宋衛(wèi)東
摘要:本文結合實際的案例,對矮塔斜拉橋結構特點、現(xiàn)場的施工條件、具體的施工工藝與技術等進行了詳細分析,旨在提高路橋施工的質量,為同行提供一定的借鑒和參考。
關鍵詞:矮塔斜拉橋;斜拉索;施工技術;等張拉力法
一、工程案例
某大橋寬度為44m,跨徑布置為86m+146m+86m,塔高為21m,三跨連續(xù)四索面矮塔斜拉橋為其主橋結構。全橋共有6個主塔,沿著橋的方向呈2排3個排列。中主塔為雙索面,邊主塔為單索面,各索面斜拉索呈扇形布置。
57根斜拉索貫通橋塔,選用的預應力鋼絞線標準強度為185MPa的48mm×15mm,55mm×15mm,兩側下吊點為延伸的方向,中間經(jīng)過塔頂處的索鞍構造,頂點為主梁懸臂翼板下方的混凝土錨塊處,斜拉索鋼絞線能夠貫穿橋塔,將鞍座設置在橋塔塔身的上部位置同時進行對稱和錨固操作。
二、斜拉索施工技術
(一)斜拉索安裝施工總體布置
與傳統(tǒng)拉索相比,在塔高的限制下,矮塔斜拉橋的斜拉索較短,需要精確控制索力,并根據(jù)實際情況不斷進行調(diào)整。同時由于拉索需要貫穿橋塔并兩端錨固于主梁上,這也決定了安裝矮塔斜拉橋拉索的時候,在主梁上將拉索的兩端進行固定,并保持貫穿全塔。
(二)掛索前準備
1.斜拉索下料及HDPE管焊接
以設計要求為參照,對斜拉索的無應力索長進行計算,然后進行下料工作,采用發(fā)熱式工具,對焊連接斜拉索的HDPE管,使相鄰的兩個端面能夠有足夠的空間接觸,使其相互作用,提高連接的質量。
2.張拉錨具安裝
螺母、錨板、密封壓板、錐形密封墊、密封墊、灌漿筒、擠壓板、分絲板等組成了群錨體系,包含著兩種規(guī)格的斜拉索錨具,分別是50mm×15mm、56mm×16mm。利用斜拉索錨具進行安裝,在這個過程中,需要遵循嚴格的順序,將膠水涂抹在防損套與錨板密封件上,增強構件運輸?shù)姆€(wěn)定性。對螺母的安裝需要對旋合長度進行嚴格控制,通常情況下,需要在錨板錨固端面4-6mm處使其與螺母前端面脫離,為調(diào)索工作提供便利。組裝錨具后,在箱梁內(nèi)部的錨墊板上預先固定。
(三)鋼絞線穿索
1.HDPE外套管吊裝
在錨固筒和延伸管內(nèi)套入HDPE外套,應安裝之前需要利用索箍進行固定,提升作業(yè)使用的機械是卷揚機。在標準高度上對HDPE外套管進行控制,選擇塔柱索鞍位置,連接塔柱索鞍與索箍,以1m為限度,將外套管與預埋管進行隔離。完成主塔兩側HDPE管的起吊工作后,需要固定主梁端,避免外套管在偏擺情況下出現(xiàn)損壞。
2.鋼絞線穿索及安裝
矮塔斜拉橋的主塔上設置了分絲管式索鞍,鋼絞線需穿過分絲管并向下錨固于主梁內(nèi)。在安裝鋼絞線前,需要剝套和鐓頭處理,使鋼絞線符合標準。在鋼絞線端部5cm的位置,將外側的6根鋼絲進行切除,保留HDPE管的中心鋼絲,打磨倒角外層鋼絲。為方便后期的掛索牽引工作,可以借助鐓頭機,使中心絲能夠穩(wěn)定。在HDPE外套管內(nèi)套入鋼絞線,采用人工送絲的方式,將另一端送至另一側的側塔索鞍口處。
安裝錨具時,在其中設置了引棒,需要對其進行向上的牽引,連接鋼絞線的鐓頭與端部的連接頭,對連接頭的螺母進行旋轉,增強鋼絞線鐓頭的穩(wěn)定性。對鋼絞線進行錨固時,需要借助單孔千斤頂和單孔反力架,以規(guī)定索力的數(shù)值為標準,對鋼絞線進行張拉,同時使工作夾片能夠進行頂壓。鋼絞線貫穿完成后,利用膠泥,以3m為距離,封堵索鞍兩側管口,防止出現(xiàn)鋼絞線打絞現(xiàn)象。
(四)鋼紋線張拉調(diào)索
1.等張拉力法
