斜拉索组合式千斤顶张拉施工工艺

杨天伟，陈 康，黄玉凡

（中交一公局厦门工程有限公司，福建厦门 3 61000）

斜拉索组合式千斤顶张拉施工工艺

杨天伟，陈 康，黄玉凡

（中交一公局厦门工程有限公司，福建厦门 3 61000）

斜拉桥斜拉索张拉是工程控制的关键，由于斜拉索张拉吨位大和索塔锚固区内腔空间小等问题导致对张拉设备有特殊要求，永川长江大桥结合现场实际情况采用了组合式千斤进行斜拉索张拉施工，在半年时间内高效率高质量完成了152根斜拉索的张拉和调索工作。

斜拉索；组合式千斤顶；张拉施工

0 引 言

永川长江大桥斜拉索采用双索面扇形布置，全桥共有4×19对152根平行钢丝斜拉索，拉索采用7 mm镀锌低松弛平行钢丝，斜拉索塔端采用钢锚梁锚固形式，梁端锚固采用套筒式锚固形式，钢箱梁上索距为15.5 m，混凝土梁上索距为10 m和8 m，塔上竖向标准索距为2.5 m。最大索长332.086 m，最大索重24.2 t，张拉最大索力4 000 kN。由于索塔内空间较小，传统的大千斤顶不便操作，项目部经过认真研究，采用组合式千斤顶施工工艺。

1 工艺特点

1.1 施工工艺特点

本工艺的特点是“积小成大”，组合4个150 t千斤顶同步顶升产生600 t顶推力。先在一个斜拉索锚固垫板上安装一套千斤顶定位装置，然后在定位装置上面4个同类型千斤顶，在千斤顶顶面安装一块与斜拉索锚固垫板基本一样形状的张拉用的锚固垫板，这样组合式千斤顶形成了一个整体，4个千斤顶和张拉用的锚固垫板充当了常规斜拉索张拉中的撑脚及穿心式千斤顶的角色，减小了操作空间，并且满足了受力要求。

1.2 使用功能、效益方面的特点

利用4个小吨位千斤顶同步顶推来满足大吨位千斤顶的顶推力，从张拉力值上完全满足张拉的受力要求，而且避免了使用大吨位千斤顶需要较大操作空间，也省却上下移动重量庞大大吨位千斤顶的麻烦。

1.3 工法与传统施工方法的区别、先进性和新颖性常规斜拉索张拉都是根据斜拉索张拉力值选择合适吨位的穿心式千斤顶，传统施工方法是利用大吨位的穿心顶安装在斜拉索锚垫板上,然后利用张拉杆连接斜拉索锚杯后穿过千斤顶在千斤顶活塞顶安装工具锚垫板，通过油泵车供油使千斤顶加压顶推。与传统的施工方法相比，先进性主要体现在施工方便、操作简单，可以节省资源、节省工期[1]。

2 工艺原理

根据斜拉索锚固的构造及斜拉索张拉力与工厂联系制作相符的组合式千斤顶及油泵（组合式千斤顶为一台油泵同步控制4台小千斤顶的构造）、设计制作组合式千斤顶定位装置及张拉用垫板，使用组合式千斤顶对斜拉索进行挂设及张拉施工等。

3 工艺流程及操作要点

3.1 工艺流程

塔端挂索后螺帽锚固→在锚垫板上安装固定组合顶的基座→安装变径接头、千斤顶、张拉杆→下放张拉杆一定长度→安装4个组合千斤顶和工具锚垫板→梁端压锚→待主梁安装完好后进行索的硬牵引及第一次张拉→设计监控索力与标高→桥面吊机前移→塔端进行第二次张拉→设计监控索力与标高→拆除进行下一循环施工。

