钢箱梁系杆张拉技术

中国十九冶集团有限公司，四川 攀枝花 617000

1 系杆安装及张拉施工

1.1 施工设备准备

组织系杆安装张拉施工设备进场，如YCW500A型千斤顶、ZB4-500油泵等。进场前对千斤顶与压力表进行编号，之后进行配套标定，按照标定后的回归方程计算各级张拉应力的油表读数，验收合格后方能进场使用。主纵梁下口支座应处于解锁状态，支座可自由滑动。

1.2 施工平台

由于系杆较长，所用张拉设备及配套机具较多，必须根据张拉、安装的荷载及便于操作的需要搭设安全稳定的施工平台及支撑架。平台采用现场既有的脚手架材料搭设，搭设的施工平台与施工完成的墩台结构固接确保其稳定性，高度与纵梁底板基本一致。平台采用10cm×10cm方木作为横梁，5cm厚木板作为面板铺设，四周设置安全护栏。平台设置于21#墩台侧的纵梁端，主要便于系杆放线过渡、人员操作及张拉，承受单点集中荷载不大于200kg，施工总荷载不大于5kN/m2。22#墩台侧可利用梁端混凝土竖井搭设简易的支架平台，便于张拉作业及安装牵引设备，承受单点集中荷载不大于300kg，施工总荷载不大于7kN/m2。

1.3 牵引设备安装

（1）材料验收。系杆安装施工前，对已进场的系杆、锚具等材料进行验收。要求有相关材质说明书及质量合格证。进场后对设计要求的部分材料做好性能试验。

（2）人员组织。根据工程情况，组织相关施工人员进场。前期施工准备阶段主要搭设平台、安装牵引设备，施工过程中主要是穿索和张拉，人员组织按专业特点和进度需求进行，以满足工程施工需要，确保工程施工顺利推进。

1.4 系杆安装及张拉

（1）备料。根据系杆锚固体系的结构及桥梁设计要求，备齐施工中所需的零部件、辅助材料及施工机械设备。

（2）系杆索下料。系杆索由专业生产厂家根据设计下料长度定制生产，运至现场后可直接进行安装。

（3）剥除两端PE护层。根据系杆索设计长度、张拉伸长值及锚具安装尺寸计算系杆索两端的PE护层需要剥除的长度，然后剥除PE护层。剥除护层后需清洗干净钢绞线表面的油脂，以增加锚具握裹力以及便于施工。

（4）穿索。在张拉孔口处重叠安装2个吹塑型交通锥桶，内侧打上黄油，放线盘置于操作平台后侧地面上，用25t汽车吊采用吊带辅助提升系杆，启动卷扬机，牵引索向前移动，人工辅助转动索盘，纵梁钢箱内专人跟随索头，观察索头向前穿行是否正常，注意吊车提升高度不得高于索孔，以避免索体擦挂孔口。一旦发现不符合要求，就要及时通知牵引机操作工及吊车司机停止工作，调整处理后再重新进索，直至牵引贯通并确保两端有足够的工作长度，才能解除卷扬机牵引线，割除牵引头。

（5）索体保护层修复。对于穿索过程中不慎将索体保护层刮花的问题，可采用以下方法修复：清理损伤部位后，采用与保护层相同的HDPE高密度聚乙烯颗粒材料（由索体生产单位提供），用高热吹风电焊枪对其进行熔化敷涂，以达到修复功能。

1.5 杆张拉

主线主桥钢结构现场安装焊缝根据设计要求进行超声波探伤+TOFD现场检测，合格后方可张拉。系杆张拉采用4套张拉设备左右纵梁对称同步进行，张拉时由专人负责协调指挥，通过对讲机保持通信联络。工作锚具、限位板、油顶油泵、工具锚等安装完成后两侧系杆共4套油泵同时缓慢给油，并注意观察各张拉系统工作状况，发现异常时，4台泵同时停止给油，消除异常后继续，直至油表读数达到张拉控制力计算读数，停止给油进行持荷，最后在达到要求持荷时间后拆卸工具锚、油顶进行下一索的张拉准备。

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（1）系杆索张拉控制力为2250kN。张拉采用张拉力和伸长量双控，以张拉力控制为主，以张拉实际伸长量作复核（实际伸长量与理论设计伸长量作比较，为标准进行偏差控制在6%以下）。

