刘开端

摘要：潭江特大桥主桥布置为（32+57+130+256+64）m独塔混合梁斜拉桥，主桥长540.55m。斜拉索采用双索面布置，全桥共设15×4=60根斜拉索，采用PESC7-199、PESC7-223、PESC7-265、PESC7-313、PESC-337五种规格。斜拉索安装施工环节较多，但每项环节都需要严格控制质量，以避免后期返工或影响总体工程质量。文章介绍了潭江特大桥主桥8#～15#斜拉索安装及张拉施工技术。

关键词：潭江特大桥；斜拉桥；斜拉索安装；桥梁工程；张拉施工 文献标识码：A

中图分类号：U443 文章编号：1009-2374（2017）05-0141-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.05.069

1 工程概况

潭江特大桥主桥布置为（32+57+130+256+64）m独塔混合梁斜拉桥，主桥长540.55m。主跨256m为潭江通航孔。主塔为H型索塔，桥面以上塔高127m。主梁采用双主梁结构形式，梁高4.6m，桥面横向宽14m。主跨采用钢箱梁，边跨采用预应力混凝土箱梁和钢箱梁，钢混结合段设置于10#墩。斜拉索采用双索面布置，全桥共设15×4=60根斜拉索，斜拉索采用PESC7-199、PESC7-223、PESC7-265、PESC7-313、PESC-337五种规格。斜拉索最长索266.38m，最短索98.787m，单根索最大钢丝净重25.26t。斜拉索塔端锚固于塔内钢锚箱处，梁端钢箱梁段锚固于边腹板与风嘴之间的钢锚箱处，混凝土段锚固于齿块处。

2 斜拉索安装施工技术难点

潭江特大桥斜拉索安装施工特点主要体现在以下四个方面：（1）本桥斜拉索具有规格大、单根斜拉索重量大等特点，斜拉索吊装、挂设及展索施工难度大，需要结合现场起吊设备，精确控制斜拉索安装各工序吊装重量；（2）潭江特大桥跨潭江水道主桥斜拉索成桥索力为3527.4～5954.2kN，需要根据斜拉索张拉作业空间和安装特点选取合适的张拉机具；（3）设计图中将斜拉索塔端作为张拉端，梁端作为固定端。塔端作业空间狭小，斜拉索塔端张拉时，8#～15#索中跨、边跨两套张拉设备会发生空间冲突，无法保证对称、同步张拉作业。塔端采用钢锚箱结构，钢锚箱横隔板影响塔内作业空间；（4）M8-M15、S8-S15索采用塔（梁）端软牵引方式，但软牵引方式耗时较长且施工复杂，这也是本次工程的主要难点。

3 斜拉索安装各阶段施工索力计算

为保证安装的准确性，要详细计算各阶段施工索力的大小，严格按照计算结果施工。

本次工程中假设斜拉索钢丝精下料长度为L，塔梁两端索孔锚板中心的几何距离用L0表示，锚垫板距梁端杯分丝板墩头之间的距离用ΔL表示，L1表示塔端锚杯分丝板距离锚垫板距离，牵引力T的作用下，其弹性伸长量为TL/EA，垂度影响的伸长量近似为-w2L2xL0/（24T2），因此可得：

式中：ΔL为梁端分丝板墩头到锚垫板距离（拉出时为负值）；L1为塔端分丝板墩头到锚垫板距离（拉出时为正值）；L为斜拉索钢丝精下料长度；L0为塔梁两端索孔锚板中心的几何距离；ω为斜拉索单位长度重量；LX为L的水平投影长度；T为牵引力；A为钢丝截面面积；E为弹性模量。

此公式实际上是一个牵引力T为变量的一元三次方程，利用盛金公式对方程进行求解。通过这个一元三次方程求解，可以得出施工中所需的各项数据，严格按照数据施工，能保证斜拉索安装质量，为工程质量奠定技基础。

4 斜拉索安装施工技术要点

斜拉索安装施工较为复杂，依据上述计算结果做好相关准备工作，安装施工主要包括以下环节：施工前准备→斜拉索上桥→塔端挂设→梁面展锁→梁端牵引→梁端软牵引→斜拉索硬牵引及张拉。

4.1 施工准备的环节

该环节主要做好相关准备工作，施工中所用材料、机械设备等。根据设计方案要求在斜拉索出厂前做好相关性能检验。当斜拉索出厂被运送至施工场地后，技术人员向其索要合格证书及质量保证书，其中包括各项指标检验结果、斜拉索数量及质量等；如果斜拉索进行过非常规试验，技术人员同样需要索取检验报告。

工程实际中发现斜拉索锚杯外径与索导管内径大小几乎相等，挂锁施工时经常出现位置偏差情况，一旦偏差就会损伤锚杯外丝扣和斜拉索的PE保护套，影响其质量。为避免此种情况的发生，施工技术人员要全面检查塔、梁端的索导管，对其中存在的焊渣、毛刺、混凝土渣等进行处理，打磨光滑，避免位置偏差损伤斜拉索。

