浩吉铁路洞庭湖特大桥中塔稳定索施工技术

姜鹏

(中铁大桥局集团有限公司 湖北武汉 430056)

该文以洞庭湖特大桥主桥作为研究对象，通过对其进行深入研究，进一步了解和认识中塔稳定索施工技术在实践中的应用。其中，3#、4#、5#主塔均采用钢筋混凝土结构，桥面以上为倒Y 形，桥面以下塔柱内收为钻石形。塔顶高程+170.0 m，塔根(承台顶）高程+12.95 m，承台以上塔高157.05 m。主梁为钢箱梁钢桁结合梁结构，为不带竖杆的华轮式桁架，主桁采用内倾布置，上弦杆中心距12.0 m，下弦箱间距14.0 m。立面上每塔两侧共13组索，其中中塔稳定索共8根，整座桥共有164 根斜拉索。桥中，斜拉索是利用高强缠包带对整股钢丝进行缠绕后，在外侧增加双螺旋线HDPE护套，以此来提高钢丝的抗拉强度，确保洞庭湖特大桥在使用过程中能够更具稳定性，延长洞庭湖特大桥使用寿命。斜拉索采用PESC7-187、PESC7-265、PESC7-301、PESC7-379、PESC7-409、PESC7-439 六种规格。8 根中塔稳定索规格为PESC7-439，长度416.341 m，单根斜拉索索重60.6 t。

1 工程难点

完成塔端挂设后，固定好位置，借助塔顶吊架，使得索体托空吊起，将梁端锚杯移动到中间位置上，最后沿着既定方向展索在此基础上开展工作，能够确保各个环节都能顺利开展，提高工作有效性。需要注意的是，索体在中间位置时，会由内侧转为外侧，展索时索体会逐渐朝着护栏连接板靠近，最终损伤到索体。因此，随着展索和牵引工作逐步开展，应加强对索体的关注，避免其转向，确保索体不受到损伤。

2 施工关键技术

2.1 斜拉索运输及吊装上桥

就该项目而言，索体自重是60.6 t，考虑到运输方便性，对索体进行预处理，将成盘斜拉索用汽车运输到施工现场，施工人员借助提升站将成盘的斜拉索进行合并处理吊装到桥上，放置在指定位置，为后续施工活动提供方便。根据实际情况放置相应数量的斜拉索。

2.2 由边塔向中塔桥面展索

中塔稳定索吊装上桥完成后开始由边塔向中塔进行桥面展索（见图1），采用1台25 t汽车吊将塔端锚杯吊起，桥面牵引卷扬机钢丝绳与塔端锚杯相连，启动卷扬机将塔端锚杯向中塔方向牵引，在展开的索体下方每隔4 m 设置1 台单轴小车。施工中，需要释放10 m索体后，固定到锚杯小车上，借助汽车吊和V型辊轮吊起，这样既能够防止放索盘碰刮伤索体，还能够提高工作效率。继续进行桥面展索，当梁端锚杯脱离放索盘后，梁端吊起后，使得梁端锚杯逐渐脱离托架，引导其固定在小车上，为后续桥面展索提供支持，直到牵引到指定施工现场，最后完成展索[1]。通过这种施工方式，能够避免对索体的损伤，且有利于提高施工效率，确保施工人员安全性。

图1 桥面展索

2.3 塔端挂设

塔端挂设是一项非常重要的施工环节，因此我们要对该环节给予足够的重视。在施工中，将塔端锚杯后端与牵引板连接好，并将塔顶中的钢丝绳逐渐释放出来，穿过塔内对应锚垫板处逐步转向滑轮、锚杯螺母，下放到距塔顶锚杯10 m和90 m的位置后，进行双设置吊点。到达预期的位置后，开展起吊工作，起吊工作开展的同时，我们要对索体进行牵引，逐步增加牵引力度，将塔端锚杯牵引到索导管，旋至平扣，完成塔端挂设[2]。塔内安装张拉机具，并将塔端锚杯下放一定距离（见图2）。

2.4 桥面展索及牵引

塔端挂设完成后，梁端锚杯在边塔中跨6#索梁端锚固位置附近，距离跨中位置约100 m。在塔端与锚杯距离110 m和230 m位置上，借助20 t吊装将双置点撤销。需要注意的是，要同时开展该项工作，简而言之，在起吊的同时，利用卷扬机将索体转移到中塔位置，到达指定位置后停止起吊工作（见图3）。通过计算，此过程中塔顶吊架和塔吊共提升150 m 索体，塔顶吊架提升重量为12.7 t，塔吊提升重量为8.5 t。

