矮塔斜拉桥施工关键技术研究

宋卫东

摘要：本文结合实际的案例，对矮塔斜拉桥结构特点、现场的施工条件、具体的施工工艺与技术等进行了详细分析，旨在提高路桥施工的质量，为同行提供一定的借鉴和参考。

关键词：矮塔斜拉桥;斜拉索;施工技术;等张拉力法

一、工程案例

某大桥宽度为44m，跨径布置为86m+146m+86m，塔高为21m，三跨连续四索面矮塔斜拉桥为其主桥结构。全桥共有6个主塔，沿着桥的方向呈2排3个排列。中主塔为双索面，边主塔为单索面，各索面斜拉索呈扇形布置。

57根斜拉索贯通桥塔，选用的预应力钢绞线标准强度为185MPa的48mm×15mm，55mm×15mm，两侧下吊点为延伸的方向，中间经过塔顶处的索鞍构造，顶点为主梁悬臂翼板下方的混凝土锚块处，斜拉索钢绞线能够贯穿桥塔，将鞍座设置在桥塔塔身的上部位置同时进行对称和锚固操作。

二、斜拉索施工技术

（一）斜拉索安装施工总体布置

与传统拉索相比，在塔高的限制下，矮塔斜拉桥的斜拉索较短，需要精确控制索力，并根据实际情况不断进行调整。同时由于拉索需要贯穿桥塔并两端锚固于主梁上，这也决定了安装矮塔斜拉桥拉索的时候，在主梁上将拉索的两端进行固定，并保持贯穿全塔。

（二）挂索前准备

1.斜拉索下料及HDPE管焊接

以设计要求为参照，对斜拉索的无应力索长进行计算，然后进行下料工作，采用发热式工具，对焊连接斜拉索的HDPE管，使相邻的两个端面能够有足够的空间接触，使其相互作用，提高连接的质量。

2.张拉锚具安装

螺母、锚板、密封压板、锥形密封垫、密封垫、灌浆筒、挤压板、分丝板等组成了群锚体系，包含着两种规格的斜拉索锚具，分别是50mm×15mm、56mm×16mm。利用斜拉索锚具进行安装，在这个过程中，需要遵循严格的顺序，将胶水涂抹在防损套与锚板密封件上，增强构件运输的稳定性。对螺母的安装需要对旋合长度进行严格控制，通常情况下，需要在锚板锚固端面4-6mm处使其与螺母前端面脱离，为调索工作提供便利。组装锚具后，在箱梁内部的锚垫板上预先固定。

（三）钢绞线穿索

1.HDPE外套管吊装

在锚固筒和延伸管内套入HDPE外套，应安装之前需要利用索箍进行固定，提升作业使用的机械是卷扬机。在标准高度上对HDPE外套管进行控制，选择塔柱索鞍位置，连接塔柱索鞍与索箍，以1m为限度，将外套管与预埋管进行隔离。完成主塔两侧HDPE管的起吊工作后，需要固定主梁端，避免外套管在偏摆情况下出现损坏。

2.钢绞线穿索及安装

矮塔斜拉桥的主塔上设置了分丝管式索鞍，钢绞线需穿过分丝管并向下锚固于主梁内。在安装钢绞线前，需要剥套和镦头处理，使钢绞线符合标准。在钢绞线端部5cm的位置，将外侧的6根钢丝进行切除，保留HDPE管的中心钢丝，打磨倒角外层钢丝。为方便后期的挂索牵引工作，可以借助镦头机，使中心丝能够稳定。在HDPE外套管内套入钢绞线，采用人工送丝的方式，将另一端送至另一侧的侧塔索鞍口处。

安装锚具时，在其中设置了引棒，需要对其进行向上的牵引，连接钢绞线的镦头与端部的连接头，对连接头的螺母进行旋转，增强钢绞线镦头的稳定性。对钢绞线进行锚固时，需要借助单孔千斤顶和单孔反力架，以规定索力的数值为标准，对钢绞线进行张拉，同时使工作夹片能够进行顶压。钢绞线贯穿完成后，利用胶泥，以3m为距离，封堵索鞍两侧管口，防止出现钢绞线打绞现象。