4.2 斜拉索上桥要点

施工现场存在斜拉索时，应该将方木支垫铺设在锁体下端，为保证索体完整应该在两者间铺设软质隔离物，常见的比如棉毡等，避免斜拉索与梁面或桥面直接接触。此外，为保证索体完整周围10m内严禁火源存在，如果确实需要焊接或气割，作业人员要对索体负责人员进行技术交底，同時准备好安全应对措施，备好灭火装置；按照编号分开各斜拉索，避免索体搞混影响施工进度。

采用塔吊将斜拉索吊装上桥。如果斜拉索是成盘起吊，需要设置3个吊点，吊装时要运用专用的吊装带，坚决杜绝出现斜拉索上直接套钢丝绳的情况，主要是为了保证PE护套与锚头螺纹的完整。如果发现锚头螺纹存在损伤需要及时采取措施进行修正，PE外套上发生超过3mm的刻痕与局部损伤后需要及时修复，一般采用与PE护套相同的材质修复受损处，整个处理过程必须在挂锁前完成。

4.3 塔端挂设

4.3.1 （S1-S2、M1-M2）斜拉索。索体置于300kN的放缩盘上，利用塔吊将索体拉出8m长度置于梁面上，此时将牵引板安装在斜拉锚索杯后端。利用塔吊塔顶中的卷扬机将钢丝绳缓缓放下，穿过塔内对应钢锚箱处并转向滑轮与锚杯螺母，钢丝绳从索导管内由下引出，慢慢下放至桥面将其与牵引板相互连接；此外还要设置吊点，本次工程中吊点设置在距锚杯5～10m处的索体上，采用200kN专用软质吊装带，吊装带被塔吊吊钩吊起。此时同时启动卷扬机，配合塔吊进行塔端挂设，此过程主要受力由塔吊承担，当锚杯提升到塔端索导管口时，增大卷扬机牵引力，同时利用塔吊调整锚杯与索导管角度，使锚杯角度与索导管角度一致。将斜拉索锚杯牵引出塔端锚垫板，锚杯露出锚垫板5～6丝时停止牵引，锁紧锚杯螺母，然后继续牵引直至旋至平帽，塔端挂设完成。

4.3.2 （S3-S7、M3-M15）斜拉索。索体置于300kN的放缩盘上，利用塔吊将索体拉出6～8m长度置于梁面上，此时将便捷套、6500kN张拉杆等安装在斜拉锚索杯后端。塔顶将卷扬机钢丝绳从塔内放下，其余与上述类似。最后卷扬机配合塔吊将张拉杆牵引出塔端锚垫板，完成塔端挂设。

4.3.3 （S8-S15）斜拉索。前述步骤与（S1-S2、M1-M2）斜拉索相似，在吊起的同时50kN卷扬机启动，50kN卷扬机与塔吊相互配合进行塔端挂设，此过程主要受力由塔吊承担，当锚杯提升到塔端索导管口时，增大卷扬机牵引力，同时利用塔吊调整锚杯与索导管角度，使锚杯角度与索导管角度一致。将斜拉索锚杯牵引出塔端锚垫板，锚杯露出锚垫板5～6丝时停止牵引，锁紧锚杯螺母，然后继续牵引直至旋至设计位置，塔端挂设完成。

4.4 梁面展索

斜拉索在放索盘上剩余索体的展开，提升索体的方式采用塔吊、桥面汽车吊等吊装机具，直至将斜拉索梁端与放索盘相互脱离。当两者距离0.5～1.0m时停止提升，梁面卷扬机钢丝绳与梁端锚杯通过转向滑车相连接，索体落下后，在锚杯小车上安装锚杯，利用卷扬机收绳，卷扬机收绳速度与索体下落速度相匹配，避免出现歪拉斜拽情况，直到将梁端锚杯牵引到索导管附近为止，同时临时固定索体锚杯，一般选择钢丝绳进行固定，对下一根塔端安装到位的拉索进行桥面展索。梁面展索时需要在索体与梁面间放置一台单轴小车，两者间隔4～5m，避免索体与梁面直接基础损伤PE护套，而小车与索体间则铺垫橡胶皮，避免损伤索体。

4.5 梁端牵引

4.5.1 （S1-S7、M1-M7）斜拉索。将300kN专用哈佛夹安装在距离梁端锚杯4～6m处，设置牵引点时采用200kN软质吊装带并与卷扬机相连。将吊点设置在哈佛夹，设置好吊点后利用250kN汽车吊起吊，同时启动卷扬机，当将锚杯牵引到梁面索导管口时，此时锚杯倾角会出现一定偏差，需要利用汽车吊进行调整保证倾角与两端索导管轴线保持一致。整个起吊过程中安排专人指挥提升速度，避免损伤锚杯丝扣。将索导管内全部包含锚杯及延长筒后，需要将橡胶皮或麻布袋铺设在索导管下端口，避免索体与索导管下端口直接接触造成损伤。牵引在锚杯露出梁下锚垫板5～6丝时停止，梁端锚杯安装螺母，继续牵引，直至将梁端锚杯螺母戴至设计位置。

