２０１３年第１０期 （总第２３６期） 黑龙江交通科技 ＨＥｌＬＯＮＧＪｌＡＮＧ ＪｌＡＯＴＯＮＧ ＫＥＯ Ｎｏ．１０，２０１３ （Ｓｕｍ Ｎｏ．２３６） 矮塔斜拉桥斜拉索的施工工艺 王 字 （黑龙江工业学院） 摘要：基于常山矮塔斜拉桥的工程建设，对矮塔斜拉桥斜拉索的施工工艺流程进行梳理；重点介绍斜拉索 张拉的关键环节，并对张拉过程中索力监控的方法进行研究探讨；为今后矮塔斜拉桥斜拉索的施工流程提供 相对的参考。 关键词：矮塔斜拉桥；斜拉索；张拉工艺；索力监控 中图分类号：Ｕ４４３ １绪论 文献标识码：Ｃ 文章编号：１００８—３３８３（２０１３）１０－００８４—０２ 作为新型的一种桥梁形式，矮塔斜拉桥近年来得到了广 泛的发展。矮塔斜拉桥是一种介于柔性斜拉桥和刚性连续 梁桥之间的桥梁结构，自身兼顾了斜拉桥和连续梁桥的特 点。主梁刚度大，主塔高度矮，施工简便，桥型美观。矮塔斜 拉桥中斜拉索相当于主梁的体外预应力索，分担结构的部分 荷载；斜拉索产生的竖向力同主梁共同承担结构恒载和使用 荷载的作用，同时斜拉索为主梁提供水平压力，保证主梁刚 度更大，结构更加稳定。 斜拉索是矮塔斜拉桥中重要的受力结构，所以斜拉索的 施工质量是保证整个工程质量的关键。与斜拉桥拉索施工 相比，因为矮塔斜拉桥自身索塔较矮，斜拉索长度也就相对 较短，所以矮塔斜拉桥斜拉索施工过程较为简便。以常山矮 塔斜拉桥为工程背景，介绍矮塔斜拉桥斜拉索施工中的整个 工艺流程，并对施工过程中索力监控的方法进行探讨。 ２工程概况 在主塔进行施工的过程中，索鞍钢管就要预埋在相应位 置。为防止斜拉索作用下钢管产生相对滑移，索鞍钢管的安 装定位要准确无误。根据设计要求对索鞍安装进行专项设 计，确保索鞍定位误差不应超过１ ｅｍ，角度误差不得大于 ５”；在混凝土浇筑前还要对其进行复合，确定无误后方能浇 筑混凝土。同时，对于索鞍两侧的塔端锚垫板进行安装。 （２）主梁锚固装置的安装 常山大桥的有索区域包括了４ ～１０ 梁段，斜拉索的施 工要穿插在期问进行。在相应的梁段进行绑扎钢筋阶段时， 对斜拉索的主梁上锚固装置进行安装，本桥所用锚具为和斜 拉索配套的可换索式２５０型１５—３１群锚体系；斜拉索锚固 在主梁顶板下的横隔梁上，主梁的锚固装置包括了锚板、锚 垫板、密封装置和预埋筒，在钢筋绑扎过程中，相应的把以上 锚固装置依次安装定位，确保安装定位准确无误。 ３．２护管的安装 在斜拉索张拉之前，安装好ＨＤＰＥ护管。ＨＤＰＥ护管是 安装ＨＤＰＥ护管时要 常山大桥主桥横跨常山港，主桥结构为６５＋１０８＋６５ ｍ 在工厂分节进行生产后运至施工现场，然后有塔吊运送到塔端安 的双塔单索面三跨预应力混凝土矮塔斜拉桥，采用塔梁固 事先按斜拉索的长度焊接成一体，用手拉葫芦临时固定；与此同时，把梁端处的防护 结，梁墩设置支座的结构形式；主梁采用单箱三室变高度箱 装位置，索箍和塔端处的抗滑锚筒，连接装置安装到位，临时固 型截面；主塔为钢筋混凝土结构，桥面以上高１９．