矮塔斜拉桥平行钢绞线拉索调索施工技术

陈玮 马宏宇 易乾

摘 要：在矮塔斜拉桥平行钢绞线拉索施工过程中，由于索塔及主梁造型复杂，使得在斜拉索索力控制难度加大，加之施工荷載的不确定性，初张拉的索力值往往与索力设计值存在偏差。这种偏差的积累，不仅影响成桥后的正常使用，而且会危及施工中的结构安全，因此成桥后，应根据实测监控的索力值进行调整[1]。本文通过对九江新建快速路系统（一期）工程总承包（一标段）矮塔斜拉平行钢绞线拉索调索施工技术的介绍，详细分析了索力产生偏差的原因，阐述了调索技术以供业内人员参考借鉴。

关键词：矮塔斜拉桥;平行钢绞线拉索;调索

一、引言

随着城市桥梁工程的不断发展，矮塔斜拉桥由于其结构安全、造型美观，目前在城市桥梁中得到了广泛应用。而斜拉索作为斜拉桥主要的受力构件，对维持整座桥梁的结构稳定、结构安全、结构线形起着至关重要的作用。在实际施工过程中，由于多种因素的影响，斜拉桥成桥后斜拉索张拉力与设计值存在一定偏差，针对平行钢绞线拉索体系，可以采用单根补张、单根放张的工艺调整索力的大小，大大提高调索的精度、速度。

二、工程概况

九江新建快速路系统（一期）工程总承包（一标段）矮塔斜拉桥桥长250m，孔跨布置为（65+120+65）m，为双塔斜拉桥，塔、墩、梁采用固结体系，桥梁平面位于R=350m圆曲线上。斜拉索为外倾式扇形双索面，斜拉索在主塔塔顶通过分丝管式转向鞍座连续通过，两侧锚固于箱梁悬臂处锚块上。斜拉索采用单层PE防护单丝涂覆环氧涂层钢绞线，规格为27-φs15.2m。

三、平行钢绞线拉索结构

本工程矮塔斜拉桥平行钢绞线拉索设计为单侧双向锚固体系，索鞍部分采用分丝管技术，可实现单根穿索、单根换索。斜拉索的每根钢绞线通过分丝管后，锚固在箱梁上。具体斜拉索构造图见图2。

四、调索原因

（一）单根张拉索力控制不均匀。平行钢绞线拉索目前基本采用单根钢绞线穿索、单根张拉的工艺，但随着每束钢绞线的依次张拉，桥梁结构均产生变形。主梁产生上挠、索塔产生压缩，斜拉索梁端锚点与塔端锚点的相对距离不断缩短，已张拉钢绞线的工作长度同步缩短，导致已张拉钢绞线所持索力不断变小[2]。尽管目前也有一些控制索力均匀性的方法，例如采用等值张拉法，这种方法是根据斜拉索仿真模拟结果以及单根斜拉索安装顺序，提前计算出每根钢绞线张拉力，换算到千斤顶油压[3]。但由于每根钢绞线张拉力相差不大，换到千斤顶油压的时候油压数值也相差不大，在现场实际张拉的过程中，操作人员很难按计算结果精确控制油压，从而控制张拉的索力，所以成桥后实测索力值与设计值会存在一定的偏差。

（二）索鞍、索导管安装定位不精确。矮塔斜拉桥结构造型复杂，导致索鞍、索导管安装定位困难，特别对于主梁线形为曲线且索塔为外倾式曲面双塔结构的矮塔斜拉桥，其分丝管索鞍及索导管的空间定位十分困难，在实际安装定位过程中，其定位的精度难以把控。如果塔上分丝管固定措施不到位，在浇筑混凝土后，会存在较大的沉降，导致分丝管偏位。对于梁端的索导管，梁段在浇筑混凝土后，索导管也会随着梁体发生沉降。索鞍及索导管如果产生较大位置偏差，成桥后实测索力与设计索力也会产生偏差，需要根据索鞍及索导管实测数据重新计算调整索力。

