葉建彬 應(yīng)超浩

浙江交工集團(tuán)股份有限公司第五分公司 浙江 杭州 310051

隨著橋梁技術(shù)的不斷發(fā)展，矮塔斜拉橋越來越多的出現(xiàn)在跨越200~300m的橋型設(shè)計(jì)中。為減小主塔上應(yīng)力集中的現(xiàn)象提高拉索的耐久性，且為了便于后期換索，鞍座的形式也進(jìn)一步的由雙套管索鞍優(yōu)化為了分絲管索鞍。分絲管索鞍往往集中于上塔柱的幾個(gè)節(jié)段內(nèi)，且短塔斜拉橋由于其特殊的塔肢形態(tài)，斜拉索多為空間體系索，索鞍定位精度要求高，同時(shí)受制于地面向高空測(cè)量，測(cè)量仰角大，觀測(cè)難度大，且后續(xù)安裝的索鞍易受已安裝的斜拉索干擾測(cè)量視線，高空單道分絲管索鞍定位需反復(fù)調(diào)整，且在調(diào)整后安裝索鞍時(shí)易導(dǎo)致已精調(diào)的索鞍位置發(fā)生變動(dòng)，安裝耗時(shí)較長(zhǎng)，一但安裝精度無法滿足要求，在塔節(jié)澆筑后便不可逆，將導(dǎo)致斜拉索無法順利穿索，甚至改變斜拉索受力狀態(tài)，進(jìn)而影響全橋質(zhì)量，索鞍安裝往往成為制約索塔施工進(jìn)度、影響關(guān)鍵質(zhì)量的關(guān)鍵點(diǎn)。且當(dāng)橋梁位于山區(qū)時(shí)，雨水豐富、云霧較大、空氣濕度大，為減小大氣折射、不良天氣對(duì)安裝進(jìn)度的影響，索鞍安裝定位宜在午后進(jìn)行，導(dǎo)致每日測(cè)量窗口期較短，較短的時(shí)間窗口根本不只以完成單塔節(jié)4~6道索鞍的安裝，進(jìn)一步制約了索塔施工的進(jìn)度。

本文主要依托洪溪特大橋項(xiàng)目，對(duì)山區(qū)矮塔斜拉橋分絲管索鞍在地面預(yù)制組拼，根據(jù)相對(duì)位置固結(jié)為整體，安裝定位安裝方法進(jìn)行研究并加以運(yùn)用，施工過程中可操作性強(qiáng)、定位精準(zhǔn)、效率高。

1 工程概況

洪溪特大橋位于泰順縣筏村鎮(zhèn)泰順縣筏村鎮(zhèn)巖漈頭村西北側(cè)，跨越洪溪，場(chǎng)地處于峽谷地帶，兩側(cè)地勢(shì)陡峭，峽谷切割較深，呈V字型，橋梁左右線分幅設(shè)計(jì)，單幅橋梁采用150+265+150m雙塔雙索面預(yù)應(yīng)力混凝土矮塔斜拉橋，Y型塔，共4座，最大塔高175.212m，單塔設(shè)計(jì)有16對(duì)斜拉索，采用鋼絞線斜拉索，單根鋼絞線規(guī)格直徑為15.2mm，整體布置為3對(duì)15.2-37束索+5對(duì)15.2-43束索+8對(duì)15.2-55束索，每對(duì)束中心間距1m布置，索鞍采用相應(yīng)數(shù)量的鋼管組焊而成。

由于橋址區(qū)地處深V峽谷，周邊無至高觀測(cè)點(diǎn)，長(zhǎng)年處于霧區(qū)，雨水充沛，觀測(cè)條件差，窗口時(shí)長(zhǎng)短，Y型塔肢每一束斜拉索的空間角度均不一致，進(jìn)一步增加了索鞍定位的難度，因此研究索鞍整體安裝技術(shù)可在保障節(jié)段內(nèi)索鞍定位精確的同時(shí)，大大縮短定位時(shí)長(zhǎng)，縮短高空作業(yè)時(shí)間，有效降低安全風(fēng)險(xiǎn)。

2 分絲管索鞍整體安裝技術(shù)研究

2.1 整體安裝技術(shù)要點(diǎn)

整體安裝技術(shù)主要原理為在塔下制作預(yù)拼平臺(tái)，將幾組分絲管通過型鋼架體在調(diào)整好高程、空間角度后進(jìn)行固結(jié)；多層索鞍的組拼的過程中以相對(duì)坐標(biāo)控制，保證多層索鞍的相對(duì)位置；多層索鞍組拼后整體吊裝至塔上，再以絕對(duì)坐標(biāo)控制，定位快，定位精度高，且不用在高空進(jìn)行定位，不影響索塔施工，提高整體施工進(jìn)度。

