唐廷云
(中交二航局第二工程有限公司, 重慶 401121)
在斜拉橋的整體施工中,牽索掛籃懸澆法是在進行主梁施工時常用的方法,而這種方法在線形與精度方面都有著控制難點,可以說,在整個施工中,主梁的施工難度較大。斜拉橋在斜拉索方面主要采用平行鋼絲束,在各個方面都較為復雜,并且平行鋼絲束的長度與受力都較大,在整體施工中較難控制。而在斜拉橋施工中,想要對各方面進行一個較為完美的質(zhì)量控制,也是較為困難的。
瀘州黃艤長江大橋為主跨 520m的十跨連續(xù)梁半漂浮體系高低雙塔雙索面混合梁斜拉橋,4#高塔塔高210m,3#低塔塔高123.5m,邊跨為混凝土箱梁,中跨為鋼箱梁,鋼混結(jié)合面設(shè)置在索塔橫橋向中軸線靠中跨側(cè)12m位置。
全橋共計62對(124根)斜拉索,扇面布置,其中南岸高塔42對,北岸低塔20對,橫橋向兩根斜拉索在橋面處的中心距為25m。因箱梁為混合梁結(jié)構(gòu)形式,邊、中跨荷載不平衡,因此,每個索塔兩側(cè)的斜拉索布置并不對稱(見圖1)。
斜拉索采用φ7mm直徑的鍍鋅高強平行鋼絲索,抗拉強度1670MPa,斜拉索護套采用內(nèi)層黑色外層彩色的雙層高密度熱擠聚乙烯(PES)材料(見圖2)。
圖1 主橋斜拉索縱橋向立面布置圖
圖2 斜拉索鋼絲排列與聚乙烯防護套圖
如表1所示為主要工程數(shù)量表。
表1 工程數(shù)量表
運輸方式:斜拉索采用陸路的方式由平板車運輸至施工現(xiàn)場。
索上橋面:采用斜拉索整體上橋面的方式,南岸重索采用6#墩處的吊索桁車吊上橋面,輕索可通過250t·m塔吊直接吊上橋面,待引橋完工后裝斜拉索的平板車直接開上橋面;北岸斜拉索采用平板車直接開上橋面。
索進放索盤:輕索可由塔吊(或汽車吊)整捆吊入索盤,重索可由塔吊或汽車吊抬吊入索盤,超重索則采取零租50t吊車吊進索盤。
放索盤的行走:在放索盤底安裝4個滾輪,采用梁端卷揚機牽引拖動行走。
展索:根據(jù)索的重量及250t·m的吊距(50m),將斜拉索劃分為長索及短索,其中高塔S1~S3為短索,低塔N1~N3為短索,其余斜拉索為長索。短索展索時,通過250t·m塔吊直接將塔端索頭處的索夾吊起自然展索。長索展索時,先用250t·m塔吊(或塔頂滑車組)向上提起塔端索頭,提升過程中,旋轉(zhuǎn)放索盤放索直至塔端戴上大螺母,然后由梁端卷揚機拖動放索盤前行,邊前行邊旋轉(zhuǎn)放索,在此過程中,在已放索下方放置展索滾輪防止斜拉索磨損,直至索盤行走至梁端展索完畢。
掛索順序:先進行塔端掛索,再進行梁端掛索。
塔端掛索:塔端采用從索導管內(nèi)下放6×19(6股,每股19絲)的φ21.5mm鋼絲繩作為斜拉索牽引繩,使用5t卷揚機牽引索頭進入索導管,同時輔以250t﹒m塔吊及32t滑車組提索。因掛索時索塔未封頂,因此牽引卷揚機先安裝在中橫梁上,牽引繩由中橫梁人孔導入索塔內(nèi)箱室,待索塔封頂后再將牽引卷揚機移到塔頂安裝,而提索使用的5t卷揚機則安裝在塔下的箱梁上。
梁端掛索:梁端采用8t卷揚機、40t滑車組在索導管前端引導,同時輔以25t汽車吊提索使索頭下垂,便于索頭進入索導管,為方便一次牽引到位,梁底另配千斤頂進行牽引掛索。
張拉:張拉均采用硬性鋼絲桿通過變徑接頭接在斜拉索錨頭內(nèi)槽口上張拉,先用穿心式千斤頂循環(huán)牽引鋼絲桿,直至斜拉索的索力符合設(shè)計要求,最后錨固好冷鑄錨大螺帽。高塔在塔端單端張拉,張拉千斤頂采用650t穿心式千斤頂。低塔因塔內(nèi)空間狹小,采用500t穿心式千斤頂在梁端單端張拉。
(1)總體施工方案選擇
斜拉索的安裝主要分為兩種不同的形式,根據(jù)索的長短,可以以塔頂為基準,作短索的安裝,以塔段為基準,作長索的安裝。
(2)總體施工流程
斜拉索安裝施工的整體安裝工藝流程具體如下:索捆裝船→放索船就位→錨頭上安裝張拉桿→塔頂卷揚機下鉤鎖住斜拉索錨頭→放索、起吊→塔內(nèi)牽引就位→塔上臨時固定→千斤頂標定→安裝張拉設(shè)備→梁端軟牽引就位→斜拉索分次張拉→(索力轉(zhuǎn)換)→索力調(diào)整→減震器安裝。
(1)成品索的檢查
在斜拉索出廠前,要對整體質(zhì)量進行一個較為細致的檢查;在斜拉索運送到施工現(xiàn)場后,要對斜拉索的數(shù)量、質(zhì)量以及各類檢測結(jié)果進行檢查,比對質(zhì)量是否符合設(shè)計要求。
(2)搭設(shè)塔內(nèi)張拉平臺、焊接塔內(nèi)臨時吊點
