东南亚某大桥斜拉索安装施工技术

东南亚某大桥斜拉索安装施工技术

窦昕玥

1.中交武汉港湾工程设计研究院有限公司武汉430040；

2.海工结构新材料及维护加固技术湖北省重点试验室武汉430040

摘要：本文介绍了国外某大桥斜拉索安装施工。对叠合梁中斜拉索的梁端带螺母进行了详细介绍，并对施工过程中出现的问题提出了自己的解决方法。希望对以后类似桥型斜拉索的施工提供借鉴。

关键词：斜拉索；叠合梁；梁端带螺母；钢绞线软牵引

1工程概况

东南亚某大桥为双塔双索面斜拉桥，主跨434m，斜拉索纵向索面在同一平面内，索面间距为2.8-6m，横向两索面中心间距为22m，索面中心与主塔纵向中心对齐。每个索面共有70根斜拉索，全桥共140根。

斜拉索采用φ7mm镀锌高强度低松弛平行钢丝，钢丝标准抗拉强度为1670MPa，外挤双层HDPE。斜拉索规格共7种，即：SNS/S-II-7×313、SNS/S-II-7×283、SNS/S-I-7×241、SNS/S-I-7×211、SNS/S-I-7×187、SNS/S-I-7×163、SNS/S-I-7×127。斜拉索锚具采用冷铸墩头锚，采用塔端一端张拉。

索塔内斜拉索锚固区位于上塔柱内，锚固系统分别采用锚固钢横梁和预应力锚固两种形式。斜拉索下端主梁内的拉索锚固采用钢锚箱。

2斜拉索安装总体方案

2.1总体施工方案的确定

斜拉索安装施工主要包括索上桥面、桥面展索、塔端挂设、梁端安装、斜拉索张拉、索力检测、调整及减振装置及附属设施安装等工序。根据斜拉索的结构形式和锚固特点，斜拉索安装采用塔端张拉的施工方案。详见下表：

表1斜拉索安装总体思路表

3主要施工设施、设备的选用及布置

3.1卷扬机的选型及布置

卷扬机是斜拉索桥面展索、塔端挂设和梁端安装等主要工序的关键设备，卷扬机选取的原则是：操作安全方便、控制准确、状况良好、可调速。同时应根据卷扬机型号，配置相应的滑车组。根据卷扬机用途不同分为下面几种类型（以单塔柱为例进行说明）：

①主提升卷扬机，共4台10t，布置于索塔根部处，是进行斜拉索塔端挂设的主要设备。

②辅助牵引卷扬机，共2台5t，布置于索塔塔顶，辅助主提升卷扬机调整斜拉索进入塔端索套管角度，并完成斜拉索塔端临时锚固。

③桥面牵引卷扬机，共6台10t，其中2台布置于索塔根部，牵引斜拉索完成斜拉索桥面展索；4台布置于施工斜拉索区域附近，用于斜拉索完成梁端安装。

3.2斜拉索上桥面设备

斜拉索由制造厂家船运输至施工现场，用起重设备整体吊装上桥面安装，索上桥面使用的设备有：0#索：采用塔吊；1#索：采用浮吊；2～17#索：采用桥面吊机。

3.3桥面放索设施的

斜拉索展索设施主要有卧室展索机、展索小车和索夹。卧室展索机用于舒展索体、散去扭力，放索小车用于斜拉索在桥面移动，索夹是斜拉索同动力系统的连接工具。

3.4斜拉索梁端挂设设施、设备

为满足斜拉索梁段挂设的施工要求，斜拉索梁端挂设需用的设备有：桥面卷扬机牵引系统。梁端牵引时，施工人员在桥面吊机上通过手拉葫芦对斜拉索角度进行调整，确保斜拉索前部始终同索套管处于同一直线上。

3.5斜拉索塔端挂设主要设施、设备

斜拉索塔端挂设使用的设施、设备有：塔吊、塔外平台、塔顶挑梁、提升卷扬机、牵引卷扬机、钢绞线软牵引系统设备等。

3.5.1塔顶挑梁

塔顶挑梁与提升卷扬机构成斜拉索塔端挂设的主起吊系统。

3.5.2塔外施工平台

斜拉索的塔端施工平台，每隔6m布置一道附墙。塔外施工平台用于斜拉索塔端角度调整、导入索套管及解除吊索具。

3.5.3钢绞线牵引系统设备

钢绞线牵引系统主要由钢绞线牵引千斤顶、油泵、牵引连接装置及钢绞线等组成。6～17#索7或15Φj15.24钢绞线。钢绞线牵引穿心千斤顶采用YCQ72Q-150型。

图2张拉系统组合连接示意图

3.5.5张拉千斤顶及油泵

张拉千斤顶根据斜拉索的张拉控制力和张拉空间进行选择。本桥采用YCQ72Q-120型千斤顶，由于塔端空间受限，千斤顶为特别定制千斤顶，油缸行程是12cm，最大张拉力为720t。

