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        懸索橋隧道式錨碇成品索錨固系統(tǒng)施工技術(shù)

        2019-07-17 02:21:37王坤丁亞輝
        價(jià)值工程 2019年11期
        關(guān)鍵詞:懸索橋

        王坤 丁亞輝

        摘要:華麗高速金沙江大橋采用隧道式錨碇,主纜采用可更換的擠壓式多股成品索預(yù)應(yīng)力錨固系統(tǒng);隧道式錨碇作業(yè)空間狹小,僅能采用人工、手動(dòng)葫蘆安裝;前后錨面兩端張拉。

        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.

        關(guān)鍵詞:懸索橋;隧道式錨碇;成品索錨固系統(tǒng);可更換

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

        中圖分類號(hào):U448.25 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào):1006-4311(2019)11-0076-03

        1 ?工程概況

        華麗高速金安金沙江大橋位于麗江市約40公里處,屬整個(gè)華麗高速公路的“卡脖子”控制性工程,起訖樁號(hào)K113+837~K115+599。主橋?yàn)?386米單跨板桁結(jié)合加勁梁懸索橋,由隧道式錨碇、索塔、索鞍、纜索和板桁結(jié)合加勁梁等工程有機(jī)地組成一體。兩岸錨碇均為隧道式錨碇,每岸沿主纜軸線方向設(shè)置左右2個(gè)隧道錨,錨碇主要由散索鞍基礎(chǔ)、錨塞體、前錨室、散索鞍基礎(chǔ)等幾部分組成。錨碇構(gòu)造如圖1。

        大橋主纜采用采用預(yù)制平行鋼絲索股(PPWS)。每根主纜中,從東錨旋到西錨陡的通長(zhǎng)索股有169股,邊跨不設(shè)背索。每根索股由127根公稱直徑為5.25mm、公稱抗拉強(qiáng)度為1770MPa的高強(qiáng)度鍍鋼絲組成。索股兩端設(shè)索股錨頭,索股錨頭采用熱鑄錨,在錨杯內(nèi)澆注鋅銅合金,使主纜鋼絲與錨杯相連。

        主纜索股采用預(yù)應(yīng)力錨固系統(tǒng)錨固,主纜索股通過(guò)拉桿及連接器與成品索連接,每個(gè)隧道錨內(nèi)有103套索股相連接器,包括37套單索股錨固連接器和66套雙索股錨固連接器。錨碇預(yù)應(yīng)力束布置如圖2。

        錨固系統(tǒng)由索股錨固連接構(gòu)造和預(yù)應(yīng)力錨固構(gòu)造組成。索股錨固連接構(gòu)造由拉桿及其組件、連接平板及連接筒組成。索股錨固連接構(gòu)造有單索股錨固連接構(gòu)造和雙索股錨固連接構(gòu)造兩種類型。單索股錨固連接構(gòu)造由2根拉桿、單索股連接器構(gòu)成,雙索股錨固連接構(gòu)由4根拉桿、雙索股連接器構(gòu)成。預(yù)應(yīng)力錨固構(gòu)造由預(yù)埋管道、成品索及錨具、錨頭防護(hù)帽等組成。在前錨面位置拉桿一端與索股錨頭上的錨板相連接,另一端與被預(yù)應(yīng)力鋼束錨固于前錨面的連接器連接。索體采用“擠壓式多股成品索”,以下簡(jiǎn)稱“成品索”。

        成品索索體采用1860MPa無(wú)粘結(jié)環(huán)氧鋼絞線,并采用與預(yù)應(yīng)力鋼束配套的錨固體系,包含錨墊板、螺旋鋼筋、錨頭保護(hù)罩等。成品索安裝孔采用預(yù)埋鋼管成孔,鋼管內(nèi)根據(jù)管內(nèi)濕度情況由專用除濕系統(tǒng)加注干燥空氣,以實(shí)現(xiàn)主纜錨固系統(tǒng)中成品索的后期整股更換。單個(gè)錨碇成品索重量為212噸。

