斜拉索索体防护与施工控制技术

（中交四航局第一工程有限公司，广东广州 510420）

1 工程概况

佛山市南海沥桂大桥全长约为983.5 m，主桥主要采用（120+160）m双索面人字形独塔斜拉桥，南、北引桥分别为503.5、200 m，均采用预应力混凝土连续箱梁结构。桥塔高100 m，采用异型倒Y形结构，斜拉索锚固至箱梁两侧横肋的边缘处，全桥共48对（96根，在主塔两侧均匀布置）钢绞线斜拉索。

2 斜拉桥索体受损的关键成因及防护方法

2.1 关键成因

（1）腐蚀与振动。

斜拉索腐蚀问题较为普遍，与氧化、过大的拉应力、电化电位等因素有关，会导致拉索出现不同程度的腐蚀现象，随着影响程度的加深，诱发腐蚀裂缝、氧化断裂等问题；在斜拉桥刚度偏低的条件下，车辆、风荷载均会对其造成扰动性影响，导致斜拉桥发生振动，加剧索体的损坏。

（2）施工方法不合理。

部分斜拉桥工程，在灌浆施工阶段的气温明显偏高，后续随着温度的急剧下降，易影响聚乙烯管的稳定性，如出现破裂现象，防护作用失效，导致拉索产生裂缝；在拉索修整过程中，易由于操作不当形成切口、刻痕等问题。

2.2 防护方法

（1）注重选材。

拉索应具有高强度的特性，钢丝、钢绞线等均为可选择的对象，各类斜拉索的性能各异，应根据实际情况进行合理选择。

（2）防腐技术。

钢索与潮湿空气等外部环境接触后，将发生化学变化，出现锈蚀现象，为避免此问题，应加强防护。现阶段，拉索的防护方法较为丰富，如全封闭索防护、化学涂层法、套管压浆法等，可根据需求采取临时防护措施或永久防护措施。

（3）引入抗震技术。

振动的破坏性较强，易导致拉索的使用性能受影响，如完整性不足、耐久性下降等，可采取抗震措施，以规避振动对拉索的破坏。应用抗震技术时，合理控制容许振幅，该值与拉索直径等值或等于L/3 000～L/1 700（L为拉索长度，另外应保证阻尼大于0.03）。

3 斜拉索体施工技术分析

3.1 索体结构

本项目中，索体形成4层保护，分别为钢绞线外环氧涂层、无黏结钢筋专用油脂、热挤HDPE层、外包HDPE护套。

（1）张拉端配套可调式OVM250型锚具，在锚具内和防护罩内注防腐油脂，以达到防护的效果；

（2）锚固点均设置在锚垫板的顶面；

（3）固定端使用的锚具与张拉端一致，锚固点布设位置发生改变，即梁底部的锚垫板底面；

（4）在专用连接装置的辅助作用下，将斜拉索锚在挂篮底部，后续组织混凝土浇筑作业，待实测强度达标后，进行索力转换，若无误将斜拉索锚至梁底面[1]。

索体防护层示意图具体如图1所示。

图1 索体防护层示意图

3.2 施工技术应用要点

3.2.1 下料

边挂索边下料，两项工作同步推进。下料精度控制为重点内容，要求工作人员精准下料，减小施工中的误差，采取适度的保护措施，避免PE护套受损。为满足后续挂索张拉的作业需求，需要着重考虑张拉端、固定端的PE护套，并控制剥除量。

3.2.2 施工平台

由于斜拉索的数量较多，因此，为保证施工的顺畅性、质量的可靠性，需针对性地设计塔内外及梁下平台，供施工使用。塔顶钢支架的结构组成包含钢支架、预埋件，可根据钢支架的外形特点合理设置预埋件，待塔顶封顶后，以吊装的方式将钢支架转移至塔顶，与预埋件焊接于一体，构成完整的结构体系[2]。通过该支架的设置，可为塔内外的平台提供稳定可靠的高空吊点。

3.2.3 挂索及锚具安装

（1）从盘上抽出牵引，采取2根一同抽出的方法，根据施工需求适配1套放线机构。

（2）锚具安装工作中，全面清理锚具内壁，确保维持洁净的状态，详细检查锚孔和密封板的孔位，判断两者是否对齐；条件允许时，使用钢绞线试穿，若锚孔内存在杂物，需将其清理干净，以免影响锚固施工效果。