采用等張拉力法進行單根張拉斜拉索時,需要將壓力表讀出的數(shù)值為參考,監(jiān)測傳感器的讀數(shù)。掛索前,選擇一根不受外界影響的鋼絞線,按照支座墊板一傳感器一單孔工作錨的順序,在上面安裝監(jiān)測傳感器。按當時傳感器的顯示變化值,張拉控制每根絞線的拉力。安裝完成斜拉索后,按照先后的順序,單次張拉鋼絞線。每次的張拉都會產(chǎn)生一定的作用力在主梁上,損害之前被張拉鋼紋線產(chǎn)生的應力,造成受力不均的現(xiàn)象,達不到施工的要求。因此需要采用等張拉力法,采用等張拉力張拉原理,對每根斜拉索各鋼絞線的離散誤差進行控制,使其浮動的范圍在理論值的3%以內(nèi)。
2.單次張拉施工工藝
依次按照先后順序,對張拉支座和千斤頂進行安裝,以初始張拉力為基準,初張拉第I根絞線,對傳感器中的數(shù)值進行讀取,使每根斜拉索能夠符合要求。然后以前一根的初始張拉力為參照,對第2根絞線進行張拉,再次記錄傳感器數(shù)值并進行分析。以此類推,按照相同的方式對后面的鋼絞線進行張拉,同時對記錄的數(shù)值進行綜合計算。需要注意的是,最后需要采用相同的方法,將傳感器進行拆除,對第1根鋼絞線進行再次張拉,按照計算出的數(shù)值進行張拉。在張拉的過程中,需要對工作夾片進行控制,使其平整度達到規(guī)定要求,使橋塔兩側加載的均衡性和穩(wěn)定性得到有效保障。另外,需要結合張拉力、斜拉索伸長量、張拉端標高位移等數(shù)值,使張拉過程更加科學有效。
3.整體調(diào)索
整體調(diào)索斜拉索的時候,夾持單索中靠后位置的鋼絞線,集中張拉直到達到規(guī)定索力,這個步驟可使用千斤頂和工作錨具進行。以錨墊板為固定端,使工作錨具上的螺母逐漸脫離,對螺母進行旋合,在分離之后重新貼緊,在整體張拉之后,卸載千斤頂,提高錨具的承壓能力,使其能夠堅固和穩(wěn)定。調(diào)索的時候需要用到整體千斤頂,以螺母的調(diào)節(jié)余量為基準,在調(diào)索的過程中,對斜拉索的伸長值進行控制,使其維持在設計的標準內(nèi)。完成首次調(diào)索工作之后需要進行索力測試工作,對張拉的過程進行監(jiān)控,對索力的數(shù)值進行詳細分析,使其穩(wěn)定在一定的范圍內(nèi),必須達到設計要求才可以,合格之后采用相同的方式再次進行張拉調(diào)索,使數(shù)值的準確性達標,為后期施工奠定基礎。
(五)附屬設施安裝
完成斜拉索完全張拉后,為增強斜拉索的耐久性和適用性,需要對相關配件進行防腐處理,充分發(fā)揮出斜拉索的作用,保證橋梁的正常運營,提高結構的安全性能。在安裝減震器的時候,需要對斜拉索索體進行檢查,如果出現(xiàn)偏斜現(xiàn)象必須及時進行校正,使減震器能夠在合理的位置上發(fā)揮發(fā)揮自身應有的功能。按照從上到下的順序,安裝不銹鋼外護管,使其能夠緊密接觸防水罩臺,為防止雨水的進入,延長拉鎖的使用壽命,需要利用密封膠對對護管進行封堵,在發(fā)揮僧意外情況時,必須及時進行修補。
三、結束語
與傳統(tǒng)拉鎖不同,矮塔斜拉橋拉索施工具有自身的特性,需要借助分絲管,使其能夠貫穿索塔。在張拉的過程中,可以根據(jù)實際情況,采取等張拉力法或者單次張拉法,使張拉過程能夠按照規(guī)定步驟科學合理的進行。同時,必須按照規(guī)定的順序,對施工過程進行嚴格控制,確保橋梁能夠長久運營,提高橋梁結構的耐久性與安全性。
參考文獻:
[1]覃巍巍,石偉,雷歡.京杭運河矮塔斜拉橋主塔及斜拉索施工方案[J].預應力技術,2017(06):10-14.