沪苏通长江大桥斜拉索安装技术

中铁武汉大桥工程咨询监理有限公司，湖北 武汉 430050

1 工程概况

1.1 桥式布置

沪苏通长江大桥主航道桥采用双塔五跨连续钢桁梁斜拉桥布置，主跨跨度为1092m，计算孔跨布置为140+462+1092+462+140=2296m，见图1。桥。在钢梁架设的同时，完成两组斜拉索的塔端挂设和桥面展索等工序；钢梁焊接完成后，完成剩余工序的施工；全桥最终调索完成后，进行斜拉索附属配件的安装。由于短、中斜拉索安装较为常规，因此文章主要介绍25～36层长斜拉索的安装。

图1 主航道桥桥式布置图（单位：m）

1.2 主塔概况

主塔为钢筋混凝土结构，桥面以上为倒“Y”形，桥面以下塔柱内收为钻石形。塔顶高程为+333m，塔底（承台顶）高程为+8.0m、+8.5m。主塔上塔柱120m范围为索塔锚固区段。

1.3 斜拉索概况

主航道桥斜拉索布置为双塔三索面、扇形密索体系，采用平行钢丝拉索，钢丝为标准抗拉强度2000MPa、直径7mm低松弛锌铝合金镀层高强钢丝。全桥共布置拉索432根，索梁锚固结构采用钢锚箱的结构，索塔锚固结构采用钢锚梁的结构。

2 总体施工方案

斜拉索安装施工包括施工准备、吊装上桥、塔端挂设、桥面展索、梁端卷扬机滑车组牵引、梁端钢绞线软牵引、梁端反压、塔端硬性牵引、塔端张拉、索力检测、塔端索力调整及附属配件安装等工序。其中，1～28层采用脱胎成盘卷索方式，用65t立式放索盘放索；29～36层采用钢盘卷索方式，用120t卧式放索机放索。1～20层斜拉索通过塔吊吊装上桥，21～36层斜拉索用120t提升站吊装上

3 斜拉索安装

3.1 运输及吊装上桥

长斜拉索采取钢盘卷索方式通过轮船运输，采用提升站吊装上桥，放置在运梁台车上面放索机上，通过120t运梁台车整体运输斜拉索和放索机。在放索机4个支腿位置设置垫木，通过运梁台车升降系统降低运梁台车高度，从而使放索机脱离运梁台车。

3.2 桥面展索

放索机放置到位后，桥面汽车吊就位，用桥面汽车吊将塔端锚杯放出约10m长度，将锚杯安装在锚杯小车上。在塔端锚杯后端安装牵引板，桥面7.5t卷扬机钢丝绳通过牵引板与塔端锚杯相连，汽车吊通过“U”形辊轮将索体吊起。启动7.5t卷扬机将塔端锚杯向塔柱方向牵引，在展开的索体下方设置单轴小车，单轴小车与索体之间加垫橡胶垫及棉毡，防止损伤索体。

3.3 塔端挂设

根据塔端索导管长度在索体上采用软质吊装带设置吊点。塔端5t卷扬机钢丝绳通过塔内转向滑车到达对应锚垫板位置，穿过张拉杆副螺母和锚杯螺母从索导管向下引出，下放到公路面与设置在张拉杆后端的牵引板连接。当张拉杆提升到塔端索导管口时，采用5t卷扬机将张拉杆及锚杯牵引进入塔端索导管。当张拉杆牵引出塔端锚垫板后，安装张拉杆副螺母至相应位置。

3.4 梁端牵引

考虑到钢锚箱内空间限制，梁端牵引分为两种牵引组合方式。边跨采用卷扬机牵引+钢绞线软牵引组合的方式将梁端锚杯牵引至设计位置，中跨采用卷扬机牵引+钢绞线软牵引+梁端反压的组合方式。

（1）卷扬机牵引。在梁端锚杯后端设置牵引哈弗夹，采用桥面18t卷扬机及100t滑车组组成桥面80t卷扬机牵引系统。其中定滑轮固定在钢锚箱后方的钢梁吊装耳板上，动滑轮固定在牵引哈弗夹上。在哈弗夹后方的索体上用30t软质吊装带设置吊点，桥面汽车吊吊起吊点。检查安全后启动卷扬机牵引系统进行牵引。

