悬索桥隧道式锚碇成品索锚固系统施工技术

王坤 丁亚辉

摘要：华丽高速金沙江大桥采用隧道式锚碇，主缆采用可更换的挤压式多股成品索预应力锚固系统;隧道式锚碇作业空间狭小，仅能采用人工、手动葫芦安装;前后锚面两端张拉。

Abstract： Huali Expressway Jinshajiang Bridge adopts tunnel anchors， and the main cable adopts a replaceable squeezed multi-strand cable prestressed anchoring system; the tunnel anchorage has a small working space， and can only be installed by manual or manual hoist; tens and ends of the front and rear anchor faces.

关键词：悬索桥;隧道式锚碇;成品索锚固系统;可更换

Key words： suspension bridge;tunnel anchor;finished cable anchoring system;replaceable

中图分类号：U448.25                                   文獻标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2019）11-0076-03

1  工程概况

华丽高速金安金沙江大桥位于丽江市约40公里处，属整个华丽高速公路的“卡脖子”控制性工程，起讫桩号K113+837～K115+599。主桥为1386米单跨板桁结合加劲梁悬索桥，由隧道式锚碇、索塔、索鞍、缆索和板桁结合加劲梁等工程有机地组成一体。两岸锚碇均为隧道式锚碇，每岸沿主缆轴线方向设置左右2个隧道锚，锚碇主要由散索鞍基础、锚塞体、前锚室、散索鞍基础等几部分组成。锚碇构造如图1。

大桥主缆采用采用预制平行钢丝索股（PPWS）。每根主缆中，从东锚旋到西锚陡的通长索股有169股，边跨不设背索。每根索股由127根公称直径为5.25mm、公称抗拉强度为1770MPa的高强度镀钢丝组成。索股两端设索股锚头，索股锚头采用热铸锚，在锚杯内浇注锌铜合金，使主缆钢丝与锚杯相连。

主缆索股采用预应力锚固系统锚固，主缆索股通过拉杆及连接器与成品索连接，每个隧道锚内有103套索股相连接器，包括37套单索股锚固连接器和66套双索股锚固连接器。锚碇预应力束布置如图2。

锚固系统由索股锚固连接构造和预应力锚固构造组成。索股锚固连接构造由拉杆及其组件、连接平板及连接筒组成。索股锚固连接构造有单索股锚固连接构造和双索股锚固连接构造两种类型。单索股锚固连接构造由2根拉杆、单索股连接器构成，双索股锚固连接构由4根拉杆、双索股连接器构成。预应力锚固构造由预埋管道、成品索及锚具、锚头防护帽等组成。在前锚面位置拉杆一端与索股锚头上的锚板相连接，另一端与被预应力钢束锚固于前锚面的连接器连接。索体采用“挤压式多股成品索”，以下简称“成品索”。

成品索索体采用1860MPa无粘结环氧钢绞线，并采用与预应力钢束配套的锚固体系，包含锚垫板、螺旋钢筋、锚头保护罩等。成品索安装孔采用预埋钢管成孔，钢管内根据管内湿度情况由专用除湿系统加注干燥空气，以实现主缆锚固系统中成品索的后期整股更换。单个锚碇成品索重量为212吨。

2  施工方法

2.1 锚塞体施工

锚塞体按“分层浇筑、分层支撑、分段接管、实时监控”的方案施工。锚塞体采用C40微膨胀聚丙烯合成纤维抗渗混凝土（抗渗等级P10），总量19403m3。锚塞体按照大体积混凝土施工工艺分层施工，标准层高4.0m，共分为10层施工，并根据温控方案布置冷却水管。锚塞体底面采用满堂小钢管支架支撑。预应力管道及管道定位支架按混凝土施工顺序分层定位安装，混凝土采用泵送施工。

