張方龍，劉安金，羅 勉

（柳州歐維姆工程有限公司，廣西 柳州 545006）

0 引言

隨著社會(huì)生活水平的提高及經(jīng)濟(jì)建設(shè)的急速發(fā)展，景觀橋梁建設(shè)也是日益增多?，F(xiàn)代的橋梁設(shè)計(jì)已不純粹以滿足交通功能為目的［1，2］，橋梁的外觀和觀賞的功能被越來(lái)越多的人們所重視，景觀橋梁功能和藝術(shù)都有很大提高［3］。因此橋梁的結(jié)構(gòu)和造型設(shè)計(jì)也是不斷地創(chuàng)新，對(duì)于異形、特殊及新穎的橋梁結(jié)構(gòu)，相比于常規(guī)的施工確實(shí)存在一些技術(shù)瓶頸，特別是張拉空間不足，進(jìn)而給施工安裝帶來(lái)一些技術(shù)難題。本文以廣州塔南廣場(chǎng)配建珠江兩岸人行景觀橋的吊桿安裝為研究背景，對(duì)吊桿錨頭有限空間下張拉工藝關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行實(shí)施驗(yàn)證，進(jìn)而促進(jìn)了此類吊桿錨固結(jié)構(gòu)在今后橋梁設(shè)計(jì)中的運(yùn)用。

1 工程概況

1.1 主橋特點(diǎn)

廣州塔南廣場(chǎng)配建珠江兩岸人行景觀橋，是世界上跨度最大、寬度最寬的曲梁斜拱人行橋。主橋上部結(jié)構(gòu)采用鋼拱主橋，拱梁固結(jié)體系，拱跨 194.152 m，立面矢高 56 m，拱肋橫向外傾 10°。拱肋采用圓端形截面，拱軸線在拱平面內(nèi)為二次拋物線，拱肋截面高 2.6 m，拱頂寬 4.2 m。

主梁采用平面圓弧布置，橋面最大寬度 15 m，吊桿采用 GJ15-19 擠壓鋼絞線拉索，吊拱上耳板連接，下端采用調(diào)節(jié)式錨頭與錨拉板連接，全橋共 23 根吊桿。主橋效果圖如圖1 所示。

圖1 主橋效果圖

1.2 施工重難點(diǎn)

1）吊桿安裝。主拱截面比較寬，吊桿設(shè)計(jì)為空間斜吊索分布，拱上支架對(duì)吊桿安裝有影響。

2）吊桿安裝無(wú)吊裝機(jī)械輔助，只能使用卷?yè)P(yáng)機(jī)進(jìn)行拱端安裝與梁端安裝。

3）吊索張拉。錨拉板張拉空間比較小，且吊索因索短，擬在拱端加長(zhǎng)連接頭，加墊墊板，導(dǎo)致張拉空間更小（從錨墊板到錨拉板后端距離只有 600 mm），常規(guī)的張拉工藝無(wú)法滿足施工要求。

2 吊桿安裝關(guān)鍵技術(shù)

人行景觀拱橋一般以滿足行人通行和觀賞為目的，吊桿的關(guān)鍵施工技術(shù)主要是安裝和張拉。首先景觀橋橋面不寬，承受荷載小，吊桿安裝多數(shù)無(wú)法直接使用吊裝機(jī)械進(jìn)行安裝，因此需考慮使用卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引安裝，對(duì)于安裝控制難度大且效率不高；其次吊桿的規(guī)格和成橋索力不是很大，但是錨固截面尺寸一般比較小，意味著吊桿張拉空間也小，對(duì)于張拉工藝要求高。控制好吊桿的施工質(zhì)量能延長(zhǎng)橋梁的使用年限，因此吊桿施工過程中要控制好吊桿的索力，確保主梁、拱肋的線形及內(nèi)力符合設(shè)計(jì)要求。吊桿的索體與錨頭的防護(hù)質(zhì)量關(guān)系著吊桿的使用壽命，要求在施工過程中做好成品保護(hù)。