3.2 施工主要步骤及操作

（1）张拉设备的安装

在上一循环完成后，拆缷千斤顶、张拉杆放于平台上，提升至下一平台位置，在提升过程中要缓慢平稳，防止其倾覆。再将变径套与要张拉的斜拉索锚杯连接上，将张拉杆旋进变径套连接，然后依次安装接长杆。将固定千斤顶的底座安放在锚垫板上并固定在依次安装4个150 t顶推式千斤顶，然后在张拉杆上依次安装转换螺帽、工具垫板和工具螺帽。在此过程注意锚杯、张拉杆、锚垫板三心同一。接好油泵的油管和电源，安装好与千斤顶配套的油表，开动油泵使张拉杆受力。

（2）梁端压锚

梁段压锚是利用卷扬机以及主梁索套管前端的定向滑轮组和栓在索夹具上的动滑轮组，由吊车配合压锚卷扬机将索锚头插入索道管然后拉压出锚垫板外的一定长度带上螺帽即可。

斜拉索自然展开后要进行张拉杆的放长工作，目的是为了间接增加斜拉索长度减少压锚拉力，压锚前检查钢箱梁锚箱也索套管是否平顺无错台毛刺等。压锚索夹为了确保安全最少安装两幅索夹前端为塔端提升索夹后端为压锚索夹，索夹与PE间垫双层土工布，索夹高强螺栓紧固要均匀牢固，索夹安装的位置为索导管长度+1 m。压锚牵引力系统由两个滑车组合、卷扬机、2个1导向滑车组成，牵引力系统安装好后，用汽车吊大钩在索夹处小钩在前端将斜拉索脱离桥面同时调整一个锚杯入洞的角度。指挥人员协调卷扬机和吊车缓慢平稳将锚杯压入索导管内，先摘下吊车小钩。再利用牵引力系统将锚杯压出锚垫板过程中由于斜拉索有一定的弯曲要，所以要不停的利用吊车调整斜拉索的角度和收放滑车组来减少压锚阻力。锚杯露出垫板后立即戴上螺帽完成梁端压锚。

（3）张拉过程

a.技术准备工作

每次张拉前，根据设计监控给出的张拉力的大小，通过千斤顶和配套压力表在标定时给出的力与压力表读数之间的线性方程，求出对应的油压表读数，并根据力的大小将油压表读数分成n级，每级为5 MPa同时标出对应级数，算出斜拉索的对应设计伸长值。

b.斜拉索张拉

斜拉索在张拉过程中，每根斜拉索4台千斤顶应同步进行，严格控制4台千斤顶张拉力的差值，一般以油表读数相差在1.0 MPa以内为标准。张拉油表应经常进行标定以防油表失灵，同时在使用过程中严禁震动或碰伤油表。在操作油泵时，应根据给出的油压分级读数，上下游塔肢4台油泵每次都控制相同的级数，量测了斜拉索伸长值后，再进行下一次的张拉。油压表油压上升应均匀缓慢，油泵操作人员在操作油泵的同时，要注意油泵是否有异响或千斤顶有无异常情况以便及时控制。

c.斜拉索的伸长值量测与锚固

斜拉索每拉完一级应及时测量斜拉索的伸长值，在测量伸长值时应注意测量起止位置的一致性，一般不量千斤顶油缸伸长值，并且实际伸长值与设计伸长值进行对比，如果差得多过要找出原因，因伸长值在一定程度上反应了力的大小和主梁标高的变化情况。索力到位后，伸长值的实际值与理论值差得不大，旋紧螺帽并锚固好。在张拉过程中，每拉起一点，螺帽就向下旋进一点，尽量减少螺帽与锚垫板之间的丝扣数，以防意外。松开进油阀缷荷时，油压不能降得过快，缷荷完毕等待监控，如果监控不符合要求则重新进行调整。如符合要求，则千斤顶回油，缷下油表将之装回箱中。第三次张拉结束，拆出张拉系统，盖上锚头保护盖，进行下一循环的施工[2]。

d.千斤顶行程不足的处理

由于本桥采用组合式千斤顶，相当于利用千斤顶作为撑脚，千斤顶高38 cm、行程20 cm相当于58 cm的撑脚，而这个空间里面需要包括锚固螺母高度、与张拉杆变径套以及冷铸锚外露量，一旦出现冷铸锚外露量过长的话会出现千斤顶行程不足的情况，这样的话必须在千斤顶上加垫特意加工的垫块以增加其行程。

