对斜拉索施工工艺技术的问题分析

高升

1 工程概述

主桥为（130+300+130）m双塔双索面PC梁斜拉桥。桥梁平面位于R=7500m圆曲线→直线→LS=100m左弯缓和曲线→R=500m圆曲线→LS=100m左弯缓和曲线→直线上。全桥以主桥中心变坡点（K3+335）控制，控制标高42.2m，两侧各4%纵坡、中间设R=4500m凸曲线。

主梁采用单箱三室预应力砼结构，箱梁中心高度2.75m，箱梁一般截面全宽19m，桥面行车道净宽15m，两侧各0.5m防撞护栏，护栏外侧为1.5m斜拉索锚索区和检修道区。

箱梁标准段顶板厚0.25m，底板厚0.3m，三角边箱底板厚0.25m，中腹板厚0.4m；中间箱室净宽6m，边箱净宽4.2m，两侧挑臂根部厚1m，端部厚0.795m，做为拉索在主梁上的锚固区域。

斜拉索采用扇形空间双索面布置，每塔每索面共18对斜拉索，共144根。梁上索距除边跨压重区位4m外，其余均为8m。斜拉索采用高强度低松弛平行钢丝索，索体采用双层HDPE防护的全防腐索体，规格为91Φ7、109Φ7、127Φ7、139Φ7、163Φ7、187Φ7、199Φ7共7种，抗拉强度标准值为1670MPa。拉索锚具采用冷铸墩头锚锚固体系。

图1 悬浇主梁结构图

2 斜拉索施工

2. 1 总体思路

斜拉索安装将采用“先塔端临时锚固牵引杆，然后进行梁上锚固端的定位安装，梁上锚固到位后再塔上牵引、张拉”的施工方法。

成圈索运至大桥施工区域后，将斜拉索运辅助平台后利用汽车吊或提升架将斜拉索提升上桥面。斜拉索上桥后安装在放索架上，用卷扬机牵引放索架移动。拉索运至0#梁段上在进行挂索前应用缝布进行遮盖，注意防火、防水、防潮，并派专人看管，对缆索进行编号、核对。

将索盘放置于塔根部附近安装位置，用塔顶起重卷扬机展开部分拉索。在拉索上锚端安装牵引杆并在索身适当位置安装索夹。利用塔顶卷扬机将拉索上锚端提升到达适当位置后，通过调整起吊提升和塔内牵引卷扬机的牵引，将塔上张拉端牵引杆及拉索上锚头牵引进入塔上拉索导管并安全锚固牵引。

待挂篮前移到位并调整好立模标高后，先将拉索梁上锚固端水平牵引到待安装锚固位置附近，塔上可根据现场情况用千斤顶将张拉端在索管内下放至适当位置，用卷扬机和千斤顶将梁上锚固端反顶至锚固位置锚固到位。

当一座塔同索号的4根拉索均安装完成后，再将4根拉索分级同步进行张拉到设计、监控指定的拉力值。

2.3 拉索安装工艺

1、桥面展索

前期展索由于索较短，采取边展索边起吊，待塔上安装完成后，桥面上用卷扬机反牵引索盘使索盘中剩余的索展开在桥面上。成圈的长索（大于6t）设置一放索架，把索安装在放索架上，桥面卷扬机牵引拉索锚头，使索盘水平转动将索放出，同时解除斜拉索缠包带。为保护拉索的外护套，在拉索水平牵引过程中每2米放置一个托辊捆绑式支撑小车，将拉索用麻绳捆绑在可以旋转、移动的小车上。拉索牵引时相对小车物无滑动，而小车支撑拉索移动，从而使拉索得到保护，避免拉索与混凝土面摩擦损坏，且在展索过程中派专人跟踪检查，随时调整托辊间距保证拉索不与桥面接触。

图2.3.1 展索体系示意图

2、安装斜拉索夹具及牵引杆

斜拉索夹具采用两片半圆结构，用螺栓进行连接，用柔性橡胶板和麻布对斜拉索安放夹具进行包裹，然后安放索夹。在斜拉索锚头处安装连接器及牵引杆。

3、塔端挂设

以边跨两根斜拉索为例，边跨两根斜拉索全部展开后，斜拉索长度大于边跨已浇梁端的长度。塔顶靠边跨卷扬机下放钢丝绳至桥面，与斜拉索用夹板连接，塔顶中间卷扬机从塔内下放钢丝绳穿出索导管与斜拉索锚杯用提吊头连接。塔顶卷扬机提升斜拉索并牵引斜拉索锚杯进入塔内，拧上锚杯大螺母临时固定，卸下卷扬机钢丝绳。改用牵索拉杆和千斤顶将拉索慢慢下放到一定距离，确保梁端安装顺利。再在桥面反牵引使拉索完全展开，塔内安装好千斤定后，等待主梁上拉索锚固端安装。拉索塔上临时锚固后需进行吊点的解除，由于塔外侧未设置脚手架，吊点的拆除使用垂直提升挂篮，挂篮提升钢丝绳和安全绳固定在塔顶吊架上。为避免挂篮超载，待拆卸的吊装索夹用桥面1吨卷扬机提升上下，挂篮仅仅用作人员的升降。吊点选择应考虑索管长度和拆除吊具的方便，宜选择斜拉索的自然弯曲点，其最小长度不小于索的彎曲直径。这样斜拉索便于入管牵引，在进入索管后处于自然顺应，牵引行走状态，可有效防止扭索，锚杯划伤等问题。