2.1 吊桿安裝施工工藝

吊桿施工工藝：卷?yè)P(yáng)機(jī)安裝拱上吊桿叉耳→橋面臨時(shí)固定→主拱支架拆除→橋面反拉入索導(dǎo)管→錨上錨固螺母→吊桿張拉→吊桿梁上防護(hù)。

1）利用浮吊轉(zhuǎn)移拉索至梁面，在梁面布置卷?yè)P(yáng)機(jī)，利用卷?yè)P(yáng)機(jī)把吊桿拉至拱上安裝點(diǎn)，錨上叉耳叉銷后，梁上臨時(shí)固定。

2）橋面布置卷?yè)P(yáng)機(jī)對(duì)拉索進(jìn)行反穿；并達(dá)到臨時(shí)錨固的目標(biāo)。

3）小型千斤頂橋面張拉，完成后進(jìn)行附屬安裝。

2.1.1 施工準(zhǔn)備

①吊桿轉(zhuǎn)移到梁上，并按索號(hào)分開；②吊桿拱端裝配；③橋面布置卷?yè)P(yáng)機(jī)；④拱端施工所需的施工通道、施工空間和工作平臺(tái)的搭設(shè)，利用主拱的臨時(shí)支撐平臺(tái)進(jìn)行工作平臺(tái)的設(shè)置。

2.1.2 吊桿拱端安裝

①利用麻繩將橋面卷?yè)P(yáng)機(jī)鋼絲繩拉到拱端，經(jīng)過滑輪導(dǎo)向再下放到橋面位置；②卷?yè)P(yáng)機(jī)鋼絲繩與吊桿上錨頭處索夾連接，如圖2 所示；③啟動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)，將吊桿叉耳端牽引至拱端，通過手拉葫蘆來(lái)調(diào)整吊桿叉耳的位置和方位，將吊桿插銷與耳板對(duì)孔，安裝好插銷與保險(xiǎn)板，即完成吊桿的上端安裝。

圖2 吊桿拱端安裝示意圖

2.1.3 吊桿梁面安裝

1）主拱支架拆除后，進(jìn)行橋面反穿。下端入錨采用 3t 卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引哈弗抱夾作業(yè)，卷?yè)P(yáng)機(jī)走繩兩道。

2）橋面反穿的目的是為了錨上永久螺母，全橋23 根拉索，要求螺母必須有效錨固 4 牙以上。

3）根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)坐標(biāo)，采用伸長(zhǎng)位移法估算錨上螺母時(shí)拉索索力。

①計(jì)算公式。根據(jù)拉索的長(zhǎng)度L，上下兩端錨點(diǎn)的中心幾何距離L0，可以估算出牽引力為T時(shí)吊桿下端離拱端相應(yīng)索號(hào)錨點(diǎn)的距離，如式（1）所示。

式中：W為吊桿單位長(zhǎng)度質(zhì)量，kg/m；LX為L(zhǎng)O的水平投影，m；A為吊桿的鋼絲面積，mm2；E為吊桿的彈性模量，MPa；T為牽引力，kN。

②根據(jù)吊桿的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)圖紙，吊桿在安裝階段可以提供約 245 mm 的臨時(shí)錨固長(zhǎng)度。

