姚永峰,周強(qiáng)生,秦涌汐
(江蘇法爾勝纜索有限公司,江蘇 江陰 214445)
目前國(guó)內(nèi)有些橋梁設(shè)計(jì)時(shí)為考慮滿足其他功能要求,如節(jié)省建材、結(jié)構(gòu)美觀等,將冷鑄錨斜拉索張拉空間設(shè)計(jì)地較為狹小,尤其是在高度方向上,但部分冷鑄錨斜拉索錨具本身體積較大,需適應(yīng)能力較強(qiáng)的張拉穿心孔徑,常規(guī)的張拉撐腳加穿心千斤頂組合無(wú)法滿足張拉要求,但斜拉索的張拉是關(guān)系到橋梁成敗的關(guān)鍵工序。因此,文章就上述冷鑄錨斜拉索張拉空間狹小和張拉孔徑適應(yīng)性問(wèn)題進(jìn)行研究,設(shè)計(jì)制造出滿足狹小空間內(nèi)斜拉索張拉的組合千斤頂系統(tǒng)及其他配套設(shè)備,最終在國(guó)內(nèi)某大型斜拉橋上成功應(yīng)用。
國(guó)內(nèi)某大型斜拉橋的斜拉索采用熱擠聚乙烯高強(qiáng)鋼絲拉索,兩端錨具為張拉端冷鑄錨,最大規(guī)格Φ7~337,最大張拉索力達(dá)到6150 kN。根據(jù)設(shè)計(jì)要求,斜拉索在塔內(nèi)對(duì)稱張拉。
Φ7-337 規(guī)格斜拉索錨杯高度為695 mm,對(duì)于常規(guī)千斤頂張拉空間,考慮斜拉索錨固的可能位置,撐腳內(nèi)部高度不得低于錨杯高度,并且撐腳頂板厚度需滿足張拉時(shí)的強(qiáng)度要求(根據(jù)撐腳的材質(zhì)可計(jì)算出撐腳頂板設(shè)計(jì)的厚度),因此,該規(guī)格斜拉索張拉撐腳高度不低于800 mm。張拉行程200 mm 的650 t 千斤頂高度為450 mm。另外考慮張拉拉桿錨固及裝拆等情況,千斤頂后預(yù)留空間高度不低于400 mm。因此,常規(guī)千斤頂張拉空間高度不低于1650 mm。
根據(jù)該橋梁塔柱斜拉索錨固區(qū)結(jié)構(gòu)形式,常規(guī)千斤頂主邊跨斜拉索在如此狹小的空間內(nèi)對(duì)稱張拉將會(huì)發(fā)生干涉,將無(wú)法實(shí)現(xiàn)張拉工序。示意圖詳見圖1。
圖1 常規(guī)千斤頂對(duì)稱張拉布置圖
為解決狹小空間內(nèi)斜拉索張拉問(wèn)題,設(shè)計(jì)一套大噸位組合穿心式千斤頂系統(tǒng),該系統(tǒng)包括:4 臺(tái)200 mm 行程的200 t 千斤頂、一塊定位底板、一塊張拉頂板和兩根導(dǎo)向桿。導(dǎo)向桿固定于定位板上,4 臺(tái)200 t 千斤頂對(duì)稱布置于定位板上,200 t 千斤頂?shù)幕钊麠U作用在張拉頂板上,張拉頂板上設(shè)置3 個(gè)穿心孔,其中2 個(gè)穿心孔套裝導(dǎo)向桿,可定位張拉頂板,另外一個(gè)穿心孔設(shè)置在頂板中心,預(yù)留為張拉桿穿心孔。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖見圖3。
圖2 組合千斤頂對(duì)稱張拉布置圖
工作原理:該組合千斤頂系統(tǒng)工作時(shí),接通電動(dòng)油泵,同步驅(qū)動(dòng)200t 千斤頂,頂起張拉頂板,使張拉頂板沿導(dǎo)向桿運(yùn)動(dòng),在張拉頂板上輸出最大800t 的頂推力,滿足斜拉索張拉需求。
