赤峰桥斜拉索张拉施工技术

王冬 张伟

1 工程概况

天津市海河项目赤峰桥是一座独斜塔三索面弯曲型钢箱梁斜拉弯桥，全长225 m，其中主跨为134 m，边跨(50+41)m，桥面总宽度为39 m。天津赤峰桥作为一座造型独特的斜拉桥结构，其斜拉索和后背索索体均采用φ15.24高强低松弛平行环氧涂层钢绞线群锚拉索，锚具采用OVM250拉索体系，均为可单根抽换式拉索构造。全桥共设九对桥面斜拉索(见图1)，其中主跨设有五对，分别为(M11，M21);(M12，M22);(M13，M23);(M14，M24)(M15，M25)。边跨设有四对分别为(B11，B21);(B12，B22);(B13，B23);(B14，B24)。斜拉索穿过钢箱梁，通过钢锚箱锚固于钢箱梁底板下。其固定端设在主塔顶部锚固段，张拉端设置在钢箱梁底部。四根后背索分别为(BC11，BC21，BC12，BC22)，其固定端设置在主塔顶部，张拉端设置在背索承台底部。为保证主塔在斜拉索拉力的作用下保持稳定，在塔柱内设置竖向预应力钢绞线，统称为后张束(往后简称“H”束)，H束共48束，分别为H1，H1’，H2，H2’，H3，H3’，H4，H4’，H5，H5’，H6，H6’。

表1 张拉过程分阶段汇总表

2 体系转换工艺

为了预防体系转换过程中钢箱梁受外力不均匀产生变形过大，我们按照设计图的要求在体系转换前做了两项工作。1)将整个的张拉过程分成几个阶段(见表1)，根据不同阶段的受力情况对该阶段的索的拉力进行调整，主要目的是保证在张拉索的过程中，对整座桥的受力进行实施监控。2)计算模型考虑的为实际结构(钢箱梁、索区混凝土、压重混凝土、桥面铺装、栏杆、灯柱等)的重量。而在实际工程中，焊渣、焊缝以及其他杂物的重量难以精确计算，主桥实际重量要大于计算重量，因而其向下挠度比计算所得数值会有所增加。考虑到以上因素的影响，将主跨最大挠度处的预抛值定为10 cm，其余各点均作相同比例的增加。

3 斜拉索施工工艺流程

斜拉索在施工前确定施工工艺流程是至关重要的(见图2)。因此施工技术负责人要先将该工艺流程根据工程特点和设计、规范要求制定出来。召集各专业人员对施工工艺进行研究、熟悉和交底。各专业的相互配合的好坏直接影响到工程的最后质量。同时施工时的环境气候对斜拉索的影响也是不能忽视的重要因素。

4 单根张拉

4.1 单根张拉

每根索的钢绞线均逐根挂索后即用YLSD160-150千斤顶进行张拉。在张拉前，还应先安装上单根张拉支座。

4.2 索力均匀性控制

为使每根索中各钢绞线索力均匀，采用等张拉值法进行张拉，即每根钢绞线的拉力以控制压力表读数为准，以传感器读数进行监测。挂索前，将监测传感器安装在一根不受外界影响的钢绞线上，安装顺序为:支座垫板—传感器—单孔工作锚。随后张拉时每根钢绞线的拉力是按当时传感器的显示变化值进行控制的。

通过以上索力控制，索力均匀性可控制在每根斜拉索的各股钢绞线的离散误差不大于理论值的±2%。

4.3 等值张拉法

斜拉索第一次张拉是通过单根张拉索力累积达到整束设计第一次张拉索力的，实际施工操作时按以下原则:1)第1，2根:为减少套管对单根张拉力造成过大的非线性影响，第1，2根钢绞线用来承受外套管的自重，所以张拉力由该管的垂度确定;2)第3根:根据整束拉索索力平均之后由主梁及索塔的变形量进行修正，使安装完成之后单根索力累计值与设计接近，避免单根挂索之后索力大调整;3)第 i根:Ti=Ti－1－ Δi。其中，Δi为第 i根安装时传感器变化值;4)第1，2根补拉时按Ti=Ti－1－Δi控制方法确定。一般地，单根张拉力的确定(即第1根张拉力)按梁体结构考虑:对钢梁结构:F1=(1.1～1.2)F/n。其中，F为设计索力。采用此法进行斜拉索张拉，同一根斜拉索的钢绞线索力均匀性可控制在2%之内。

4.4 低应力锚固技术措施

当单根挂索索力较小时，钢绞线在低应力工作状态下工作。保证其夹持质量和夹持效果对施工过程中的主体工程安全尤为关键，因此必须加强拉索低应力锚固措施，具体措施如下:1)控制进场拉索锚具产品质量。2)单根张拉时严格控制夹片的安装质量，杜绝不规范的安装工艺出现。3)尽量提高拉索初始控制应力，最好可达0.15бb以上。4)单根张拉涉及临时锚固，全部在连续张拉装置内完成，工作夹片不宜出现多次高应力锚固的情况。5)单根钢绞线顶压采用专用顶压器进行逐根顶压，按该钢绞线工况下锚固应力累加顶压应力控制，但总应力不超过钢绞线破断力的0.45，一次性顶压锚固，使夹片锚固后产生相当于0.45бb应力状态下的夹持效果，使之能适应在低应力状态下的锚固。6)防松装置:安装夹片防松装置，用专用扳手将各空心螺栓旋紧，以随时保持对夹片的压紧力。

5 施工效果

通过在本工程采用等值张拉法的单根张拉工艺解决了国内最大束群锚拉索的张拉困难，在斜拉索索体张拉后其整束索力值与设计成桥索力值最大偏差控制在2%以内，使得成桥线型与设计线型相吻合，保证了成桥质量和安全。

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