③根據(jù)計(jì)算結(jié)果可知，吊桿安裝時(shí)滿足 2-3 T 臨時(shí)錨固永久螺母 4 牙以上的要求。

2.2 吊桿張拉

2.2.1 吊桿張拉工藝和張拉裝置

根據(jù)吊桿的結(jié)構(gòu)，吊桿的調(diào)節(jié)裝置設(shè)置在下端錨頭螺母處，錨頭與主梁連接錨固是采用錨拉板結(jié)構(gòu)，錨拉板處錨墊板的端面距離后端只有 650 mm，普通的張拉工法無(wú)法滿足該空間的安裝要求，因此根據(jù)張拉力的大小和操作空間的要求，設(shè)計(jì)了一種上下扁擔(dān)的張拉方式，使用兩臺(tái)千斤頂與單根拉桿同步張拉，拉桿與千斤頂設(shè)置與吊桿的軸向中心線平行，通過上下連接端板進(jìn)行調(diào)整，千斤頂在加載過程中，通過此套張拉裝置把吊桿的錨頭螺母拉離錨墊板，然后通過對(duì)吊桿錨頭螺母的旋緊和旋松對(duì)吊桿索力實(shí)現(xiàn)張拉和放張（可以邊拉邊旋轉(zhuǎn)錨頭螺母以調(diào)節(jié)吊桿長(zhǎng)度）。

上述張拉裝置由以下部件組成。

1）上端板。穿過錨頭位置支撐在錨墊板處。

2）下端板。與吊桿張拉桿臨時(shí)連接固定。

3）臨時(shí)拉桿。全螺紋，兩端分別穿過下端板和上端板，用螺母臨時(shí)固定，張拉桿由 2 段短拉桿拼接。

4）千斤頂。加載荷載，通過拉桿將吊桿往下拉至設(shè)計(jì)位置，或者放松至設(shè)計(jì)位置。

2.2.2 張拉準(zhǔn)備

1）收到監(jiān)控張拉索力指令后，依據(jù)千斤頂標(biāo)定書上的回歸方程，把指令上的拉力值轉(zhuǎn)換為每一組張拉設(shè)備上的油壓讀數(shù)值［4］。

2）根據(jù)設(shè)計(jì)以及監(jiān)控確定張拉順序，本橋張拉施工順序：從主拱拱腳往跨中方向依次進(jìn)行，兩根吊桿對(duì)稱同步張拉，最后進(jìn)行跨中 12 # 吊桿張拉。

3）用手拉葫蘆將上下端板、千斤頂、張拉桿等張拉裝置安裝好，如圖3 所示，接好油泵電源線和油管。要求吊桿錨頭、張拉桿和千斤頂受力同軸。

圖3 吊桿張拉示意圖（單位：mm）

4）吊桿張拉應(yīng)遵循對(duì)稱、分級(jí)、同步原則，油泵進(jìn)油緩慢平穩(wěn)，保持各操作點(diǎn)之間信號(hào)通暢；張拉至油壓后，擰緊錨頭螺母。測(cè)量最終的伸長(zhǎng)值，按照要求認(rèn)真做好檢查記錄。

2.2.3 張拉操作步驟

1）接通油泵和千斤頂?shù)挠凸埽瑱z查精密壓力表是否與千斤頂相符，在未張拉之前，可以在空載的情況下活動(dòng)兩個(gè)行程，確保千斤頂在張拉時(shí)無(wú)任何問題［5］。

2）啟動(dòng)油泵，按張拉指令對(duì)稱的吊桿同步分級(jí)均衡緩慢加載，分級(jí)張拉程序?yàn)椋?］：0→0.3σ→0.6σ→0.8σ→1.0σ；張拉過程中，吊桿索緩慢上升，與此同時(shí)跟進(jìn)擰緊吊桿螺母。

3）張拉到指令油壓之后停機(jī)保壓 5 min，擰緊錨頭螺母，使螺母與錨墊板充分結(jié)合，泄壓回油，確認(rèn)無(wú)誤后方可拆卸張拉設(shè)備。

4）張拉過程中，當(dāng)螺母頂面調(diào)節(jié)量大，還沒達(dá)到設(shè)計(jì)索力時(shí)，張拉桿會(huì)出現(xiàn)碰到錨拉板后方的情況，此時(shí)張拉空間不足，無(wú)法繼續(xù)張拉，需要將錨頭螺母進(jìn)行錨固，將張拉桿拆除其中 1 節(jié)，然后再安裝好其余張拉裝置，重復(fù)張拉操作步驟，直至到達(dá)設(shè)計(jì)索力要求。

