平行钢绞线空间拉索等值张拉工艺

文江 李勇 徐小军

摘 要：在我国，平行钢绞线拉索使用越来越多，钢绞线斜拉索施工轻便、高效、精确、防腐的优良性能，并且具有方便穿索換索等优点。通过九江新建快速路一期跨昌九快速路矮塔斜拉桥的施工实践，本文重点介绍曲线型矮塔斜拉桥平行钢绞线空间拉索的安装方法、等值张拉工艺和张拉控制，并对斜拉索安装的过程中的一些问题进行研究讨论，其中采用方法可为以后同类桥型施工监控提供可借鉴的方案。

关键词：平行钢绞线拉索;安装工艺;等值张拉;张拉控制

一、斜拉桥概况

江西省九江市新建快速路（一期）工程起点段右幅匝道桥上跨昌九快速路，主桥跨径组合为65+120+65（m），预应力混凝土结构，塔、墩、梁固结体系矮塔斜拉桥，采用“V”型索塔，外倾式扇形双索面，桥梁平面位于R=350m圆曲线上，主梁全长250m。主桥布置见下图：

二、斜拉索结构

本桥斜拉索规格为27-Φ15.2一种，采用环氧喷涂钢绞线。钢绞线公称直径15.2mm，钢绞线面积140mm2。标准强度1860Mpa，Ep=1.95×105Mpa。全桥斜拉索共14对，共计28根。斜拉索锚具采用250型拉索群锚，在两侧梁端张拉，锚具内安装CCT20B磁通量传感器，实现拉索索力实时监测，每根钢绞线布置抗滑键，主梁侧对称张拉。

三、平行钢绞线优点

相对于平行钢丝成品拉索的笨重，挂索施工很费力，平行钢铰线拉索的“单根安装、单根张拉”施工技术就显得非常轻松。[1]平行钢绞线拉索具有下列优点：①单根钢绞线拉索相互独立，抗疲劳性能良好。②安装施工轻便，单根换索简单。③使用群锚，单根使用夹片锚固，可以随时检查和调索力。

四、等值张拉的原理

穿索完成后，采用等值张拉工艺进行逐根张拉，钢绞线依次张拉，桥梁结构线型发生变化。此时，利用传感器控制的单根拉索等值张拉施工的方法，张拉前先估算单根张拉过程中拉力的损失值，设最后一根拉索的索力为平均值时第一根的张拉系数，换算成张拉控制油压的变化规律，并可使用千斤顶标定的校验方程计算张拉力与油压的换算关系所以实际施工时，采等值分级张拉，保证斜拉索钢绞线索力均匀性，以及张拉完成后的总索力满足图纸设计要求。[2]

五、斜拉索张拉

结合实际施工与合龙方式情况，为保证成桥索力达到设计要求，由监控单位重新进行仿真模拟计算并给出初张力值。对斜拉索进行单根张拉完成后，再进行对比校核。

（一）索力均匀性控制

穿束完成后，根据第三方监控给出的斜拉索张拉指令，通过等值张拉法计算出每根钢绞线张拉力。钢绞线均挂索后用YDCS160千斤顶进行张拉。单根张拉时，要对过程中张拉控制数据、张拉终值、伸长量及回缩值等进行记录。单根张拉顺序为：先张拉不带抗滑键的一端，让抗滑键紧贴锚垫板;再根据张拉力以及索伸长量，同时张拉钢绞线两端。

（二）索力均匀性控制

张拉完成后复核钢绞线索力的均匀性，等值张拉法控制张拉，拉力的以千斤顶油压表示数为准，再通过磁通量传感器读数进行监测，同时辅之一钢绞线张拉伸长值进行校核。

（三）张拉力的等值控制

采用OVM250平行钢绞线拉索体系，用磁通量传感器来实现对拉索拉力的控制。等值张拉，是基于锚具相对于梁、塔来说，看作一个点，梁、塔受力变形对锚具内各根钢绞线的影响是相等的这一前提。[3]

1.延伸量的控制

斜拉桥对拉索张拉控制要求高，在单根张拉时要对伸长量进行控制。单根张拉时保证每根钢绞线的伸长值相同，确保张拉索力离散型达到要求。

2.张拉控制措施

拉索张拉按照监控指令要求，确保拉索张拉力达到要求，还顾及相应的主梁段及挂篮控制点标高，控制技术措施如下：①按照控指令张拉斜拉索。②张拉到控制拉力后，锚固。③按照监控指令进行索力调整。初张拉时实测索力值的确定，以千斤顶油压表换算出得索力值为准，监控单位索力仪可采用振动频率法测得的值为辅。[4]

六、斜拉索张拉控制成果

斜拉桥主梁位移监测点布置五桥跨1/4L断面上。

在15#塔拉索张拉且调整完毕时，拉索索力、主梁竖向位移的测量值以及该工况下对应的理论值。见下表：

该桥成桥后，对桥梁整体线形、成桥索力主梁竖向位移等进行测量复核，各项指标符合设计要求。可见本次350米小半径曲线型矮塔斜拉桥平行钢绞线空间拉索，使用等值张拉工艺进行施工，取的良好的控制效果。

七、结论

（1）斜拉索采用分丝管及抗滑锚固工艺，采用单根等值张拉，然后整体张拉到位，各索间的离散性达到规范和设计要求。采用等值张拉施工方法，施工投入的设备、人员较少，工序简单，施工速度快，可极大的提高施工效率。

（2）由于斜拉桥悬臂施工依次张拉斜拉索会引起桥梁梁端上挠变形，斜拉索预埋管安装需要考虑装配修正角度，避免因角度偏差造成预埋管的与斜拉索间的摩擦，从而影响斜拉索安装质量。梁上套筒的测量放样，要根据梁体的施工方法和特点，考虑施工各施工阶段荷载、索力和温度变化导致主梁标高和线型变化等实际情况，对成桥状态下预埋索导管安装下放的坐标和夹角进行修正，对预埋索导管、分丝管安装位置进行预偏，保证套筒放样预埋位置精确。

参考文献：

[1] 徐德标，慧斌，北京某矮塔斜拉桥钢绞线斜拉索的张拉控制.北京：人民交通出版社，2000。

[2] 郭伟，用正装迭代法计算斜拉桥的施工索力[J]，华南理工大学土木与交通学院，2012。

[3] 王军，郄才富，预应力砼部分斜拉桥施工监控技术研究[J]，兰州铁道学院学报，2002.6，73～77。

[4] 张雪松，李涛，李海南;之江大桥钢绞线斜拉索张拉及线形控制  《公路》;2013-01-07。