2.2 索鞍預(yù)制平臺(tái)搭建

結(jié)合索鞍及架體尺寸，澆筑基礎(chǔ)尺寸為3×8mC30混凝土平臺(tái)，頂面依據(jù)索鞍整體尺寸埋設(shè)2排、3列共計(jì)6個(gè)預(yù)埋件用于限位角鋼的焊制，預(yù)埋件尺寸40×40cm，橫向間距2.9m，豎向間距1.6m?；A(chǔ)混凝土的頂面高程、平整度不作為重點(diǎn)管控點(diǎn)，重點(diǎn)管控預(yù)埋件的平整度，以保證限位角鋼的豎直度。

在預(yù)埋件頂部焊制1.2m高限位角鋼，用以保證架體立桿垂直度。重點(diǎn)管控限位角鋼的垂直度及焊接質(zhì)量。

在平臺(tái)兩側(cè)搭設(shè)60*120盤扣支架，用于輔助操作安裝及測(cè)量校核。

圖1 索鞍預(yù)制平臺(tái)示意圖

索鞍剛體化預(yù)制在地面的平臺(tái)上進(jìn)行，首先焊制架體，再利用相對(duì)標(biāo)高將索鞍逐組安裝在架體上，逐組校核然后用鋼筋將索鞍與架體固結(jié)。保證架體的剛度，避免在整體吊裝時(shí)發(fā)生形變；保證固結(jié)質(zhì)量，避免索鞍移位，固結(jié)時(shí)以限位鋼筋的焊接為主，不得焊接索鞍分絲管，避免焊縫熔穿管壁造成漏漿堵塞。

索鞍整體吊裝前進(jìn)行預(yù)埋件標(biāo)高的復(fù)核，按理論標(biāo)高進(jìn)行賽墊，賽墊采用薄鋼板；并在預(yù)埋件上放樣出架體角點(diǎn)。利用塔吊將剛體化的索鞍架體整體吊裝至塔上，對(duì)準(zhǔn)角點(diǎn)放置并于索塔鋼筋臨時(shí)連接，采用絕對(duì)坐標(biāo)對(duì)索鞍進(jìn)行復(fù)核，復(fù)核無誤后將架體根部與預(yù)埋件焊接固定，最后解除與索塔鋼筋的臨時(shí)連接。

2.3 索鞍整體化組拼

索鞍定位框架為∠100制作做的定型框架，尺寸為1.6*5.8m，定位工作開展前將大、小里程左、右側(cè)的每道索鞍標(biāo)高及平面位置由絕對(duì)坐標(biāo)換算成相對(duì)坐標(biāo)并在預(yù)制平臺(tái)上標(biāo)識(shí)。

定位時(shí)采用尺量的方式確定索鞍定位點(diǎn)高度位置，在對(duì)應(yīng)高度處焊接平桿角鋼，在平桿上尺量水平橫向位置確定定位點(diǎn)，利用吊起進(jìn)行第一道索鞍吊裝固定，形成初定位。

然后在索鞍管口中心貼全站儀反光貼，用全站儀以相對(duì)坐標(biāo)對(duì)索鞍進(jìn)行精調(diào)，完成橋下索鞍預(yù)定位。精調(diào)后焊制限位鋼筋將索鞍與架體固結(jié)，完全索鞍整體組拼施工，并逐層重復(fù)此動(dòng)作至與對(duì)應(yīng)塔節(jié)段受需的整體索鞍數(shù)量，完成后對(duì)精調(diào)的索鞍進(jìn)行統(tǒng)一編號(hào)后吊出平臺(tái)至臨時(shí)存放點(diǎn)。

圖2 索鞍定位固結(jié)示意圖

圖3 組拼完成的索鞍

2.4 塔端定位預(yù)埋

結(jié)合索鞍及架體尺寸進(jìn)行塔端的預(yù)埋件施工。第n節(jié)段混凝土澆筑前進(jìn)行預(yù)埋件埋設(shè)，設(shè)置有4個(gè)預(yù)埋件，橫橋向間距1.6m，順橋向間距5.8m。鋼板尺寸以大于架體根部（即立桿）20cm控制，以避免出現(xiàn)預(yù)埋平面位置偏差時(shí)，架體無法與預(yù)埋件對(duì)接焊接固定。高程控制以降低2cm為準(zhǔn)，以避免高程過高對(duì)架體進(jìn)行修正，不足則可以塞墊鋼板。