１５ ｍ，采用 罩，为了防止认为的对斜拉索ＨＤＰＥ护管的破坏，在每根斜 实心矩形截面，塔根部顺桥向长３．５ ｍ，横桥向宽２．５ ｍ，布 定； 置在中央分隔带上；塔上部设有分丝管索鞍，以便拉索传过。 拉索下端距桥面２．５ｍ高的范围外包裹不锈钢钢管。斜拉索采取单索面半扇形布索，锚固在主梁的中央分隔带 ４斜拉索的张拉 处，塔根附近无索区长３６．７ ｍ，跨中无索区长２３．３ ｍ；塔上 ４．１挂索 斜拉索经专业厂家生产检验合格后，运至施工现场。挂 竖向锚固间距为０．８ ｍ，箱梁上索间距为４．０ ｍ；每个锚固点 分别在边跨和中跨的拉索锚固端放好索盘，放索采 处横桥向并排设置２根拉索，间距为１．０ ｍ；全桥共设２ Ｘ７ 索之前，索盘放在立式支架上，在索盘轴孔内穿上 对斜拉索，每根斜拉索采用３１根‘ｐ １５．２的高强度低松弛环 用立式转盘进行，慢慢将索放出；在拉索移动过程中，为防止破坏拉索的 氧喷涂钢绞线，抗拉强度标准值为 ＝１ ８６０ ＭＰａ；整束斜拉 圆轴，避免拉索自身弯曲和桥面接触所造成的损坏，要 索外包裹ＨＤＰＥ护套，斜拉索张拉端设在梁上，锚具采用和 防护基层，在桥面铺设麻袋，草垫等柔软垫层。当索放出后，沿着梁上 斜拉索配套的可换索式２５０型１５—＿３１锚具。 主梁采用悬臂现浇施工方法，两墩之间同步进行施工，总 锚固一端的护管向塔端移动，在塔端处对应分丝管传过塔身 共分为１３个梁段，箱梁Ｏ 梁段长１２ ｍ，１ 一３ 梁段长３ ｍ，４ 一 向另一锚固端运动，当拉索在塔端锚固处到位以后停止送 索，进行斜拉索梁部安装；在拉索梁部安装时，采用拉杆接长 １０ 梁段长４ ｍ，１１ 一１３ 梁段长３．３ ｍ，合龙段长２．２ ｍ。有索区 法进行，即先加工一定长度的短拉杆与主拉杆连接，使其总 域为４ ～ｌ０ 梁段，斜拉索随着梁段施工同步进行。 长度超过预埋套筒的长度。短拉杆事先穿过相应锚孔，与主 ３准备工作 拉杆连接以后，逐渐将拉索张拉端拉出锚固面，并拆出多余 ３．１ 斜拉索锚固装置的安装 的短拉杆，安装锚固螺母。在进行挂索的过程中，边跨和中 （１）主塔索鞍的安装 跨的穿索要交替进行，以确保塔端锚固处的受力均匀；上下 目前，矮塔斜拉桥斜拉索塔上锚固方式主要有两种，分 游双排斜拉索的穿索顺序也要交替进行，保证横向受力均 别为鞍座式和锚箱式，鞍座式锚固方式又分为了双套管式和 匀。 分丝管式两种。三种锚固形式各有优缺点，经过综合考虑， 常山大桥的每根斜拉索由３４根钢绞线组成，在相应锚 本工程斜拉索索塔的锚固方式采用了分丝管式，分丝管是由 具上有３４个锚孔，分为７排分布，其中第１排，第４排和第７ 多组钢管组焊接而成，预埋在索塔之中，钢绞线通过分丝管 排分别有一根备有钢绞线。在挂索时，按锚孔分布顺序由第 贯通索塔，在塔外侧进行锚固；塔端设置抗滑锚简，锚简内灌 １排依次穿索，上下游两排索要对称进行，避免出现穿错锚 注环氧砂浆，用于锚固斜拉索。 收稿日期：２０１３—０７—１２ 作者简介：王宇（１９８１一），男，黑龙江鸡西人，讲师，研究方向：建筑与土木工程监测与诊断。 ・８４・ 第１Ｏ期 王宇：矮塔斜拉桥斜拉索的施工工艺 总第２３６期 孔的情况出现，如果出现要及时调整，以免影响后期工作。 备用索 图Ｉ 斜拉索钢绞线分布图 ４．２单根张拉 为了避免一束斜拉索中的钢绞线在张拉过程中出现绞 索的情况，在每根钢绞线完成挂索之后马上进行单根张拉。 常山大桥的斜拉索张拉时采用两端张拉方式进行，张拉 端均设在主梁的锚固端。进行单根张拉之前，根据整束斜拉 采用分级 索的设计张拉力对每根钢绞线的张拉力进行计算，换算成相 长量作为拉索张拉力的参考。斜拉索整体张拉时，应的油表读数。本工程斜拉索单根张拉所用千斤顶型号为 张拉的方式，在每一级张拉完成后用索力动测仪测试每根斜 ＹＤＣＳ１６０—１５０，单根张拉时每根钢绞线的张拉力控制在设 拉索的自振频率，用于以后的索力测试分析；同时也要记录 供索力计算参考。 计张拉力的９０％左右，然后通过整体张拉使斜拉索到达设 每级张拉时油表的读数和拉索的伸长量，计值。在单根张拉过程中，采用应力传感器的测力装置来实 对于索力的测试工作，除了在张拉过程中的测试以外，在新 现对索力的控制。由于前几个张拉力受拉索垂度和护管的 的一束斜拉索张拉前后都要对前几束张拉完成的斜拉索进 影响较大，张拉时在第二排的第二根安装穿心式压力传感 行测试，观测每束斜拉索的变化情况，确保斜拉索的索力在 器，并张拉到设计张拉力，读取传感器显示值。以后每根斜 成桥时满足设计的成桥索力。拉索的张拉值根据传感器数值进行控制，为了更好的控制索 ７总结 依托常山矮塔斜拉桥工程，本文介绍了矮塔斜拉桥整个 力，使每根钢绞线张拉力均匀，在张拉千斤顶的后端同样安 装压力传感器，读取每次张拉的传感器数值，同时量取每根 斜拉索张拉的施工工艺和斜拉索索力的测试方法。矮塔斜 而斜拉 钢绞线张拉时的伸长量，供索力控制参考。完成全部七排拉 拉桥作为新兴的桥梁结构形式有很广阔的发展空间，索的张拉后，要对前几根钢绞线补拉到位，取下传感器；对于 索作为矮塔斜拉桥的重要受力结构，斜拉索施工质量必须得 到保证，在施工过程中按着正确的施工工艺进行施工。 备用索进行放张处理。 ４．３整体张拉 参考文献： 设计张拉力计算后提供给施工单位张拉油表值。在张拉过 程中采用分级张拉的方式，根据整体张拉时的初动数值，确 定张拉级数；两端在张拉过程中做到一致性，确保每级张拉 数值到位。在每级张拉到位后，由监控单位通过索力动测仪 测试每级后拉索的索力值。最终完成斜拉索张拉工作。 ５防护装置的安装 在所有的斜拉索张拉完成以后，在塔端和梁端锚圃处安 装斜拉索的减震装置；对斜拉索的索箍，防水装置和护管外 的钢管加以固定；锚固塔端的抗滑锚筒，并灌注环氧砂浆；对 梁下锚固端进行防腐油脂的灌注。 ６索力监控 为了保证斜拉索索力能够达到设计张拉力，在施工过程 中对索力的监控是十分必要的。 有以上斜拉索的张拉过程的描述可知，常山大桥在斜拉 索张拉时分为了单根张拉和整体张拉两个步骤完成。