該系統(tǒng)不考慮導(dǎo)向桿的情況下,高度為700 mm,同常規(guī)千斤頂張拉一樣,考慮400 mm 千斤頂后預(yù)留高度,該組合千斤頂系統(tǒng)工作高度僅為1100 mm,比常規(guī)千斤頂1650 mm 的張拉高度節(jié)省了550 mm 的張拉空間,解決了常規(guī)千斤頂張拉高度空間不足的問(wèn)題。
在實(shí)橋上使用前,采用標(biāo)準(zhǔn)壓力傳感器對(duì)組合千斤頂系統(tǒng)進(jìn)行校驗(yàn),結(jié)果表明該組合千斤頂系統(tǒng)4 臺(tái)千斤頂能同步輸出頂推力,且輸入油壓值與整體輸出的頂推力成良好的線形關(guān)系,具體結(jié)果數(shù)據(jù)見下圖3。
圖3 組合千斤頂校驗(yàn)曲線圖
組合千斤頂張拉成品索的工序與常規(guī)千斤頂使用原理一致,原操作千斤頂?shù)墓と藷o(wú)需另外培訓(xùn),即可上崗操作,具體操作步驟入下:①待全橋的成品索掛索完畢后,狹小空間的梁內(nèi),張拉準(zhǔn)備需緊跟進(jìn)行。將成品索掛索時(shí)配用的牽引頭拆下,旋上與成品索錨頭內(nèi)部螺紋相配套的變徑套,并旋至錨頭內(nèi)部。②裝入拉桿到位后,組合千斤頂系統(tǒng)緩慢裝入,并安放到合適的位置。使組合千斤頂系統(tǒng)定位板與張拉面貼合,并其中心與成品索的錨具中心保持同心。③裝上張拉螺母。安裝張拉螺母時(shí),需與組合千斤頂頂部留有1~2 cm 的間隙,組合千斤頂在張拉伸縮時(shí)有一定的工作距離。④根據(jù)張拉順序及索力要求,將油泵與四個(gè)千斤頂用油管連接,檢查控制千斤頂?shù)母鱾€(gè)精密壓力表是對(duì)應(yīng)的千斤頂相符。⑤啟動(dòng)油泵,在張拉過(guò)程中,成品索緩慢上升。與此同時(shí),將成品索的錨圈緩慢的下旋,使其不致離錨墊板的位置過(guò)高。⑥達(dá)到設(shè)計(jì)、監(jiān)測(cè)監(jiān)控給定的張拉噸位后。應(yīng)先穩(wěn)住油壓,檢查索力值是否正確。然后旋緊螺母,使螺母能與錨墊板緊密貼合;⑦組合千斤頂停止作業(yè)時(shí),應(yīng)先斷開電源,再將回油閥緩慢松開,待壓力表退回零位時(shí),方可卸開通往千斤頂?shù)挠凸芙宇^,使千斤頂全部卸荷,張拉完畢。
應(yīng)用這套組合千斤頂系統(tǒng),成功完成了國(guó)內(nèi)某懸索橋的斜拉索張拉及調(diào)索工作,在該橋的使用見圖4。
在某橋的實(shí)際應(yīng)用中,針對(duì)狹小空間內(nèi)斜拉索張拉問(wèn)題,設(shè)計(jì)制造出組合千斤頂系統(tǒng),對(duì)比常規(guī)千斤頂張拉,在同樣的張拉行程下,斜拉索張拉高度可以節(jié)省550 mm,另外,該組合千斤頂系統(tǒng)橫向空間要求為925×625 mm,對(duì)比常規(guī)千斤頂Φ700 mm 的橫向空間要求,相應(yīng)的有所增加。因此,對(duì)于狹小空間內(nèi)冷鑄錨斜拉索的張拉,這種類型的組合千斤頂系統(tǒng)在滿足橫向空間要求的情況下能較大的節(jié)省張拉高度,可為后期的橋梁設(shè)計(jì)及施工單位安裝斜拉索提供重要的參考資料。