        2 ?施工方法

        2.1 錨塞體施工

        錨塞體按“分層澆筑、分層支撐、分段接管、實(shí)時(shí)監(jiān)控”的方案施工。錨塞體采用C40微膨脹聚丙烯合成纖維抗?jié)B混凝土(抗?jié)B等級(jí)P10),總量19403m3。錨塞體按照大體積混凝土施工工藝分層施工,標(biāo)準(zhǔn)層高4.0m,共分為10層施工,并根據(jù)溫控方案布置冷卻水管。錨塞體底面采用滿堂小鋼管支架支撐。預(yù)應(yīng)力管道及管道定位支架按混凝土施工順序分層定位安裝,混凝土采用泵送施工。

        2.2 預(yù)埋件安裝

        預(yù)埋件由預(yù)埋管、錨墊板、螺旋筋以及連接管組成。預(yù)埋件在工廠發(fā)貨為各零件分開(kāi)發(fā)貨,在預(yù)埋件安裝前,先將預(yù)埋管、錨墊板等預(yù)埋件進(jìn)行組裝。

        先將預(yù)埋件根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙安裝在定位支架指定位置,再根據(jù)設(shè)計(jì)及監(jiān)控測(cè)量放樣給出的指令進(jìn)行調(diào)整。預(yù)埋件安裝到控制位置后,將預(yù)埋件與定位支架焊接固定。

        預(yù)埋件安裝施工具體步驟:利用起重設(shè)備將預(yù)埋件吊裝至定位支架上;用尼龍吊帶將預(yù)埋件兩端捆綁,并連接手拉葫蘆;根據(jù)設(shè)計(jì)及監(jiān)控放樣得出的數(shù)據(jù),通過(guò)調(diào)節(jié)手拉葫蘆調(diào)整預(yù)埋件,直至預(yù)埋件控制點(diǎn)調(diào)整至設(shè)計(jì)位置,定位精確,特別是曲線預(yù)埋管位置;通過(guò)焊接或者捆綁的方式固定預(yù)埋件;循環(huán)上述步驟,直至該混凝土澆筑層預(yù)埋件全部安裝完成。

        預(yù)埋件安裝施工注意事項(xiàng):①注意區(qū)分前錨面墊板與后錨面墊板,不能混淆。前錨面墊板與后錨面墊板在廠內(nèi)有不同的標(biāo)識(shí);②安裝前,錨墊板端面的螺栓孔內(nèi)應(yīng)涂滿黃油保護(hù)螺牙,防止砼澆筑時(shí)漏漿堵塞螺孔而導(dǎo)致后續(xù)安裝連接器和支承板困難;③前后錨面錨墊板預(yù)埋的傾角應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙控制,要保證錨墊板上下兩條邊處于水平,避免后續(xù)安裝拉桿時(shí)角度偏差過(guò)大而難以糾偏;④預(yù)埋鋼管采用焊接接長(zhǎng),應(yīng)保證所有焊縫均勻、連續(xù)、密實(shí),以防漏漿;在確保焊縫均勻、連續(xù)、密實(shí)后,在焊縫表面再涂上一層厚度不小于1mm的密封膠或環(huán)氧樹(shù)脂;⑤后錨墊板安裝時(shí)注意其大端面上的排水口要位于最低點(diǎn)。

        2.3 搭設(shè)施工腳手架

        錨固系統(tǒng)的安裝施工需要在前、后錨面都搭設(shè)腳手架施工平臺(tái)。前錨面的腳手架施工平臺(tái)搭設(shè)時(shí)適當(dāng)留出運(yùn)輸?shù)目臻g,以方便錨固系統(tǒng)的施工。后錨面的腳手架可采用模板腳手架改制或者重新搭設(shè),保證人員作業(yè)、施工設(shè)備安裝即可。

        2.4 材料運(yùn)輸方法

        施工設(shè)備及材料在前錨室通過(guò)設(shè)置在錨室頂部的纜索吊運(yùn)輸;在錨塞體內(nèi)部采用設(shè)置在人洞底面設(shè)置有軌運(yùn)輸小車及牽引卷?yè)P(yáng)機(jī)運(yùn)輸;在后錨室通過(guò)安裝在腳手架上的電動(dòng)葫蘆、手拉葫蘆運(yùn)輸。

