斜拉索施工及索力控制技术研究

2018-02-17陈有冲

建筑与装饰 2018年14期

关键词：索力斜拉桥拉索

陈有冲

中铁十局集团青岛工程有限公司山东青岛 266033

前言

斜拉桥施工中随着主梁悬臂长度的增加，结构体系和斜拉索的拉力也会不断发生变化，掌握斜拉索施工关键技术，采用科学有效的控制措施，才能确保斜拉桥建成后满足设计的标准要求。本文对斜拉索的施工工艺和索力控制技术进行分析探讨。

1 斜拉桥主要特点概述

斜拉索是斜拉桥的主要受力构件，是一种柔性拉杆，斜拉桥的斜拉索主要采用高强平行钢丝和平行钢绞线两种形式，经过多种方式进行了防腐处理。平行钢绞线拉索在当前斜拉桥拉索中应用广泛。斜拉桥的结构体系决定了其恒载内力和线形都是由斜拉索索力来承担。所以斜拉索的施工质量一定程度上影响着斜拉桥的整体质量。斜拉桥施工需要复杂的施工技术，平行钢绞线施工工艺复杂，安全性、稳定性要求很高，必须要科学合理的控制施工技术和施工工艺，才能使成桥达到设计目标的要求。斜拉桥建设和施工中的关键工序是斜拉索张拉施工，必须采取有效的措施和科学的施工方法，合理控制斜拉索张拉过程，保证各环节施工安全规范操作，确保钢绞线下料长度和拉索PE护套的剥除长度达到设计要求，确保单根钢绞线索力均匀、准确，确保高质量、高效率施工[1]。

2 斜拉索施工关键技术分析

2.1 平行钢绞线斜拉索架设

通常分丝管在索鞍管内，拉索按照从上到下的顺序逐行进行，钢绞线的安装方法和工序要按照规范标准进行操作。一是将卷扬机的牵引钢丝绳从塔顶沿塔柱内腔自由向下达到所需锚具位置，安装连接器使其与高强钢丝相连接，按安装顺序将钢丝绳插入锚具规定的锚孔内，向下继续放出钢丝绳；二是在桥面工作台上拖动钢绞线绕过定位导向轮，通过高强钢和牵引钢丝绳联成一条线连接牢固钢绞线和穿索板；三是借助塔顶卷扬机回拉钢丝绳和钢绞线，牵引到塔端斜拉索外套管口后，再使用连接器将两根钢绞线与塔内卷扬机钢丝绳相连，借助卷扬机将钢绞线牵引到塔内，将钢绞线拉入锚具，此时要降低速度防止锚具内密封装置遭到破坏。四是钢绞线拉出锚环面后要对其两端长度进行调整，并对钢绞线外层PE防护套剥除长度进行检查，确保达到设计要求，最后张拉端和固定端对应的钢绞线锚孔都要安装好夹片。五是使用千斤顶、压力传感器对穿好的钢绞线进行张拉，达到预算应力。六是按照以上步骤安装完成全部钢绞线。按照挂索要求，单根挂索时要注意钢绞线护套保护，张拉端、固定端的护套要根据精确的计算长度，严格控制好剥除长度，剥除长度过短起不到防护作用、影响使用寿命，过长影响施工拉长工期。剥除时防止误伤钢绞线。剥除后，打散钢绞线、避免打绞，并使用清洗剂清洗油脂，保护好环氧涂层，清洗完毕后复原钢绞线处理好端头墩头，以备挂索牵引需要。

2.2 平行钢绞线斜拉索的张拉

钢绞线逐根挂索后使用千斤顶张拉，为保证各钢绞线索力均匀，采用等张拉值法张拉，用控制压力表读数判断每根钢绞线的拉力，将索力均匀性控制离散误差理论值的2%以内。可以采用中边跨两端同步张拉，配备专用张拉撑脚和连续张拉装置，张拉到控制吨位后一次性锚固工作夹片，防止工作夹片反复锚固。钢绞线挂设完毕在两侧梁端同时同步先单根、再整体张拉；整体张拉使用千斤顶及配套设备，安装时借助手拉葫芦依次安装撑脚、千斤顶、工具锚板。根据成桥设计索力确定整体张拉的初始张拉力，分级加载张拉至设计要求，级差控制在设计允许范围内，每对斜拉索两根间的差值控制在整索索力理论值的1%内，整索索力误差控制在理论索力值的2%以内[2]。

3 斜拉索张拉施工要点

3.1 张拉前准备工作

检查临时锚固的稳固性，拆掉牵引索连接接头保证无额外挂件；清洗锚垫板油污、废渣确保清洁；检查冷铸锚头内外螺牙是否破损并与锚垫板孔眼对正；检查张拉设备电源，校验油表、液压油泵和千斤顶标定；整理每次张拉的力值、张拉次数、换算读数、塔柱的偏移值、拉索理论延伸量等数据资料。

3.2 张拉步骤

准备工作完成后指定位置安装千斤顶，张拉杆拧入冷铸锚杯、工具锚圈，施加5%的设计索力，适当调整安装位置，详尽记录初始张拉值，分级施力达到一次张拉规定的拉力值，与张拉同步拧紧锚圈。检查锚垫板、锚箱、塔柱结构、拉索油污、断丝滑丝等情况，合格后解除千斤顶和张拉杆，进入下一根索的张拉。

3.3 索力调整

索力调整与索力张拉同步进行，主要步骤是精确计算要调整的索力、延伸量、主梁标高变化值等数据，调试好张拉设备，安装张拉设备、工具，张拉丝拧入冷铸锚杯，接好千斤顶与油泵油管；开动油泵使千斤顶活塞根据调索要求提高或降低索力；拧入工具锚圈，在工具锚圈与千斤顶垫圈间安装穿心式压力传感器；按预先计算并确定调索的相应的张拉力，通过电动油泵进油或回油逐级调整索力。调索过程中要检测、校核数据共同控制张拉力[3]。

4 斜拉桥施工控制

拉索索力的准确性关系主梁的线形和施工安全，为确保索力测量精度，应按直径对斜拉索分类，根据缆索工作索力范围选择长、中、短三根索以不同吨位标定，找出频率和索力的关系，用理论公式计算的索力进行修正。每根斜拉索张拉、调索都要进行索力测试，提供每一个施工阶段的真实索力数据，加强施工控制。要根据斜拉桥施工索力的测试结果，采取措施做好平行钢绞线张拉和架设施工工艺控制，确保单根索均匀性和整体张拉索力达到设计要求。