圖4 塔端預(yù)埋件平面示意圖

圖5 塔端預(yù)埋件立面示意圖

2.5 塔上整體安裝定位

索鞍整體吊裝前進(jìn)行預(yù)埋件三維坐標(biāo)進(jìn)行復(fù)核，按理論標(biāo)高進(jìn)行塞墊薄鋼板，并在預(yù)埋件上放樣出架體角點(diǎn)。

利用塔吊將組拼后的索鞍架體整體吊裝至塔上，對(duì)準(zhǔn)角點(diǎn)放置于預(yù)埋件上并與索塔鋼筋臨時(shí)連接，采用絕對(duì)坐標(biāo)對(duì)索鞍進(jìn)行復(fù)核，復(fù)核無誤后將架體根部與預(yù)埋件焊接固定，最后解除與索塔鋼筋的臨時(shí)連接。

采用全站儀復(fù)核索鞍有無偏位，并進(jìn)行整體精調(diào)，精調(diào)完成后焊接固定索鞍與鋼架體固體節(jié)點(diǎn)，塔吊松鉤完成索鞍整體定位安裝。

圖6 索鞍整體定位示意圖

圖7 索鞍整體精調(diào)現(xiàn)場(chǎng)圖

2.6 索鞍整體安裝技術(shù)特點(diǎn)

索鞍整體化過程模擬鋼錨梁[1]進(jìn)行，以剛度較大的型鋼架體與索鞍在調(diào)整好高程、空間角度后進(jìn)行固結(jié)。

多層索鞍的整體化的過程中以相對(duì)坐標(biāo)控制，保證多層索鞍的相對(duì)位置精準(zhǔn)整體吊裝至塔上，再以絕對(duì)坐標(biāo)控制，可保證多層索鞍整體的空間位置準(zhǔn)確。

常規(guī)施工中，單層索鞍在索塔上安裝定位需輔以型鋼架體[2]，受塔上場(chǎng)地狹隘局限，功效較低。采用該工藝后，多層索鞍采用型鋼架體整體化拼裝的過程在塔下進(jìn)行，場(chǎng)地寬敞施工便利。

采用該工藝將索鞍在塔上定位安裝分為兩部分，拼裝過程在地下場(chǎng)地進(jìn)行，與索塔其他工序平行施工，不占用索塔節(jié)段施工關(guān)鍵工序。

索鞍的測(cè)量定位分為了兩個(gè)部分拼裝測(cè)量及塔上整體安裝測(cè)量。拼裝測(cè)量采用相對(duì)坐標(biāo)進(jìn)行相對(duì)定位，全過程在地面上進(jìn)行，受天氣、時(shí)間制約小，且受地球曲率影響也較小，無高空作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，安全性高，操作簡(jiǎn)便。塔上整體安裝測(cè)量以絕對(duì)坐標(biāo)控制，由于多層索鞍以相對(duì)坐標(biāo)在地面已進(jìn)行了整體化，塔上安裝時(shí)只需要對(duì)多層中的任何一組進(jìn)行測(cè)量定位即完成了所有的索鞍的測(cè)量放樣工作，安全高效[3]。

預(yù)制、安裝簡(jiǎn)便快速，有效縮短索塔施工工期。取消了型鋼架體安裝這道工序，縮短了高空測(cè)量定位時(shí)長(zhǎng)，規(guī)避了不良天氣的影響，縮短塔吊使用時(shí)長(zhǎng)的同時(shí)保障了索塔其他工序的施工，使得原本占用索塔節(jié)段施工最長(zhǎng)的一道工序變?yōu)椴徽紩r(shí)長(zhǎng)（在養(yǎng)護(hù)期間進(jìn)行）。

縮短了高空作業(yè)時(shí)間，有效降低了安全風(fēng)險(xiǎn)。多道索鞍的整體化拼裝均在地面進(jìn)行，整體安裝功效高，取消了塔上高空焊接勁性骨架這道工序，有效縮短高空作業(yè)時(shí)長(zhǎng)，提高了安全性。

3 總結(jié)

索鞍整體定位安裝與傳統(tǒng)單道索鞍塔上安裝相比，將工序分為了兩部分：塔下相對(duì)定位組拼、塔上絕對(duì)定位整體安裝；將6次測(cè)量工作縮減為1次，有效利用山區(qū)每日的測(cè)量窗口期，受天氣情況制約小，有效避免了山區(qū)云霧天氣大氣折射帶來測(cè)量誤差對(duì)索塔施工影響，測(cè)量功效大、精度高；間接縮短了索塔節(jié)段施工時(shí)長(zhǎng)，同時(shí)提高了安裝精度；提高了塔吊利用率，提高了塔梁同步施工效率；減少了高空作業(yè)時(shí)長(zhǎng)，有效提高了高空作業(yè)安全性。