图3 梁端锚杯展至跨中

利用一台75 t 汽车吊将梁端锚杯由已挂拉索内侧，转到已挂拉索外侧（见图4）。

图4 梁端锚杯转至已挂斜拉索外侧

在跨中主桁腹板连接板上设置一套展索托架，展索托架与主桁腹板连接板采用螺栓进行固定。展索托架上方布置辊筒和PE管，保证索体能够从展索托架上顺利通过。在展索托架两侧的桥面上各设置一套导向托架，利用导向托架改变斜拉索展索方向，保证斜拉索在每个展索作业面顺直展开[3]。

由于该项工程施工难度大、工程量多，因此在施工中需要借助大型施工设备开展施工。为了确保斜拉索能够稳定在预期位置，可以启动牵引卷扬机，使得梁端锚杯朝着外侧转变（见图5）。到达指定位置之后展开索体，每隔6 m设置一个固定辊轮架作为固定支撑用，而后利用PE管将索体与桥面间隔开来，避免对索体构成损伤。随着施工进度的推荐，长加劲锁要予以展索处理，并进行相应的牵引，最后确保索体能够完整的脱离桥面，实现对整个桥面的牵拉作用，确保桥梁在使用过程中更加稳固。当导向托架位置的索体脱离桥面时，采用一台75 t汽车吊提升索体，使索体高于主桁腹板连接板，继续展索及梁端牵引。使跨中位置索体在没有75 t汽车吊提升状态下，高于主桁腹板连接板，75 t汽车吊吊点放下。

图5 梁端锚杯在已挂斜拉索外侧展索

2.5 梁端软牵引

软牵引作为施工活动的一部分，能够借助相应设备对索体进行处理，避免对索体的损伤，使得索体在日后使用中更好地发挥自身作用。在施工活动中，当锚杯与索导管口距离48 m时，汽车可以通过6 500 kN张拉杆通过连接套满丝扣旋入锚杯后端内丝，并将已组装好19根牵引钢绞线的牵引套满丝扣旋入张拉杆后端。将2 500 kN张拉撑脚、锚环、2 500 kN张拉千斤顶定位后，打紧工具夹片，启动梁下软牵引系统，往复牵引[4]。

反复牵引至相应位置时，具体为索导管10 m 处，选择相应的软质吊装绳予以安装，并在汽车吊的牵引下逐步提升张拉杆与锚杯之间的角度。值得注意的是，在这过程中，要安排专业人员在现场进行指导，避免牵拉速度过快或者过缓对索体构成损伤。当锚杯及延长筒全部进入索导管后，在其下端硬铺设好橡胶皮等，这样能够避免索导管下端口直接接触构成的伤害[5]。当6 500 kN 张拉杆丝扣外露出梁下锚垫板处锚杯螺母16 cm 时，停止牵引，塔内工作人员安装U 型卡板将6 500 kN张拉杆进行锚固，此工序结束（见图6）。

图6 梁端软牵引及牵引引具

拆除软牵引体系，检查钢绞线表面的受损情况，视受损情况的程度来决定是否更换钢绞线，以便于下一根斜拉索的安全牵引，组装张拉机具做好张拉前硬牵引工作。

3 施工过程中的安全管理

无论哪种施工项目，施工安全管理在其中都占据举足轻重的地位，因此要重视施工安全管理，具体来说，可以从如下几个方面入手：一是从思想上给予关注，由上至下都要认识到安全是第一生产力，只有这样，才能够在工作中按照操作规范开展工作。对施工人员培训时，要侧重从事故危害、处理成本等多个角度出发，引起全员的重视，或者对实例进行讲解，从根源上加强对危险因素的防控，创建安全、和谐的施工环境，为施工活动顺利开展保驾护航。

二是建立安全管理制度，对于制度的建立，要立足于实际情况，切实从项目本身出发，可以咨询相关人员，使得制度更加专业、更具实效性。相比较而言，桥梁施工更具特殊性，且随着施工进度不断推进，会出现很多变化。因此，在制度上，还要加强对其优化和完善，针对不同项目、施工环节等，在制度制定时要遵循针对性、灵活实用原则，能够为施工人员实践工作提供科学指导。

三是对于设备操作人员，必须严格检查其是否具备资格证，在操作前对设备进行检查，保证其符合作业要求，如需高处作业，应设置好围栏和安全网，遇到恶劣环境，禁止高空作业。

四是增加安全管理投入，如引进新技术，购买全自动、智能化监控系统，实现对施工过程全程监督和控制，以此来弥补人员监管不足。再者，引进先进施工技术，代替施工人员完成难度较大的施工环节，提高施工效率的同时，还能够确保人员人身安全。安全管理工作贯穿于施工项目全过程，是一项系统性、具体性工作，要给予足够重视[6]。

4 结语

浩吉铁路洞庭湖特大桥为国内首次在铁路桥上采用中塔稳定索，施工过程中通过采用跨中设置索体转向、桥面固定辊轮架、塔顶吊架安装旁压张力测试仪，施工安全管理等一系列措施，高精度、高效率地完成了挂设，为后续同类型桥梁施工提供了宝贵的经验。