2.2 预埋件安装

预埋件由预埋管、锚垫板、螺旋筋以及连接管组成。预埋件在工厂发货为各零件分开发货，在预埋件安装前，先将预埋管、锚垫板等预埋件进行组装。

先将预埋件根据设计图纸安装在定位支架指定位置，再根据设计及监控测量放样给出的指令进行调整。预埋件安装到控制位置后，将预埋件与定位支架焊接固定。

预埋件安装施工具体步骤：利用起重设备将预埋件吊装至定位支架上;用尼龙吊带将预埋件两端捆绑，并连接手拉葫芦;根据设计及监控放样得出的数据，通过调节手拉葫芦调整预埋件，直至预埋件控制点调整至设计位置，定位精确，特别是曲线预埋管位置;通过焊接或者捆绑的方式固定预埋件;循环上述步骤，直至该混凝土浇筑层预埋件全部安装完成。

预埋件安装施工注意事项：①注意区分前锚面垫板与后锚面垫板，不能混淆。前锚面垫板与后锚面垫板在厂内有不同的标识;②安装前，锚垫板端面的螺栓孔内应涂满黄油保护螺牙，防止砼浇筑时漏浆堵塞螺孔而导致后续安装连接器和支承板困难;③前后锚面锚垫板预埋的倾角应严格按照设计图纸控制，要保证锚垫板上下两条边处于水平，避免后续安装拉杆时角度偏差过大而难以纠偏;④预埋钢管采用焊接接长，应保证所有焊缝均匀、连续、密实，以防漏浆;在确保焊缝均匀、连续、密实后，在焊缝表面再涂上一层厚度不小于1mm的密封胶或环氧树脂;⑤后锚垫板安装时注意其大端面上的排水口要位于最低点。

2.3 搭设施工脚手架

锚固系统的安装施工需要在前、后锚面都搭设脚手架施工平台。前锚面的脚手架施工平台搭设时适当留出运输的空间，以方便锚固系统的施工。后锚面的脚手架可采用模板脚手架改制或者重新搭设，保证人员作业、施工设备安装即可。

2.4 材料运输方法

施工设备及材料在前锚室通过设置在锚室顶部的缆索吊运输;在锚塞体内部采用设置在人洞底面设置有轨运输小车及牵引卷扬机运输;在后锚室通过安装在脚手架上的电动葫芦、手拉葫芦运输。

2.5 預应力结构安装

2.5.1 后锚面支承板、螺母组件安装

根据施工图设计及厂家产品说明书，依次安装支承板、螺母组件以及连接器。后锚面支撑板安装至后锚面锚垫板相应位置，并与出口保持一段距离;安装过程中应保证支承板中心与锚垫板管道中心对中并采用脚手架临时固定。

2.5.2 前锚面螺母组件及连接器的安装

然后将螺母组件与连接器组装好，利用起重设备将螺母组件与连接器吊装至前锚面相应锚垫板并固定，安装过程中也应注意螺母组件、连接器以及锚垫板要对中，防止组件偏移对成品索安装造成不便。

2.5.3 成品索安装

①前锚室成品索牵引系统。

成品索在前锚室采用循环牵引系统，系统由承重索和牵引索及牵引卷扬机组成。承重索：承重索两端分别锚固在洞口和前锚面相应的锚垫板位置，承重索2根，2根承重索之间设置尼龙托辊以承载成品索。循环牵引索：在前锚面槽口中间安装滑车，洞口安装2台2T快速卷扬机，卷扬机和滑车之间形成循环，形成循环送索，牵引索将成品索锚头牵引至前锚面。

②成品索穿束。

1）成品索放索盘布置在隧道锚洞口处，间隔三米布置一道尼龙托辊，并在地面垫好木板或彩条布，防止损坏索体PE层。

2）使用前锚室内的牵引系统，将成品索锚头牵引至前锚面。

3）穿束前，采用高压空气清除预应力孔道内杂物，人工清除锚垫板表面的杂物，在孔道入口垫油毛毡或麻袋以保护PE层，同时核对编号与孔道的对应关系。

4）先把入孔牵引索穿入孔道，牵入孔引索下端露出后锚面支承板穿索孔，入孔牵引索上端露出连接器上相对应的索孔。在前锚面，把成品索与入孔牵连接头相连接，如图4所示，穿束前成品索下端卸下螺母及垫圈。