（三）桥梁线形控制不到位。矮塔斜拉桥主梁由于平纵线形复杂，在采用挂篮悬臂浇筑法施工时，对于主梁的线形控制是施工的一个重难点。在挂篮模板立模前，立模标高需将设计标高、设计预拱度、挂篮弹性变形值、施工预拱度相加得到，尽管立模时根据理想状态下的标高进行了测量放样，但由于挂篮模板固定不牢固、混凝土浇筑顺序不对、主梁预应力张拉等诸多施工因素的影响，主梁的线形往往会与理论值存在一定的偏差。成桥后，需要通过调整斜拉索索力来改改变主梁的线形，使其满足设计的要求。

五、调索工艺

（一）单根补张调索。斜拉桥成桥后，斜拉索实测索力小于设计索力允许的范围，根据第三方监测单位给出的调索指令，需将索力进行调大，索力调大采用单根补张的工艺，与单根张拉的工艺一致。

（1）成桥后，所有斜拉索初张拉已经全部完成，单根钢绞线索力的微调对整座桥梁的塔梁结构变形很小，在调索时，索力调整不在考虑钢绞线张拉先后顺序的影响，也就是说张拉力计算不使用等值张拉法。直接根据成桥后单根索力设计值，除以钢绞线根数，计算出每根钢绞线的张拉力，根据千斤顶标定的线性回归方程，将张拉力换成成千斤顶油压。（2）将单根斜拉索张拉千斤顶及其他张拉工具依次安装到位，千斤顶与油泵油管接好。（3）开动油泵，使千斤顶活塞无负载空升3-5cm;（4）按预先计算确定的相应张拉力，通过油泵缓慢进油张拉至设计索力值，两端应同时均衡加载，达到控制油压后保压1分钟，保证油压数值准确。（5）通过安装在拉索中的磁通量传感器，使用索力检测仪，实时监测索力，当索力达到设计值时，用专用工具打紧夹片，完成斜拉索单根钢绞线补张拉。（6）重复以上工作，完成单根拉索中所有钢绞线单根补张拉，安装附属构件及进行拉索防腐施工。

（二）单根放张调索。成桥后，当实测索力大设计索力值所允许的范围，需对索力进行放张处理，使其达到设计索力值。索力降低调整（退索）的步骤如下：（1）整体索力调整以监控指令为准，根据监控指令计算出每根索的张拉力，换算成千斤顶油压。（2）开动油泵，千斤顶油缸空行程一段距离（该距离为预计退索长度+50mm），工具锚板定位。（3）千斤顶供油，两端同时均衡缓慢加载，油压大于初张拉时的油压，油缸带动钢绞线束前行，观察夹片是否松动。（4）取出夹片，千斤顶回油卸载，油压回退至小于调索时需要的油压，因为千斤顶回油难以控制直接回油至要求的索力油压。（5）千斤顶再次供油，直到油压满足调索后的索力油压为止，索力检测仪检测的索力满足设计要求时，此时将夹片安装打紧。（6）重复以上工作，完成单根拉索中所有钢绞线单根放张，安装附属构件及进行拉索防腐施工。

六、结语

本文通过对九江新建快速路系统（一期）工程总承包（一标段）矮塔斜拉桥斜拉索索力偏差产生的原因分析、调索技术的介绍，实践表明，斜拉索索力由于施工过程中索力控制不均匀、预埋件安装定位不精确、桥梁线形控制不到位等因素影响，难以避免成桥后索力会产生偏差，通过应用单根补张、单根放张调索技术，可快速、高效、安全的完成索力的调整，确保拉索索力满足设计要求，保证结构的安全性。

参考文献

[1]温时雨，陈玉平.矮塔塔斜拉桥全桥斜拉索调索工法研究[J].商品与质量，2018-05-18.

[2]王金磊，罗洪成，杨世聪.钢绞线斜拉索施工工艺浅析[J].公路交通技术，2011，（4）：88-90+93.

[3]邹力，彭旭民，位东升.平行钢绞线斜拉索等值张拉力精确计算方法[J].重庆交通大学学报（自然科学版），2014-01-14.