2.2.4 張拉施工注意事項(xiàng)

1）所有吊桿安裝時(shí)都只是臨時(shí)錨固，按監(jiān)控指令進(jìn)行全橋一次的體系轉(zhuǎn)換索力調(diào)整，在施工過程中根據(jù)橋涵施工技術(shù)規(guī)范要求進(jìn)行質(zhì)量控制［6］。

2）張拉過程中出現(xiàn)異常情況，應(yīng)停止施工，并及時(shí)報(bào)告給監(jiān)理和監(jiān)控單位，對(duì)異常情況進(jìn)行原因分析，待查明原因后方可繼續(xù)施工。

3）對(duì)稱位置的吊桿張拉應(yīng)同步，加載保持一致，以保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性［6］。

4）溫度變化對(duì)鋼拱橋的鋼拱、鋼梁及吊桿影響較大，因此吊桿張拉和索力調(diào)整應(yīng)在溫度穩(wěn)定時(shí)段進(jìn)行。

5）張拉時(shí)橋面的荷載情況應(yīng)與監(jiān)控單位模擬施工時(shí)的計(jì)算條件相近，盡可能地避免動(dòng)載，否則會(huì)對(duì)索力造成較大偏差。

2.2.5 吊桿索力調(diào)整

待所有吊桿第一輪張拉完成后進(jìn)行全橋調(diào)索，調(diào)索工藝與吊桿張拉工藝相同。調(diào)索順序同張拉順序一致，從兩側(cè)向中間對(duì)稱張拉。全橋吊桿索力符合設(shè)計(jì)要求后，吊桿索力調(diào)整完畢（見圖4）。

圖4 吊桿張拉實(shí)物圖

2.3 質(zhì)量控制措施

1）吊桿吊裝及安裝過程中，要使用軟吊帶綁扎吊裝位置，保護(hù)好吊桿索體。

2）吊桿索體外包裝不可過早拆除，應(yīng)盡量在防護(hù)施工時(shí)再進(jìn)行拆除，索體在橋面移動(dòng)過程中要下墊滾輪，嚴(yán)禁直接與橋面接觸摩擦。

3）吊桿橋面牽引施工時(shí)，錨拉板處的索導(dǎo)管口要墊好土工布或者橡膠皮，避免索體與索導(dǎo)管口摩擦損傷索體。

4）吊桿張拉施工，必須嚴(yán)格按照指令控制，過程中加強(qiáng)對(duì)主梁、主拱的應(yīng)力和變形檢測(cè)，如實(shí)地記錄并反饋索力與伸長(zhǎng)量數(shù)據(jù)。

3 案例應(yīng)用效果分析

針對(duì)錨拉板結(jié)構(gòu)張拉空間不足的問題，采用新的張拉工藝，張拉裝置結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度只有 470 mm，張拉施工完成之后僅需 80 mm 即可滿足拆除要求，可滿足對(duì)操作空間要求小的復(fù)雜施工環(huán)境，而且張拉千斤頂在兩側(cè)安裝，張拉工裝采用分節(jié)拼裝，安拆重量不大，便于施工，本橋施工完成之后，吊桿最大的錨頭外露量在 400 mm，無(wú)論從安裝空間、張拉空間及拆除空間均滿足要求。

4 結(jié)語(yǔ)

通過對(duì)吊桿施工關(guān)鍵技術(shù)的研究，順利地完成了廣州塔南廣場(chǎng)配建珠江兩岸人行景觀橋的 23 根吊桿安裝及張拉施工。采用的張拉裝置能有效解決吊桿張拉空間不足的問題，不僅可以對(duì)同類橋梁的吊桿張拉提供技術(shù)指導(dǎo)，也可以對(duì)類似錨固結(jié)構(gòu)的斜拉索張拉提供寶貴的經(jīng)驗(yàn)，能廣泛地運(yùn)用于今后同類橋梁的施工，具有較好的推廣及參考意義。Q