（四）钢纹线张拉调索

1.等张拉力法

采用等张拉力法进行单根张拉斜拉索时，需要将压力表读出的数值为参考，监测传感器的读数。挂索前，选择一根不受外界影响的钢绞线，按照支座垫板一传感器一单孔工作锚的顺序，在上面安装监测传感器。按当时传感器的显示变化值，张拉控制每根绞线的拉力。安装完成斜拉索后，按照先后的顺序，单次张拉钢绞线。每次的张拉都会产生一定的作用力在主梁上，损害之前被张拉钢纹线产生的应力，造成受力不均的现象，达不到施工的要求。因此需要采用等张拉力法，采用等张拉力张拉原理，对每根斜拉索各钢绞线的离散误差进行控制，使其浮动的范围在理论值的3%以内。

2.单次张拉施工工艺

依次按照先后顺序，对张拉支座和千斤顶进行安装，以初始张拉力为基准，初张拉第I根绞线，对传感器中的数值进行读取，使每根斜拉索能够符合要求。然后以前一根的初始张拉力为参照，对第2根绞线进行张拉，再次记录传感器数值并进行分析。以此类推，按照相同的方式对后面的钢绞线进行张拉，同时对记录的数值进行综合计算。需要注意的是，最后需要采用相同的方法，将传感器进行拆除，对第1根钢绞线进行再次张拉，按照计算出的数值进行张拉。在张拉的过程中，需要对工作夹片进行控制，使其平整度达到规定要求，使桥塔两侧加载的均衡性和稳定性得到有效保障。另外，需要结合张拉力、斜拉索伸长量、张拉端标高位移等数值，使张拉过程更加科学有效。

3.整体调索

整体调索斜拉索的时候，夹持单索中靠后位置的钢绞线，集中张拉直到达到规定索力，这个步骤可使用千斤顶和工作锚具进行。以锚垫板为固定端，使工作锚具上的螺母逐渐脱离，对螺母进行旋合，在分离之后重新贴紧，在整体张拉之后，卸载千斤顶，提高锚具的承压能力，使其能够坚固和稳定。调索的时候需要用到整体千斤顶，以螺母的调节余量为基准，在调索的过程中，对斜拉索的伸长值进行控制，使其维持在设计的标准内。完成首次调索工作之后需要进行索力测试工作，对张拉的过程进行监控，对索力的数值进行详细分析，使其稳定在一定的范围内，必须达到设计要求才可以，合格之后采用相同的方式再次进行张拉调索，使数值的准确性达标，为后期施工奠定基础。

（五）附属设施安装

完成斜拉索完全張拉后，为增强斜拉索的耐久性和适用性，需要对相关配件进行防腐处理，充分发挥出斜拉索的作用，保证桥梁的正常运营，提高结构的安全性能。在安装减震器的时候，需要对斜拉索索体进行检查，如果出现偏斜现象必须及时进行校正，使减震器能够在合理的位置上发挥发挥自身应有的功能。按照从上到下的顺序，安装不锈钢外护管，使其能够紧密接触防水罩台，为防止雨水的进入，延长拉锁的使用寿命，需要利用密封胶对对护管进行封堵，在发挥僧意外情况时，必须及时进行修补。

三、结束语

与传统拉锁不同，矮塔斜拉桥拉索施工具有自身的特性，需要借助分丝管，使其能够贯穿索塔。在张拉的过程中，可以根据实际情况，采取等张拉力法或者单次张拉法，使张拉过程能够按照规定步骤科学合理的进行。同时，必须按照规定的顺序，对施工过程进行严格控制，确保桥梁能够长久运营，提高桥梁结构的耐久性与安全性。

参考文献：

[1]覃巍巍，石伟，雷欢.京杭运河矮塔斜拉桥主塔及斜拉索施工方案[J].预应力技术，2017（06）：10-14.