4 工程材料与设备

所需的材料见表1。

5 技术措施和质量管理办法

（1）斜拉索体系中的材料都由专业厂家提供。因此，对于主要材料必须具备材质证明书，出厂合格证以及进场前的性能检测报告，斜拉索上还要注明产品批号、拉索编号及规格型号、长度、重量、生产日期等。对于进场的斜拉索材料应按进行抽样试验。

（2）制作完成的斜拉索要重点保护，斜拉索的保护包括在运输过程中、场内堆放、起吊过程、施工挂设过程中都要避免斜拉索PE被摩、刮、划、烧伤。对传感器、动测仪、水准仪、千斤顶事先做好配套标定工作，专业器具专人管理。

斜拉索张拉时的索力数据不得大于设计及规范的允许偏差，见表2。

表1 组合顶张拉主要材料设备数量表（单塔）

（3）斜拉索安装前要确定其两端锚垫板的中心位置、索导管的顺直，清理掉锚垫板上的异物，提前用钢凿或手砂轮将锚索管内和锚垫板处有可能挂破斜拉索或阻碍斜拉索安装的异物全部清理干净。

（4）斜拉索安装过程中要注意保护锚杯丝不要被刮伤，张拉前确保斜拉索锚杯中心、张拉杆中心、锚垫板中心三点同一线。斜拉索安装完成后，要检查斜拉索是否有碰壁或触碰到其他物体。

（5）张拉过程中要保证四个千斤顶同步均匀受力，并根据力的大小将油压表读数分成n级，每级为5 MPa张拉时保证左、右幅塔柱的中、边跨四个油压表在同一级数内。

（6）张拉用所有千斤顶、油泵等张拉机具应由专人使用与管理并应经常维护，定期检验。有如下情况时：千斤顶初次使用、千斤顶使用超过6个月或300次、千斤顶经过检修、千斤顶和油表重新配对、千斤顶使用过程中出现不正常现象等均应对千斤顶和油表的配置进行重新标定[3]。

（7）索力监控、索力调整期间要严格安装监控指令要求工况进行，确保索力的准确性和及时性。

（8）测取索力时斜拉索锚杯完全处与收力状态而千斤顶必须处于泄压状态，张拉到位后要拧紧锚杯，盖上锚杯防雨盖。

6 安全注意事项

（1）加强对每一位操作者的安全教育。严格执行安全生产规程，作好安全交底。确保全过程安全施工。

（2）各种悬挂设施较多，施工前必须检查悬挂设备是否安全。空中作业时，应观察天气情况，不能无预见或冒险作业。

（3）因斜拉索索的型号不一，变径套直径不一样，在斜拉索种类变化时，注意变径套的变化。

7 结语

（1）经济效益

节省了千斤顶设备购买费用，见表3。节省了倒运千斤顶的时间和安全风险，加快了施工进度。

表3 设备购买及施工费用清单表

据分析，双塔双索面152根斜拉索可以节省242 200元费用。

（2）社会效益

150 t千斤顶使用范围广，使用率较高，600 t千斤顶使用率较低，资源利用率较低。减少倒运千斤顶的作业时间，同时降低施工安全风险。

[1]赵文艺,薛长迁,刘斌.三维体系斜拉索桥张拉施工技术应用[J].城市道桥与防洪,2009(7):131-134,259.

[2]易柏华.施州大桥斜拉索施工技术[J].中国水运（理论版）,2007(4): 92-94.

[3]瞿晓华,黎兆亮.灌河特大桥斜拉索安装施工工艺[J].预应力技术,2007(4):8-11.

U445.4

B

1009-7716（2017）01-0110-03

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.01.032

2016-10-20

杨天伟（1982-），男，黑龙江伊春人，工程师，从事路桥施工工作