在斜 拉索单根张拉时，采用了压力传感器测试装置来监测索力， 分别在每束索的第二排第二根钢绞线安装穿心式压力传感 器作为固定传感器监控索力变化，以后每一根的张拉力控制 以固定传感器的显示值为依据；同时在每根钢绞线张拉端安 装移动压力传感器观测每根的张拉力；测量每根钢绞线的伸 在单根张拉完成以后，选取整束斜拉索中的几根钢绞线 进行抽拉检验，确定每束斜拉索中的钢绞线张拉力均匀后， 进行斜拉索的整体张拉。 常山桥斜拉索整体张拉采用ＹＤＣＳ５５００型千斤顶。张 拉所用千斤顶必须有相配套的张拉连接套，张拉杆和张拉撑 脚，按事先安排下的相应位置把四个千斤顶安装到位，确保 安装误差不大于５ ｍｍ。整体张拉时，由施工监控单位依据 （上接第８３页） ３．３进行扩、缩孔 ［１］ 庞建军．部分斜拉桥斜拉索锚固与施工工艺技术［Ｊ］．山西建 筑，２０１１． ［２］ 王乃双．斜拉桥斜拉索安装施工技术［Ｊ］．技术研发，２０１１． ［３］ 薛海斌．斜拉索测试分析［Ｊ］．山西建筑，２０１１． ［４］王荣辉，薛礼建．矮塔斜拉桥索力测试方法研究［Ｊ］．中外公 路，２０１１． ［５］ 陈从春．矮塔斜拉桥设计理论核心问题研究［Ｄ］．同济大学， ２Ｏ０５． ３．４．２技术控制 ３．３．１形成因素 （１）由于钻杆中心不准确，以致钻进失衡。（２）泥 浆护壁没被很好的解决，从而导致孑Ｌ壁坍塌。（３）由于补焊 钻锤没有按时进行，亦或钻锤磨损变小，或有软塑土，形成缩 孔。 （１）按照所处地方的不一样，做出不一样的焊粗钢筋头 做钻头异板阶梯。利用此措施，将可以解决好上卡的问题。 （２）解决上卡的方法有拔移、摇动、上下提升。要是造成下 卡问题且难以活动的状况下，则应该利用卷扬机做对应的提 升拉动，亦或根据不一样的现实状况，选取设施处理方案，例 如千斤顶，将各种影响物清除干净之后，再利用梅花孔眼提 高效率。 ４总结 ３．３．２技术控制 （１）扩孔的时候要是失稳，则应立刻调节会改变孔位， 当粘土被填埋至扩孔环节的过程中，应该再次钻进。（２）要 使孔径变得很大，一般应该上下反复扫孔；要是孔径无法变 大，此时就应该把碎石按时打理干净，然后做再次的钻进。 ３．４粘、卡钻的形成 ３．４．１形成因素 （１）由于钻头大小的不同，下钻的过程中，要是使力太 大，工作错误，则钻头卡壁大小就很难达到要求，以致护筒的 形状改变。（２）钻井要是工作环境是土层，钻头则应该采用 正循环螺旋性，若不如此钻速将不容易到达合适的情况。 （３）孔中含有梅花孔眼，钻进的过程中将会受到许多各类杂 物的影响，例如碎石的影响。 简单的说，钻孔经过为了得到最有效的结果，就应该把 握好钻混凝土孔浇灌桩的过程中工作的具体步骤，能够坦然 面对经常发生的问题，并很好的解决。并且在所有的施工得 到规范的保障之后，后期施工的施工作业才能开始。 参考文献： ［１］ 路桥集团第一公路工程局．公路桥涵施工技术规范［Ｍ］．北 京：人民交通出版社，２００５． ［２］ 陈新梅，王庆柏，杨道敏，等．浅谈钻孔灌注桩施工中常见质量 问题的原因及对策［Ｊ］．治淮，２００６． ［３］文德云．公路施工技术［Ｍ］．北京：人民交通出版社，２００４． ・８５・