        2.5 預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)安裝

        2.5.1 后錨面支承板、螺母組件安裝

        根據(jù)施工圖設(shè)計(jì)及廠家產(chǎn)品說(shuō)明書,依次安裝支承板、螺母組件以及連接器。后錨面支撐板安裝至后錨面錨墊板相應(yīng)位置,并與出口保持一段距離;安裝過(guò)程中應(yīng)保證支承板中心與錨墊板管道中心對(duì)中并采用腳手架臨時(shí)固定。

        2.5.2 前錨面螺母組件及連接器的安裝

        然后將螺母組件與連接器組裝好,利用起重設(shè)備將螺母組件與連接器吊裝至前錨面相應(yīng)錨墊板并固定,安裝過(guò)程中也應(yīng)注意螺母組件、連接器以及錨墊板要對(duì)中,防止組件偏移對(duì)成品索安裝造成不便。

        2.5.3 成品索安裝

        ①前錨室成品索牽引系統(tǒng)。

        成品索在前錨室采用循環(huán)牽引系統(tǒng),系統(tǒng)由承重索和牽引索及牽引卷?yè)P(yáng)機(jī)組成。承重索:承重索兩端分別錨固在洞口和前錨面相應(yīng)的錨墊板位置,承重索2根,2根承重索之間設(shè)置尼龍托輥以承載成品索。循環(huán)牽引索:在前錨面槽口中間安裝滑車,洞口安裝2臺(tái)2T快速卷?yè)P(yáng)機(jī),卷?yè)P(yáng)機(jī)和滑車之間形成循環(huán),形成循環(huán)送索,牽引索將成品索錨頭牽引至前錨面。

        ②成品索穿束。

        1)成品索放索盤布置在隧道錨洞口處,間隔三米布置一道尼龍托輥,并在地面墊好木板或彩條布,防止損壞索體PE層。

        2)使用前錨室內(nèi)的牽引系統(tǒng),將成品索錨頭牽引至前錨面。

        3)穿束前,采用高壓空氣清除預(yù)應(yīng)力孔道內(nèi)雜物,人工清除錨墊板表面的雜物,在孔道入口墊油毛氈或麻袋以保護(hù)PE層,同時(shí)核對(duì)編號(hào)與孔道的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

        4)先把入孔牽引索穿入孔道,牽入孔引索下端露出后錨面支承板穿索孔,入孔牽引索上端露出連接器上相對(duì)應(yīng)的索孔。在前錨面,把成品索與入孔牽連接頭相連接,如圖4所示,穿束前成品索下端卸下螺母及墊圈。

        5)在后錨面,牽引入孔牽引索,同時(shí)在前錨面緩慢放下成品索,直至成品索下端露出后錨面支承板端面,然后拆下?tīng)恳鳌?/p>

        6)將成品索錨頭穿出后錨面后,將錨頭穿過(guò)與前錨面連接器對(duì)應(yīng)的錨孔,先將成品索在前錨面的螺母擰上臨時(shí)固定,再將后錨面的錨頭擰上螺母臨時(shí)固定;

        7)重復(fù)上述步驟直至孔內(nèi)的6根成品索全部臨時(shí)錨固;

        8)用尼龍吊帶將后錨面支承板捆住,利用人洞內(nèi)的運(yùn)輸小車送往后錨面。用手拉葫蘆與尼龍吊帶連接,通過(guò)調(diào)整手拉葫蘆調(diào)節(jié)支承板至錨墊板口并將支承板安裝好;

        9)根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙,通過(guò)調(diào)節(jié)錨頭螺母將成品索錨頭伸出后錨面的量調(diào)整至設(shè)計(jì)值,調(diào)整到位后,兩端擰緊螺母。

        重復(fù)上述方法,直至該束成品索所有錨頭伸出量調(diào)整完畢,轉(zhuǎn)移牽引系統(tǒng),準(zhǔn)備該束索的張拉施工。

        注意事項(xiàng):成品索的安裝順序由下到上,逐層安裝。在前錨面利用牽引系統(tǒng)將成品索穿過(guò)錨塞體,在后錨面錨固;一束成品索安裝就位后,在后錨面利用上腳手架上的手拉葫蘆調(diào)整成品索支承板的位置,調(diào)好后將支承板固定并連接成品索。