（3）前支点挂篮迁移到位后，在挂篮上安装固定端锚具和下端预埋管。从结构尺寸的角度来看，梁端预埋管的长度达到5 m，挂篮上转换装置处无穿牵引索的位置，在预埋工作中应适抬高管道，使用吊装的方法将固定端锚具稳定安装至指定位置，到位后用支架托住[3]。

为便于后续穿索，预埋管下端锚垫板需超过锚具80 cm，并加大对预埋管的防护力度，如采用托架支撑稳固。

3.2.4 张拉工艺

逐根穿挂钢绞线，使用YDCS160为150型千斤顶张拉，钢绞线张拉力为重点控制指标，通过设计索力的平均值乘以计算的超张系数确定。

单根钢绞线索力应具有均匀性，易出现受力不均衡的情况。本项目采用等张拉力法，在张拉端第2排第1根钢绞线处设置压力传感器，以该装置的实测值为准，适当调整后续钢绞线的张拉力。

按照“支座→传感体→单孔工具锚→工具夹片”的顺序，将压力传感器安装到位。传感体通过导线与显示仪连接，显示仪可实时呈现实际的压力数值，施工人员可及时掌握实际情况。待挂索作业落实到位后，拆除传感器，在张拉端钢绞线处配套临时夹片，按规范将YDCS160为150型千斤顶安装到位，精准确定测量基点，做好标记。

3.3 斜拉索防护

3.3.1 索体防腐

索体材质为带PE环氧钢绞线，在PE层和钢绞线间设置专用油脂。在实际施工中若出现PE受损的情况时，随即使用焊枪修补，以免出现钢绞线锈蚀的现象。索体外部的防护采用HDPE圆管，成桥后安装减振器并采取固定措施，同时固定管外的防水罩，与两端预埋管连接，可避免水分进入HDPE管内，隔绝外部自然因素，并有效防护索体。

3.3.2 锚头内防腐

应剥除锚头内钢绞线两端的PE，无法顺利挂索和张拉，剥除位置的钢绞线易受损，需要采取防护措施，如在锚具内灌注防腐油脂等。根据注浆施工需求，适配OVM活塞式注浆泵，经过调索作业后，启用注浆泵，利用该装置将油脂压入锚具内。在注浆过程中，应密切观察锚具排气孔的情况，若该处出浆，表明浆液已灌满，应立即暂停注浆作业，对灌浆孔和排气孔采取封堵措施[4]。

4 施工质量控制

4.1 防护工作

生产期间应对斜拉索采取多重防护措施，实际施工中由于多方面原因，易出现防护体系受损的情况。例如，部分防护套管的柔度对温度较为敏感，在低温环境下展开拉索索盘时，易出现套管破裂的情况。运输、吊运索盘过程中，易损伤套管和钢管，应及时采取修补措施，避免影响施工进度；在挂索过程中，应关注斜拉索的实际情况，加强防护，不可因剐蹭导致斜拉索受损。

4.2 新材料的应用

（1）随着技术研发活动的持续开展，生产工艺逐步成熟，可改善新型复合材料的品质，在提高桥梁承载力和极限跨越能力方面具有较佳的应用效果。①施工具有流程化与精简化的特点，可使构件吊运等相关操作更便捷；②斜拉索的自重较轻，承受的拉力较小，可高效完成锚固作业；③上部结构恒载下降，可有效简化下部结构，缩短工期，并减少成本投入；④复合材料具有抗锈蚀、抗腐蚀的特点，耐久性较好[5]。

（2）应用抗风雨激振拉索、防护层高密度聚乙烯拉索等相关材料后，可有效延长拉索的使用寿命，避免频繁更换拉索的问题。在具体施工中，应合理控制锚环内锚腔的长度、拉索的折点，确保其具有足够的锚固强度、安全性。在条件允许时，可配套拉索的移动滚道，使索体与滚道维持稳定，以免出现相对移动的情况。温度、水分的控制是重点内容，应减小荷载变化带来的不良影响，如钢丝间存在摩擦，适度填充油性蜡或其他材料，可达到润滑、减摩的效果。

5 结语

综上所述，斜拉桥工程建设中，斜拉索为重点内容，其材料性质、防护技术等均会对斜拉桥的施工质量及运营水平造成不同程度的影响。在工程实践中，工作人员应充分重视斜拉索索体的防护工作，将原材料质量控制、施工工艺优化等方面作为工作的着力点，保证斜拉索的施工质量，为斜拉桥的整体品质提供保障。