5）在后锚面，牵引入孔牵引索，同时在前锚面缓慢放下成品索，直至成品索下端露出后锚面支承板端面，然后拆下牵引索。

6）将成品索锚头穿出后锚面后，将锚头穿过与前锚面连接器对应的锚孔，先将成品索在前锚面的螺母拧上临时固定，再将后锚面的锚头拧上螺母临时固定;

7）重复上述步骤直至孔内的6根成品索全部临时锚固;

8）用尼龙吊带将后锚面支承板捆住，利用人洞内的运输小车送往后锚面。用手拉葫芦与尼龙吊带连接，通过调整手拉葫芦调节支承板至锚垫板口并将支承板安装好;

9）根据设计图纸，通过调节锚头螺母将成品索锚头伸出后锚面的量调整至设计值，调整到位后，两端拧紧螺母。

重复上述方法，直至该束成品索所有锚头伸出量调整完毕，转移牵引系统，准备该束索的张拉施工。

注意事项：成品索的安装顺序由下到上，逐层安装。在前锚面利用牵引系统将成品索穿过锚塞体，在后锚面锚固;一束成品索安装就位后，在后锚面利用上脚手架上的手拉葫芦调整成品索支承板的位置，调好后将支承板固定并连接成品索。

2.6 预应力束张拉

主缆锚固系统预应力施工在锚碇混凝土施工完毕并达到设计强度100%之后进行，按照由下到上的顺序逐层进行。

成品索采取两端张拉、“双控”。先在后锚张拉到50%的张拉控制力，然后在前锚张拉到100%张拉控制力，再到后锚面张拉到100%的张拉控制力。张拉顺序为先张拉中间一束成品索再对称张拉其余六束成品索。对于整幅锚碇，张拉顺序为由下往上、由中心向两侧对称张拉。张拉采取同步、对称，千斤顶加荷应均匀递增。

张拉作业顺序：安装张拉杆及撑脚——安放千斤顶——安装张拉螺母——油泵及油表安装——分级张拉——读数、核算伸长值达到设计要求——持荷、卸荷、千斤顶回程——拆除张拉设备——下束张拉。

2.7 成品索锚头防腐及保护罩安装

成品索张拉施工完毕后应及时进行成品索锚头的防腐，成品索两端锚头表面涂抹80℃不流淌的油脂，确保涂抹质量，保证锚头的防腐质量。防腐油膏涂抹完毕后，根据设计图纸，安装保护罩，保护罩与锚垫板接合处垫上密封垫片，用板手拧紧保护罩螺栓。

3  成品索的运输、现场保护和修补措施

①成品索的运输保护。成品索运输前应制定确实可行的运输方案，根据工厂与施工现场的地理位置选择合适的运输线路，根据成品索具体的几何参数选择合适的运输工具。

②成品索的现场保护。成品索运至施工现场后，根据现场的具体布置情况选择合适的堆放场地，并且要在堆放处采取确实可行的防雨、防晒、防火措施以及在堆放处摆放明显的标志，同时还须安排专人定时巡查，发现隐患及时排除。

③成品索场内运输时要在运输车厢内加垫橡胶垫;起吊采用纤维绳，选取的纤维绳要考虑足够的安全系数，同时要对纤维绳定期检查，发现损伤应立即更换。

④成品索施工过程中的保护及修复。当成品索将要到达索道孔处时，安排专人检查，避免成品索进索道孔过程中刮伤，安装过程中实时检查成品索外观，发现PE有破损之处，立即用焊枪修补。

4  结语

金安金沙江大桥是国内第一座在隧道式锚碇中应用“挤压式多股成品索预应力锚固系统”的悬索桥。在施工中根据发现的问题不断调整安装工艺，总结出了适合隧道式锚碇的成品索锚固系统的施工工艺，供今后同类工程借鉴。

参考文献：

[1]JTG/T F50-2011，公路桥涵施工技术规范[S].

[2]JTG/T F80/1-2017，公路工程质量检验评定标准[S].

[3]徐刚，吴小斌.坝陵河大桥隧道锚锚塞体关键施工技术世界桥梁，2012，40（5）.