4、梁端挂设

边主跨四根斜拉索依次完成塔端挂设，挂篮立模，吊点锚固，前支点长拉杆角度定位，牵引梁端锚头与挂篮张拉机构连接形成前支点。同样以边跨为例，在边跨挂篮主纵梁前端建立牵索锚点，锚点与滑车组固定，边跨10t卷扬机放钢丝绳穿过滑车组与梁端斜拉索锚头捆绑连接。锚杯上安装索力转换用的连接头，卷扬机牵引斜拉索同时用吊车协助前移，在斜拉索接近拉杆时用千斤顶及手拉葫芦导向，使拉索锚头连接头与拉杆精确对中连接。当斜拉索较长时，要进行减少安装索力的调整，以增加安全性。采取措施如下：塔端锚固后利用千斤顶将拉杆及斜拉索一起下放，但要保证锚固牢靠，再将挂篮前端牵索拉杆尽量往上顶，这样减短两点之间的长度，减少了安装索力。

5、软牵引

软牵引实际上就是利用可变长度的钢绞线束作为柔性张拉杆接长斜拉索，以减少梁端水平牵引力。施工时先将斜拉索牵引至塔端临时锚固，塔内锚杯接长软牵引，解除临时锚固，用塔内千斤顶下放软牵引至最大时，锚固软牵引钢绞线，梁端卷扬机牵引斜拉锚头与张拉机构连接形成前支点，塔端千斤顶再逐级张拉牵引钢绞线束，直至锚杯进入塔内，拧上锚杯大螺母完成塔端挂设。

6、斜拉索初张拉

四根斜拉索全部完成塔端、梁端挂设后，按监控指令要求对斜拉索进行第一次张拉，第一次张拉在挂篮端进行。在梁端进行张拉时，挂篮的张拉机构有可能随斜拉索平行钢丝的内扭力旋转，斜拉索张拉的同时用手拉葫芦对张拉机构施加反方向的力矩可约束并调整张拉机构的转动。四根斜拉索要同步对称分级张拉，张拉荷载由油表读数控制。

7、索力转换

混凝土强度符合预应力张拉的强度及凝期要求后，对主梁预应力筋进行张拉，张拉完成后进行索力转换。索力转换就是斜拉索对牵索挂篮前支点的拉力转换到预应力混凝土梁上，解除前支点。索力转换前斜拉索锚杯大螺母不受力，张拉机构撑脚内的大螺母受力，千斤顶张拉使锚杯往外拉动1cm左右，往上旋锚杯大螺母使之与主梁锚垫板紧贴，千斤顶卸压回油，此时张拉机构撑脚内大螺母不再受力，而锚杯大螺母受力，解除转换连接头即完成索力的转换。索力转换要求四个千斤顶同步进行张拉转换，张拉转换的吨位不宜过大。

2.4 挂篮挂索施工具体操作

1、斜拉索上、下端锚具安装

1）張拉端锚具安装

张拉端锚固点设在塔内锚垫板顶面，用卷扬机吊笼将锚具组装件吊到相应锚固点处直接放入，并用手拉葫芦调整到位，防止支承筒螺牙碰伤。

2）固定端锚具安装

前支点挂篮前移到位后，即开始在挂篮上安装固定端锚具及下端预埋索导管；考虑到梁端预埋索导管长达2米～4米，而挂篮上转换装置处又无位置穿牵引索，因此在安装预埋索导管时将管抬高放置，固定端锚具直接吊装至设定位置，用支架托住；预埋管下端锚垫板高过锚具10厘米，以利于穿索，预埋管也用托架支承稳固。

3）锚具安装技术要求

A.张拉端和固定端锚孔相互对应，不得有错位现象；

B.锚具中心线与锚垫板中心线保持一致，两者偏差不得超过5mm。

2、索力转换装置安装

当前支点挂篮移动到设计位置完成立模标高调整后即可安装转换装置及锚具组件，转换装置装配

索力转换装置从梁段锚具出来依次为补芯，连接杆，与连接杆配套的连接器，直穿过挂篮主纵梁的长拉杆，主纵梁外分别为拉杆支座及YCW400B型千斤顶撑脚，YCW4000B型千斤顶及张拉螺母；拉杆支座通过螺栓及拉杆支座固定在主纵梁上，撑脚内有球形垫圈及工作螺母。其安装步骤如下：

1）索力转换装置安装时先装拉杆支座，再通过塔吊和手拉葫芦把长拉杆穿过拉杆支座，并临时固定；

2）安装拉杆后端的张拉系统（球形垫座、工作螺母、撑脚、张拉千斤顶及张拉螺母）；

3）安装拉杆前端连接系统（连接器、连接杆、补芯）；

4）利用葫芦、撑杆等工具将锚固螺母、张拉杆、张拉架等根据设计的角度吊挂固定；

5）调整拉索锚具的紧固螺母与锚垫板的距离，旋紧锁紧螺母。

图2.4.2 斜拉索梁端挂设示意图

3 结束语

斜拉索施工工艺技术有多种方法，但需要因地制宜，结合环境特点和设备情况进行有针对性的设计，设计应考虑施工方便及对主体结构的影响，施工时严格按照工艺操作，确保施工安全。