4.5.2 （S8-S15）斜拉索。根据索力计算确定最大软牵引力，选取一定根数与长度的钢绞线，钢绞线单端挤成P锚，每根钢绞线上以P锚处为起点，以1m为单位做上标记线，便于多根钢绞线的等长控制。

在梁端锚杯后端分别安装变接套、6500kN张拉杆、软牵引连接器以及钢绞线，在钢绞线端部1m位置安装一个分丝器（保证梁下工具锚与钢绞线安装不错位）。安装300kN梁面卷扬机牵引系统，汽车吊大钩吊起牵引动滑轮和索体，小钩吊起梁端锚杯，启动卷扬机牵引系统开始进行卷扬机牵引，当钢绞线穿出梁端锚垫板2m左右时，停止卷扬机牵引（此阶段卷扬机牵引系统牵引力控制在30t以内），安装梁下软牵引系统。

4.5.3 （M8-M15）斜拉索。卷扬机牵引之前，塔端安装张拉设备，将塔端锚杯分丝板下放一定距离，减小梁端牵引力。在梁端锚杯后端分别安装软牵引锚板以及钢绞线，在钢绞线端部1m位置安装一个分丝器（保证梁内工具锚与钢绞线安装不错位）。安装300kN梁面卷扬机牵引系统，汽车吊大钩吊起牵引动滑轮和索体，启动卷扬机牵引系统开始进行卷扬机牵引，当钢绞线穿出梁端锚垫板2m左右时，停止卷扬机牵引（此阶段卷扬机牵引系统牵引力控制在30t以内），安装梁下软牵引

系统。

4.6 梁端软牵引

启动梁端软牵引前需要调整多根钢绞线的长度，根据长度标记将其调整为等长，调整时根据实际情况选择人工方式或270kN千斤顶。启动梁下软牵引系统，开始进行梁端软牵引，当张拉杆或锚杯进入索导管时，为了提高锚杯倾角需要利用汽车吊提升索体逐渐实现，保证其与索导管轴线处于一致，整个提升过程中应该安排专人负责提升速度，同时注意保护张拉杆与锚杯丝扣避免其受伤。当锚杯与延长筒全部进入索导管后，同上述一样需要在下方端口处铺设橡胶皮或麻布袋，保证索体的完整。

（S8-S15）斜拉索要点：当张拉桿露出梁下锚杯落实6～7cm时，及时将张拉杆副螺母安装好，确保牵引安全。此后继续开始软牵引并旋紧张拉杆副螺母，一直到张拉杆抚螺母戴平帽。

（M8-M15）斜拉索：当梁端锚杯露出锚垫板6～7cm时，安装锚杯螺母，以保证后期牵引安全。继续软牵引，为保障安全及时将锚杯螺母旋紧，直到梁端锚杯抵达设计位置。拆除软牵引体系，检查钢绞线表面的受损情况，视受损情况的程度来决定是否更换钢绞线，以便于下一根斜拉索的安全牵引。

4.7 斜拉索硬牵引及张拉

结束梁端软牵引后开始硬性牵引环节。当6500kN张拉杆牵引出千斤顶后端20cm的时候，及时拆除硬性牵引张栏杆，同时锚固千斤顶后6500kN张拉杆主螺母，继续牵引，直至锚杯螺母戴平帽，硬性牵引结束。

此外张拉斜拉索的时候，整个张拉过程按照指令进行，而监控领导小组根据实际情况下达合适的张拉指令。同时详细记录伸长量与油表读数，根据设计要求与顺序进行张拉，张拉过程中需要千斤顶配合，同样配套使用油泵与油表，确保张拉记录的完整性与真实性。

斜拉索张拉时根据设计规定的张拉应力或监控领导小组的指令进行，主要校核张拉过程斜拉索的伸长量。整个过程中相关人员仔细记录油表读数、索力、伸长量及索头相对锚垫板的位置，这样方便相互校核，张拉开始前和结束时都应该仔细测量索头与锚垫板的相对位置。读取油表读数时油泵操作人员应该严格按照要求进行，视线与油表保持垂直，确保读数的准确性避免发生多读或少读情况。

张拉斜拉索，仔细监控桥梁与索塔的应力、变化，温度均匀时方能进行测量索力，通常需要在日出前完成测量。

5 结语

针对潭江特大桥斜拉索张拉作业特点，结合塔端、梁端作业空间。钢箱梁段M1-M15、S1-S7索张拉端设置在塔端，混凝土段S8-S15索张拉端设置在梁端，能够满足斜拉索对称、同步张拉要求，既能保证工程质量和工程安全，又能满足工期的要求。

参考文献

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（责任编辑：王 波）