油泵根据现场情况选择ZB-800型高压油泵。

3.5.6张拉杆及变径螺母

张拉杆及变径螺母用于牵引及张拉斜拉索，其加工材质采用35CrMo，锻打后需经过超声波检验。

3.5.7牵引及张拉撑脚

撑脚是千斤顶的反力支撑装置，需要根据使用千斤顶的外形尺寸、斜拉索张拉端锚头空间等因素综合考虑后设计确定，用5cm-8cm厚的Q345B钢板焊接而成。

4主要施工方法

4.1主要施工方法

斜拉索主要施工方法：①索上桥面；②塔端挂设；③梁端安装；④梁端张拉。

4.1.10～5#索施工方法：

1）提升斜拉索置于卧室展索机上；（0#索采用塔吊起吊，1#索采用浮吊起吊，2-5#索采用桥面吊机起吊）

2）提升卷扬机提升塔端锚头进入索套管，临时锚固塔端锚头螺母；

3）塔端锚头安装千斤顶、张拉杆及牵引连接件；

4）桥面卷扬机牵引梁段锚头入梁端索套管，直至出锚垫板，按设计要求锚固；

5）塔端硬牵引；

6）塔端张拉。

4.1.26～17#索施工方法：

1）使用吊梁和桥面板的桥面吊机，将斜拉索整体提升上桥面后，置于卧室展索机上；

2）将斜拉索桥面展开；

3）提升卷扬机提升塔端锚头进入索套管，临时锚固塔端锚头螺母；

4）塔端锚头处安装钢绞线软牵引系统，将索下放到一定高度；

5）利用桥面卷扬机牵引梁端锚头靠近梁端索套管；

6）调整锚头及索角度，将索牵入索套管，直至出锚垫板，按设计要求锚固；

7）塔端启动钢绞线软牵引系统，将塔端锚头牵出锚垫板并临时锚固，拆除钢绞线软牵引系统；

8）塔端锚头处安装张拉设备，进行张拉，直至达到设计要求。

4.2叠合梁施工中斜拉索梁端牵引、梁端带螺母

第一步：梁端带螺母准备工作完成—索夹安装到位，用卸扣将两个梁端带螺母卷扬机钢丝绳和索夹连接好，锚头处盖板安装完成，并用麻绳将梁端带螺母钢丝绳和斜拉索绑扎好。

第二步：两台梁端带螺母卷扬机同时启动，提升拉索到一定的高度，在提升的过程中，使用木板等工具撬动锚头，使锚头顺利进入桥面吊机，在拉索的过程中，拉索与桥面吊机接触的地方垫好木方，防止PE受损。

第三步：继续收紧卷扬机，拉动斜拉索前进，当索夹被拉进桥面吊机时，在桥面吊机天车上挂设5t的手拉葫芦，拉紧葫芦，使拉索处于悬空状态，松出桥面吊机后端滑车的钢丝绳，直接固定在索夹上，收紧钢丝绳。

图3梁端牵引示意图

第四步：继续收紧钢丝绳，拉动拉索向前移动，当锚头接近索道管时，拉动桥面吊机天车上的手拉葫芦，调整锚头的角度，使锚头顺利进入索道管，同时收紧钢丝绳，两跟钢丝绳同时受力拉动锚头向索道管内滑动。

第五步：同时收紧两个卷扬机的钢丝绳，当索夹距索道管口1.5米时，在索道管侧挂设两个5t的手拉葫芦，随着梁端带螺母钢丝绳拉动锚头向下滑动，同时收紧手拉葫芦，在帮助梁端带螺母的同时，也起到了安全保险的作用。在箱梁内挂设3t的手拉葫芦，连接锚头盖板和箱内吊耳，引导锚头锚头穿出锚垫板。

第六步：收紧钢丝绳和手拉葫芦，拉梁端锚头出锚垫板，安装锚头螺母，并使锚头伸出量达到设计要求。拆除梁端带螺母设备，并为下跟索的梁端带螺母做准备工作。

4.7斜拉索的张拉

斜拉索张拉统一在塔端进行，每根斜拉索需进行两次张拉，张拉过程中单塔的4台千斤顶对称同步张拉。

5遇到的问题及解决方法

5.1斜拉索梁端螺母没有内螺纹，梁端带螺母时，箱梁内导向葫芦没有地方挂设，使索在索道管内容易抵死，影响梁端带螺母工作的正常进行。

解决办法：利用了梁端锚头盖板的螺纹，加工了和拉索梁端盖板相似的新的盖板，盖板一侧焊有吊耳，并用7个的螺母将新的盖板固定在梁端锚头上，再将箱梁内导向葫芦挂设在新的盖板，使梁端带螺母工作得以顺利完成。

5.2张拉过程中由于斜拉索会松去扭力，因此张拉过程中，斜拉索会旋转，则造成钢绞线打搅。

解决方法：首先千斤顶提升着打搅钢绞线，稳住油压，转动后锚之后的钢绞线朝打搅相反方向转一定的角度，停着，千斤顶慢慢的卸压，让后锚受力，重复以上步骤调整，让打搅钢绞线恢复根与根间平行状态。调整过程中牵引力一定要一点点给予，否则本根调整的钢绞线受力比其它的钢绞线紧，又要全部每根调整一次；调整过程是要耐心、细心的的完成，绝对不能马虎大意的随便调两下；调整钢绞线越接近索导管的时候越要注意每根钢绞线打搅的情况，争取在索头进入索导管之前解决钢绞线打搅。

6结语

本文介绍了国外某跨海大桥斜拉索安装施工。其中对叠合梁中斜拉索的梁端带螺母进行了介绍，并对施工过程中出现的问题提出了自己的解决方法。希望对以后类似桥型斜拉索的施工提供借鉴。尚有很多不足之处，希望大家予以指正。

作者简介

窦昕玥女1993助理工程师硕士主要从事旧桥维修加固及桥梁结构索体更换研究。