在鋼錨梁內(nèi)部進行施工平臺的搭設(shè),該施工平臺要嚴格按照該層鋼錨梁的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和該處的施工要求來布置,以此來搭設(shè)塔內(nèi)的張拉平臺,并且,在鋼錨梁上焊接塔內(nèi)的臨時吊點,在進行該處焊接時,應該在監(jiān)理工程師的監(jiān)督下進行,在焊接結(jié)束后,要對該焊接點進行質(zhì)量檢查,在該處施工結(jié)束后,要對該焊接點進行處理。
(3)索套管的處理
斜拉索的直徑的索套管的直徑有一定的相差,這是設(shè)計中所不能避免的,但是這種情況卻很影響在實際施工中的正常進行,在兩者相互摩擦后,很容易造成相互之間保護套的損傷或者導致斜拉索的張力失準。這種情況對于整體施工的質(zhì)量要求以及對整體施工的安全要求來說都是具有一定安全隱患的,所以說,想要對這個不可避免的問題進行解決,最行之有效的方法就是將索套管內(nèi)部進行打平磨光,以此來減少對各處的損害,將損失降到最低。
在塔頂會進行斜拉索的張拉,并且有壓力傳感器、千斤頂?shù)仍O(shè)備與部件的安裝,具體安裝部件與分布如圖3所示。在進行張拉時,需對張拉的各項數(shù)據(jù)進行數(shù)字監(jiān)控,要在各個時間段都能嚴格符合設(shè)計中所提到的要求,防止因為數(shù)據(jù)的控制不當而導致出現(xiàn)質(zhì)量的問題。
圖3 千斤頂張拉示意圖
放索的過程較為危險,因為拉索為成圈放置,容易彈出傷人,所以在索盤的周圍,需要對索盤進行處理,如放置幾個控制點,以此來保護周圍的施工人員的安全[1]。
在進行水平牽引的過程中,卷揚機會對拉索本身產(chǎn)生一定的摩擦, 此時可以設(shè)置一些托板,以此來進行拉索的有效保護。此外,如果拉索采用的是螺旋形拉索,則需要在托板上進行橡膠墊層的鋪設(shè)。
卷揚機組的作用為安裝并起吊主塔的上端拉索,需設(shè)立2個卷揚機的吊點。
(1)提升8t卷揚機組:
從設(shè)計中可知,拉索的最大起重量為7t,所以設(shè)立1組為8t的卷揚機組。
(2)拉索錨端吊裝卷揚機:
另一組卷揚機為3t卷揚機,該卷揚機的作用為幫助拉索到達塔頂?shù)念A埋管處,在兩組卷揚機的共同作用下,可以較為快速且準確地進行拉索的安裝。
(3)吊具拆卸掛籃:
在拉索的安裝結(jié)束后,需要進行吊具的拆卸運輸,當沒有設(shè)置腳手架時,可采用掛籃的形式進行運輸,將吊具進行拆卸后,使其利用掛籃進行運輸,需注意,掛籃本身只為運輸人員使用,吊具需要利用橋面的卷揚機來進行運輸。
當進行卷揚機進行張拉的過程中,有時會出現(xiàn)拉索安裝牽引力>15t的情況出現(xiàn),此時可以利用千斤頂,將拉索最后安裝成功。并且如果卷揚機的牽引力過大,會造成拉索的保護套發(fā)生損壞,所以需在拉索上安裝上一層柔軟的墊層[2]。
(1)在塔頂施工時,較為不穩(wěn)定的因素就是高空墜物,一定要保證防護欄等防護措施的嚴密性,禁止在高空中丟棄廢物,并且組織相關(guān)人員定期在鐵路或公路處進行檢查,如有廢棄物,要及時處理;
(2)在施工的過程中要極其小心PE套,不能被損壞,否則很難保證整體的施工質(zhì)量;
(3)在安裝斜拉索的過程中,如果還未離開橋表面,對于其表面存在的外包裝盡量的不要拆除,這樣可以最大化地保護斜拉索不受傷害;
(4)在進行安裝的過程中,由于各類構(gòu)件較多,構(gòu)件間的連接處也較多,如果某一處鏈接發(fā)生問題,對于整體來說都是災難性的,所以在工程進行中,要嚴密控制各個連接處,時刻關(guān)注各個連接處的狀態(tài)。
綜上所述,從黃艤長江大橋的例子可明顯地看出,在整體斜拉橋施工的過程中,斜拉索的安裝質(zhì)量是重中之重,在施工中要嚴格控制各個工序的安裝過程以及對斜拉索的索力控制,這兩方面的控制決定了斜拉索的安裝情況,黃艤長江大橋在這方面的做法較為完善,在各方各面都比較認真,從而使整個斜拉索的安裝過程極其順利,可以說是近年來在斜拉索安裝方面的優(yōu)質(zhì)教科書。
[1]白延芳.大跨度混凝土斜拉橋施工控制數(shù)值模擬方法探討[D].成都:西南交通大學,2009.
[2]王輝,徐洪磊.巴江河特大橋預應力現(xiàn)澆連續(xù)梁應力監(jiān)測[J].湖南交通科技,2009(03):117-120.