狭小空间内斜拉索张拉技术研究

姚永峰，周强生，秦涌汐

（江苏法尔胜缆索有限公司，江苏 江阴 214445）

目前国内有些桥梁设计时为考虑满足其他功能要求，如节省建材、结构美观等，将冷铸锚斜拉索张拉空间设计地较为狭小，尤其是在高度方向上，但部分冷铸锚斜拉索锚具本身体积较大，需适应能力较强的张拉穿心孔径，常规的张拉撑脚加穿心千斤顶组合无法满足张拉要求，但斜拉索的张拉是关系到桥梁成败的关键工序。因此，文章就上述冷铸锚斜拉索张拉空间狭小和张拉孔径适应性问题进行研究，设计制造出满足狭小空间内斜拉索张拉的组合千斤顶系统及其他配套设备，最终在国内某大型斜拉桥上成功应用。

1 斜拉索张拉空间分析

国内某大型斜拉桥的斜拉索采用热挤聚乙烯高强钢丝拉索，两端锚具为张拉端冷铸锚，最大规格Φ7～337，最大张拉索力达到6150 kN。根据设计要求，斜拉索在塔内对称张拉。

Φ7-337 规格斜拉索锚杯高度为695 mm，对于常规千斤顶张拉空间，考虑斜拉索锚固的可能位置，撑脚内部高度不得低于锚杯高度，并且撑脚顶板厚度需满足张拉时的强度要求（根据撑脚的材质可计算出撑脚顶板设计的厚度），因此，该规格斜拉索张拉撑脚高度不低于800 mm。张拉行程200 mm 的650 t 千斤顶高度为450 mm。另外考虑张拉拉杆锚固及装拆等情况，千斤顶后预留空间高度不低于400 mm。因此，常规千斤顶张拉空间高度不低于1650 mm。

根据该桥梁塔柱斜拉索锚固区结构形式，常规千斤顶主边跨斜拉索在如此狭小的空间内对称张拉将会发生干涉，将无法实现张拉工序。示意图详见图1。

2 斜拉索张拉设备设计

图1 常规千斤顶对称张拉布置图

为解决狭小空间内斜拉索张拉问题，设计一套大吨位组合穿心式千斤顶系统，该系统包括：4 台200 mm 行程的200 t 千斤顶、一块定位底板、一块张拉顶板和两根导向杆。导向杆固定于定位板上，4 台200 t 千斤顶对称布置于定位板上，200 t 千斤顶的活塞杆作用在张拉顶板上，张拉顶板上设置3 个穿心孔，其中2 个穿心孔套装导向杆，可定位张拉顶板，另外一个穿心孔设置在顶板中心，预留为张拉杆穿心孔。该系统结构图见图3。

图2 组合千斤顶对称张拉布置图

工作原理：该组合千斤顶系统工作时，接通电动油泵，同步驱动200t 千斤顶，顶起张拉顶板，使张拉顶板沿导向杆运动，在张拉顶板上输出最大800t 的顶推力，满足斜拉索张拉需求。

该系统不考虑导向杆的情况下，高度为700 mm，同常规千斤顶张拉一样，考虑400 mm 千斤顶后预留高度，该组合千斤顶系统工作高度仅为1100 mm，比常规千斤顶1650 mm 的张拉高度节省了550 mm 的张拉空间，解决了常规千斤顶张拉高度空间不足的问题。

3 在实桥的应用

3.1 工作前校验

在实桥上使用前，采用标准压力传感器对组合千斤顶系统进行校验，结果表明该组合千斤顶系统4 台千斤顶能同步输出顶推力，且输入油压值与整体输出的顶推力成良好的线形关系，具体结果数据见下图3。

图3 组合千斤顶校验曲线图

3.2 张拉工序

组合千斤顶张拉成品索的工序与常规千斤顶使用原理一致，原操作千斤顶的工人无需另外培训，即可上岗操作，具体操作步骤入下：①待全桥的成品索挂索完毕后，狭小空间的梁内，张拉准备需紧跟进行。将成品索挂索时配用的牵引头拆下，旋上与成品索锚头内部螺纹相配套的变径套，并旋至锚头内部。②装入拉杆到位后，组合千斤顶系统缓慢装入，并安放到合适的位置。使组合千斤顶系统定位板与张拉面贴合，并其中心与成品索的锚具中心保持同心。③装上张拉螺母。安装张拉螺母时，需与组合千斤顶顶部留有1～2 cm 的间隙，组合千斤顶在张拉伸缩时有一定的工作距离。④根据张拉顺序及索力要求，将油泵与四个千斤顶用油管连接，检查控制千斤顶的各个精密压力表是对应的千斤顶相符。⑤启动油泵，在张拉过程中，成品索缓慢上升。与此同时，将成品索的锚圈缓慢的下旋，使其不致离锚垫板的位置过高。⑥达到设计、监测监控给定的张拉吨位后。应先稳住油压，检查索力值是否正确。然后旋紧螺母，使螺母能与锚垫板紧密贴合；⑦组合千斤顶停止作业时，应先断开电源，再将回油阀缓慢松开，待压力表退回零位时，方可卸开通往千斤顶的油管接头，使千斤顶全部卸荷，张拉完毕。

应用这套组合千斤顶系统，成功完成了国内某悬索桥的斜拉索张拉及调索工作，在该桥的使用见图4。

4 结 语

在某桥的实际应用中，针对狭小空间内斜拉索张拉问题，设计制造出组合千斤顶系统，对比常规千斤顶张拉，在同样的张拉行程下，斜拉索张拉高度可以节省550 mm，另外，该组合千斤顶系统横向空间要求为925×625 mm，对比常规千斤顶Φ700 mm 的横向空间要求，相应的有所增加。因此，对于狭小空间内冷铸锚斜拉索的张拉，这种类型的组合千斤顶系统在满足横向空间要求的情况下能较大的节省张拉高度，可为后期的桥梁设计及施工单位安装斜拉索提供重要的参考资料。