（2）张拉设备为4台YCW500A千斤顶以及配套的张拉辅件（限位板、工具锚板、工具锚夹片）。张拉按设计要求分阶段张拉，张拉时左右侧纵梁系杆索对称、两端同步进行。

（3）张拉前按每阶段设计张拉力，并根据配套千斤顶、油压表标定的线型方程计算出油压表读数。

（4）张拉时按要求记录好张拉情况。

（5）分阶段张拉工艺。①第一次张拉。钢结构拱肋、风撑、纵梁、横梁安装完成，第一次对称张拉系杆，张拉力为1100kN，理论伸长量为211mm，实际伸长量如下：

式中：L1为10%设计控制张拉应力的伸长量读数；L2为20%设计控制张拉应力的伸长量读数；L3为设计张拉应力的伸长量读数。油顶安装完成后开动油泵，压力表读数达到第一队段张拉控制应力的10%时停止张拉，读取油顶伸长量。开动油泵，压力表读数达到第一阶段张拉控制应力的20%时，关停油泵，读取油顶伸长量。开动油泵，压力表读数达到第一阶段张拉控制应力，持荷5min，读取油顶伸长量。②第二次张拉。第一次吊杆张拉完成并拆除主纵梁支架后进行第二次对称张拉系杆，张拉力为1700kN，理论伸长量为115mm，总理论伸长量为326mm，实际伸长量如下：

式中：L1为达到第一次设计张拉应力时的伸长量读数；L2为第二次设计张拉应力时的伸长量读数。油顶安装完成后开动油泵，待油表读数达到第一阶段设计张拉控制应力的压力表读数，关停油泵，量取油顶伸长量读数。继续开动油泵，至油表读数达到第二阶段设计张拉控制力油表读数时，关停油泵，持荷5min，量取油顶伸长量读数。③第三次张拉。桥面系施工，包括铺装、防撞墙等完成后进行第三次对称张拉系杆，张拉力为2250kN，理论伸长量为106mm，总理论伸长量为432mm，实际伸长量如下：

式中：L2为达到第二次设计张拉应力时的伸长量读数；L3为第三次设计张拉应力时的伸长量读数。油顶安装完成后开动油泵，待油表读数达到第二阶段设计张拉控制应力的压力表读数，关停油泵，量取油顶伸长量读数。继续开动油泵，至油表读数达到第三阶段设计张拉控制力油表读数时，关停油泵，持荷5min，量取油顶伸长量读数。

1.6 系杆防护

系杆索张拉完成后，进行系杆的防护。切除多余的钢绞线，在工作锚板上为夹片安装防松装置，切割后钢绞线外露长度不小于3cm。先对锚头进行密封，然后对支承筒进行专用防腐油脂灌注，最后安装保护罩，并在保护罩内注满专用防腐油脂。

1.7 系杆安装注意事项

（1）系杆在运输和安装过程中不能损坏PE护层。施工过程中，可采取支垫、设置带圆滚轮支承架等措施。

（2）系杆索穿过套管时速度要适当，以保证顺利通过。

（3）系杆索安装前要检查套管是否畅通、干净、有无毛刺。

（4）控制好剥除PE护层的长度，严格控制带PE的系杆索进入延长连接筒的长度，既要保证在连接筒内有足够的握裹力长度，又要避免剥除PE的钢绞线裸露于连接筒外。

（5）切割钢绞线采用砂轮切割，不得采用火焰切割。

（6）施工过程中注意保护自由段索体表面，防止损伤，如有损伤必须及时修复，不得附有任何可能腐蚀索体的物质，并注意防火。

2 施工监测

系杆拱桥通过对系杆、吊杆三维多次分批预应力张拉，逐步完成受力体系的转换，成为无水平推力的刚性拱桥。施工中必须重视监控工作，每一个工况都必须对杆件内力、线性进行监控，并根据监控结果指导施工。

（1）根据施工工艺对每个工况的构件、桥梁内力及变形进行计算，确定应力、变形控制断面，并预埋测试元件及标高观测点，然后根据安装的进度及工况实时监测。

（2）各构件吊装前测定构件控制截面初始应力，吊装、简支就位后分别测试内力情况并记录。

（3）安装前在支架及构件上设置标高观测点并标记轴线位置，安装就位后对支架及构件平面位置及标高实时监测并记录，为沉降稳定及位置正确的判定提供依据。

（4）每次预应力张拉前后对关键截面控制点的内力及标高进行监测并记录。

（5）成桥后对拱肋线性系杆内力做重点监控，根据监控结果调整系杆内力，确保成桥内力及线性满足设计要求。

3 结束语

钢箱梁柔性系杆安装张拉主要是对大跨度主纵梁受力进行控制，使拱端支座不产生水平推力，成为无推力拱。通过系杆深化设计，专业厂家制造后运至现场，然后根据施工方案制作放线架，搭设空中平台，并通过牵引设备、张拉设备进行安装张拉。文章详细叙述了安装张拉安全验算、工艺流程、工艺技术参数、施工监测等，具有较强的工艺指导性，可为同类工程施工提供参考。