（2）钢绞线软牵引。边跨采用400t千斤顶配27孔工具锚进行软牵引，梁端设置撑脚。利用卷扬机将梁端锚杯牵引至距离钢锚箱一定位置后，停止牵引，作业人员设置软牵引体系。将钢绞线逐根穿入钢绞线连接器，将连接器安装在锚杯内丝扣上。连接器上钢绞线逐根从索导管穿进，依次从垫圈、锚杯螺母、软牵引撑脚、防扭绞装置、小撑脚、千斤顶穿出。采用钢绞线软牵引系统将梁端锚杯牵引进入索导管，并牵引出梁下锚垫板，锁紧锚杯螺母，继续将锚杯牵引到设计位置。

中跨采用250t千斤顶配19孔工具锚进行软牵引，设置保险张拉杆及矮撑脚，保险张拉杆通过连接套旋入梁端锚杯内丝扣中。利用卷扬机将梁端锚杯牵引至距离钢锚箱一定位置后，停止牵引，作业人员设置软牵引体系。采用钢绞线软牵引将保险张拉杆牵引进入索导管，当软牵引连接器上螺母旋至平帽时软牵引结束。

（3）梁端反压。当钢绞线软牵引结束后停止牵引，作业人员开始设置反压体系。安装反压梁1和反压梁2，利用4根φ78mm拉杆连接反压梁1和反压梁2，将拉杆调节成等长，保证4根拉杆受力均匀。在索体上安装反压梁3和反压筒，通过螺栓连接反压梁3和反压筒，支承筒作用在锚杯端部。启动梁端反压系统，当反压系统受力后检查整套系统的稳定性。拆除软牵引系统，继续启动反压系统将梁端锚杯反压出梁端锚垫板，安装锚杯螺母至设计位置，反压系统组装示意见图2。

图2 反压系统组装示意图

3.5 索体防扭转

针对斜拉索张拉过程中的高速扭转问题，该项目设计了一套防退扭装置，包括固定座及限位板，固定座通过高强螺栓与千斤顶外壁连接，限位板设置在千斤顶活塞顶部与张拉杆螺母之间，实际张拉时被临时固定。此装置有效控制了张拉过程中索体退扭的现象。

3.6 同步智能张拉系统

沪苏通长江大桥29号墩采用塔梁同步施工，塔梁同步施工阶段必须做到同步、分级、对称张拉。该项目采用同步智能张拉系统，采用一套PLC控制柜联机控制两套液压泵站，单套泵站同步控制6只张拉油缸压力，两套联机可同步控制12只张拉油缸压力。

4 施工牵引索力和线长控制

4.1 牵引索力控制

斜拉索施工时，牵引索力受梁面标高、塔偏及相邻已初张拉完成斜拉索的影响较大。在施工过程中，要结合现场实际情况，确保牵引索力计算的准确度，保证施工安全。

斜拉索梁端采用卷扬机牵引系统直接将梁端锚头牵引至设计位置。施工时采用近似抛物线法和有弹性假定法进行索力的计算，保证牵引安全，并且根据现场实际梁面标高和塔柱偏位情况修正计算索力数据。

4.2 钢绞线长度控制

在该桥第10～36层斜拉索卷扬机牵引完成后开始进行钢绞线软牵引，根据施工索力计算钢绞线长度，单根钢绞线受力控制在10t以下，实际下料长度为理论计算长度加3m。

5 总结

沪苏通长江大桥主桥是超千米跨斜拉桥，斜拉索安装难度大。沪苏通长江大桥斜拉索安装采用了拉索桥面整体运输及展索技术、梁端卷扬机快速牵引技术、钢绞线软牵引系统和梁端反压牵引技术等先进拉索安装技术，解决了展索、梁端小空间牵引等难题，提高了施工效率，缩短了工期。施工中还设计了防扭转装置克服张拉过程中的高速扭转现象，并采用同步智能张拉系统精准同步张拉，加快了工程进度。