塔上锚固形式。常规斜拉桥中使用的斜拉索,在塔顶位置上进行锚固或者张拉,其中部分斜拉桥大多使用的是边座形式。斜拉索在塔顶位置连续通过,因为桥梁对整理受力上提出一定要求,斜拉索在塔上需进行固结,也就是斜拉索在桥梁正常使用过程中,其和鞍座之间是固定形式的。结合相关资料,我国当前存在的部分斜拉索,在塔上所使用的固定方式一共有两种。第一种为圆弧形双管形式,其中使用的斜拉索通过内钢管,对斜拉索进行张拉结束之后,则在内钢管内进行压浆,此后在钢管的两端安装锚固装置,在锚固装置的内压浆锚固等[1]。其中使用的锚固张志和内钢管内拉锁钢绞线,需要进行剥皮和洗净。其中的内预埋分丝,单根的斜拉索,需要从不同分丝的钢管中穿过,无需压浆处理,在套管的两端需要设置锚固装置。
2工程概况
以某大桥为例,该大桥属于一座特大城市桥,该桥梁的主桥所使用的是120m+140m+120m斜拉——飞燕式钢管混凝土拱组合桥,该大桥的结构较为独特,造型上也十分新颖。桥梁主要组成部分为主梁、三角形区域主梁和柱跨桥面系、桥塔、边拱等。其中边跨拱脚和主跨拱脚、索塔等均在工作桥墩位置固结,而桥梁的边跨主梁和其边墩之间,共同设置了纵向活动盆式橡胶支座。而在三角区的位置,其中的主梁以及主拱交汇的位置设有纵向活动盆式橡胶支座,其中主跨的桥面系主要通过桥面板、钢纵横梁等共同组成。
3 方案研究设计
3.1双套管锚固方式
施工中转向鞍座使用的是双套管,其中内套管中使用的钢绞线主要是采用一束的方式进行布置的。而钢绞线在内套管中以及塔柱的外侧锚固的套筒当中,将PE护套进行全部剥除,而内套管的筒内全部进行压浆处理。对该种锚固方式进行应用,存在以下几种问题:
第一,因为转向内套管的底部位置,钢绞线和钢管之间存在摩擦阻力,套管和套管内部,因为内力分配等的影响,促使套管以及套筒内部的钢绞线,因为外部压力的影响,出现受力不明确现象。第二,内套管中钢束的下部分,压浆不够均匀密实。第三,锚固套管的根部位置,因为砂浆疲劳荷载,容易出现裂缝,因为内套管的影响,促使压浆不够密实,其中钢绞线可能会受到腐蚀,这就对斜拉索的有效使用带来影响[2]。
3.2 预埋分丝管锚固方式
塔内转向套管所使用的是预埋分丝管,塔内分丝管和集速方式在布置过程中,其中佩戴PE护套的钢绞线,需在分丝管后的塔外侧锚固位置穿过,管内无需压浆处理,对于锚固的套筒而言,需要压环氧砂浆,同时还需对斜拉索进行锚固。其中平衡斜拉索所受的外力,要求锚固方式足够明确,对分丝管进行构造以及加工较为复杂,所需成本也相对较高。
3.2 斜拉索单套管集束锚固技术
针对上述预应力混凝土部分斜拉索大桥的特点,对技术进行进一步创新,进一步提升高塔上斜拉索锚固的可靠性和耐久性,同时还需满足降低造价的需求。技术人员以上述锚固方式为基础,还研发了斜拉索单套管集束锚固技术。该锚固技术的锚固构造组成部分如下:将转向钢套管埋设在斜拉桥混凝土的塔柱当中,同时在相应的转向套管当中,安装带有PE护套的多根钢绞线。然后可以在相应的塔柱表面位置设置相应的钢锚垫板。其中使用的钢锚垫板可以针对锚固的钢筋或者其他的钢锚件进行锚固[3]。结合相关需求。技术人员需要在和锚垫板之间相互连接的位置,设置相应的转向铜管,该套管所使用的断面尺寸相对套管的尺寸要大,对于这一套管而言,其功能充分适应套管外侧的钢绞线锚固外形变化需求。在套管的外锚固位置,将护套剥离之后,要将钢绞线清洗干净,然后对定位件进行应用,进行钢绞线外形以及钢绞线的净距进行设置。此后可以对相应的灌浆材料进行应用,对钢绞线和锚固的套管进行连接,促使两者形成一个整体,其中锚固的套管和锚垫板之间相互连接,在连接过程中,可以使用高强螺栓,可以在钢锚点的后面设置内螺母,此后对外侧进行拧紧处理。需要注意的是,需要在锚固套筒和锚垫板之间安装拆卸钢板,这一拆卸版主要是通过两块或者多块钢板共同组成。对上诉组件进行安装之后,在对索箍等其他配件进行安装。
这一锚固装置主要使用的是粘结材料,然后使用这一粘结材料对拉索和锚固的钢套管进行连接,使其形成一个整体,然后使用锚固的套管和桥塔之间相互连接,在塔内的预埋钢管主要起到一定的拉索转向作用,在这一区域当中,拉索防腐主要是通过自身的PE护套进行有效解决。其中拉索补平衡力主要是借助粘结材料进行传递,使其传递到锚固套筒当中去,其中锚固套筒则将平衡力传递到桥塔上[4]。对这一锚固构造进行应用,可以在外侧锚固位置,实施拉索防腐以及锚固一体化,其中拉索受力以及传力较为明确。在塔内,需要预埋相应的钢管构造,预埋过程中较为简单,实施拉索防护比较可靠。对钢绞线进行安装也十分简单,和国内当前其他锚固方式相比,该种方式的钢材使用量下降40%以上,具有较大的经济性。
图1 塔上斜拉索分丝管锚固方式示意图
4 结束语
总而言之,在对部分斜拉桥进行具体施工过程中,需结合桥梁实际情况,制定科学可行的施工方案。施工方案设计,在满足施工质量的基础上,适当的降低造价。对拉索锚固技术进行科学选择,同时对该技术进行合理施工,能够在一定程度上提升工程质量,同时可以减少耗材,节约施工工期,节省工程成本。此外,在原有技术上对技术进行进一步创新,促使锚固技术的作用得到充分发挥,提高桥梁的耐久性。
参考文献
[1]潘永东,杨锋,张东波,陈惟珍.斜拉索锚固区损伤的高阶纵向导波检测研究[J].桥梁建设,2015,45(04):52-57.
[2]张家元,丁望星,朱世峰.荆岳长江公路大桥索塔锚固钢锚梁结构体系分析[J].桥梁建设,2015,45(02):89-93.
[3]李景丰,周伟明.同向回转拉索锚固体系斜拉索施工技术[J].桥梁建设,2015,45(02):110-115.
[4]李伟,张强.铜陵公铁两用长江大桥斜拉索锚固参数设计研究[J].世界桥梁,2013,41(06):67-71.
论文作者:余坤明
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第12期
论文发表时间:2018/9/14
标签:锚固论文; 套管论文; 拉索论文; 斜拉桥论文; 桥梁论文; 技术论文; 护套论文; 《建筑学研究前沿》2018年第12期论文;