        2.6 預(yù)應(yīng)力束張拉

        主纜錨固系統(tǒng)預(yù)應(yīng)力施工在錨碇混凝土施工完畢并達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度100%之后進(jìn)行,按照由下到上的順序逐層進(jìn)行。

        成品索采取兩端張拉、“雙控”。先在后錨張拉到50%的張拉控制力,然后在前錨張拉到100%張拉控制力,再到后錨面張拉到100%的張拉控制力。張拉順序?yàn)橄葟埨虚g一束成品索再對(duì)稱張拉其余六束成品索。對(duì)于整幅錨碇,張拉順序?yàn)橛上峦稀⒂芍行南騼蓚?cè)對(duì)稱張拉。張拉采取同步、對(duì)稱,千斤頂加荷應(yīng)均勻遞增。

        張拉作業(yè)順序:安裝張拉桿及撐腳——安放千斤頂——安裝張拉螺母——油泵及油表安裝——分級(jí)張拉——讀數(shù)、核算伸長(zhǎng)值達(dá)到設(shè)計(jì)要求——持荷、卸荷、千斤頂回程——拆除張拉設(shè)備——下束張拉。

        2.7 成品索錨頭防腐及保護(hù)罩安裝

        成品索張拉施工完畢后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行成品索錨頭的防腐,成品索兩端錨頭表面涂抹80℃不流淌的油脂,確保涂抹質(zhì)量,保證錨頭的防腐質(zhì)量。防腐油膏涂抹完畢后,根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙,安裝保護(hù)罩,保護(hù)罩與錨墊板接合處墊上密封墊片,用板手?jǐn)Q緊保護(hù)罩螺栓。

        3 ?成品索的運(yùn)輸、現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)和修補(bǔ)措施

        ①成品索的運(yùn)輸保護(hù)。成品索運(yùn)輸前應(yīng)制定確實(shí)可行的運(yùn)輸方案,根據(jù)工廠與施工現(xiàn)場(chǎng)的地理位置選擇合適的運(yùn)輸線路,根據(jù)成品索具體的幾何參數(shù)選擇合適的運(yùn)輸工具。

        ②成品索的現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)。成品索運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)后,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的具體布置情況選擇合適的堆放場(chǎng)地,并且要在堆放處采取確實(shí)可行的防雨、防曬、防火措施以及在堆放處擺放明顯的標(biāo)志,同時(shí)還須安排專人定時(shí)巡查,發(fā)現(xiàn)隱患及時(shí)排除。

        ③成品索場(chǎng)內(nèi)運(yùn)輸時(shí)要在運(yùn)輸車廂內(nèi)加墊橡膠墊;起吊采用纖維繩,選取的纖維繩要考慮足夠的安全系數(shù),同時(shí)要對(duì)纖維繩定期檢查,發(fā)現(xiàn)損傷應(yīng)立即更換。

        ④成品索施工過(guò)程中的保護(hù)及修復(fù)。當(dāng)成品索將要到達(dá)索道孔處時(shí),安排專人檢查,避免成品索進(jìn)索道孔過(guò)程中刮傷,安裝過(guò)程中實(shí)時(shí)檢查成品索外觀,發(fā)現(xiàn)PE有破損之處,立即用焊槍修補(bǔ)。

        4 ?結(jié)語(yǔ)

        金安金沙江大橋是國(guó)內(nèi)第一座在隧道式錨碇中應(yīng)用“擠壓式多股成品索預(yù)應(yīng)力錨固系統(tǒng)”的懸索橋。在施工中根據(jù)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題不斷調(diào)整安裝工藝,總結(jié)出了適合隧道式錨碇的成品索錨固系統(tǒng)的施工工藝,供今后同類工程借鑒。

        參考文獻(xiàn):

        [1]JTG/T F50-2011,公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范[S].

        [2]JTG/T F80/1-2017,公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)[S].

        [3]徐剛,吳小斌.壩陵河大橋隧道錨錨塞體關(guān)鍵施工技術(shù)世界橋梁,2012,40(5).

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