大跨徑矮塔斜拉橋斜拉索施工關鍵技術研究
2017-03-20
1 引言
湖北鄖十漢江公路大橋主橋為（128+238+128）m雙塔單索面矮塔斜拉橋。主梁為單箱三室混凝土箱梁，頂板寬26.5m，翼板懸臂5.75m。墩頂根部梁高7.2m，跨中梁高3.4m，頂板和翼板設有橫梁，斜拉梁段設有橫隔板。箱梁采用C55纖維混凝土，設縱、橫、豎三向預應力，9/9號～27/27號梁段各設2根通長的斜拉索，索塔設有轉(zhuǎn)向鞍座，梁頂索塔高33.9m。鄖十漢江公路大橋主橋采用（128+238+128）m雙塔單索面矮塔斜拉橋，跨徑在湖北省同類型橋梁中名列第一，在國內(nèi)第四。大橋布置圖如圖1所示。
2 國內(nèi)外研究發(fā)展概況
近年來，在預應力混凝土梁橋與斜拉橋之間出現(xiàn)了一種新的橋梁結(jié)構形式――矮塔斜拉橋，也稱部分斜拉橋，在日本、菲律賓、瑞士、韓國及我國得以應用，尤其是日本大量的建造矮塔斜拉橋，使這種橋型得以發(fā)展起來。有矮塔斜拉橋主要有以下特點：
⑴美學景觀特征：矮塔斜拉橋主梁高度是連續(xù)梁的1/2左右，纖細、柔美。
?、瓶鐝讲贾渺`活：矮塔斜拉橋可設計成單塔雙跨、雙塔三跨和多塔多跨等不同的結(jié)構形式，單跨徑在100～300m范圍內(nèi)為宜。
?、鞘┕ず啽悖喊崩瓨虻氖┕し椒ㄅc連續(xù)梁橋基本相同，可采用懸澆法施工。采用等值張拉法，施工中不必進行斜拉索二次索力調(diào)整。
?、冉?jīng)濟性好：通過國內(nèi)外以建成的矮塔斜拉橋造價分析，該橋型每延米造價與連續(xù)梁橋基本持平，低于一般斜拉橋造價，具有可觀的經(jīng)濟效益，尤其是對建筑物有限高要求特別適用，如機場附近。
截止目前，我國已建成各類矮塔斜拉橋約60座，已建跨徑大于200m矮塔斜拉橋近10座，這充分表明中國的矮塔斜拉橋建設水平以跨入世界矮塔斜拉橋先進行列。國內(nèi)外幾座典型矮塔斜拉橋梁如表1所示。
3 斜拉索施工技術
斜拉索由錨固段+過渡段+自由段+抗滑錨固段+塔柱內(nèi)索鞍段+抗滑錨固段+自由段+過渡段+錨固段構成。
3.1施工平臺搭設
將塔端工作平臺搭好。對掛索區(qū)域的碗口架進行局部加強加固，與索塔進行有效連接。在箱梁內(nèi)模支架上用木板搭設臨時工作平臺。
3.2箱梁預埋管定位
測量管頂標高，初步調(diào)整標高，用鍥形板把鋼管與型鋼間空隙塞滿，最后復測位置、標高，利用鍥形板調(diào)整，加焊定位型鋼，取出鍥形板。
3.3鋼絞線下料
鋼絞線采用可轉(zhuǎn)動的放線架進行下料，在梁面鋪好彩條布，防止污染損傷鋼絞線PE外皮，在梁面畫好刻度控制下料長度。鋼絞線下料時，計算每個斜拉索及構件的長度。
3.4鋼絞線端頭剝皮、鐓粗
根據(jù)計算數(shù)據(jù)，剝除鋼絞線兩端一定長度PE護套；用切割機把鋼絞線端頭切除外圍6絲，只留了中間1絲，長度為20cm。 用鐓頭器把鋼絞線端頭加工成圓形鐓粗，便于穿束。
3.5 HDPE管焊接接長
HDPE管接長時，底部用枕木墊平，對接管口切平整后在用高溫板進行對接，對接后冷卻10分鐘，再進行下一組HDPE管對接。每節(jié)管長度為8m，焊接到倒數(shù)第二根時按設計總長度減掉已焊接好長度先下料，再焊接。
3.6 HDPE管吊裝
先在HDPE管內(nèi)穿一根鋼繩，并把連接裝置、防止罩、減振器等一并裝上。鋼繩一端與預埋鋼管固定，用塔吊起吊另一端鋼繩至分絲管口，鋼繩、PE管分別與支架固定。起吊時靠箱梁一端底部用鋼管墊起，并用尼龍繩牽引，防止PE管在起吊過程中與箱梁頂面摩擦、彎折變形。
3.7 單根掛索
第一束鋼絞線吊裝穿索采用塔吊從塔端起吊，在平臺上往兩頭送。當鋼絞線穿過塔端分絲管后，慢慢放下吊鉤，鋼絞線利用重力自由向兩端滑落。鋼絞線穿索順序按編號從左自右、自上而下的順序進行，穿一束張拉一束，避免鋼絞線下垂打絞。
3.8張拉錨具、支座安裝
張拉錨具采用一根鋼絞線臨時張拉定位。安裝傳感器束不安裝工作夾片，布置在錨板邊緣孔，前段安裝一段短鋼管，增加附近束安裝工作夾片操作空間。
3.9等值張拉法單根張拉
⑴張拉第1、2根，按監(jiān)控單位提供張拉力的20%進行張拉，拉完后PDPE管基本順直，取出鋼繩；
⑵張拉第3根，在第3根上安裝傳感器，按監(jiān)控單位提供張拉力108.6KN（設計張拉力乘以擴大系數(shù)）進行張拉；
?、菑埨?根，按108.6KN控制，觀察第3根讀數(shù)下降值△1；
?、葟埨?根，按108.6-△1控制，同時記錄第3根讀數(shù)下除值△2；
?、梢来祟愅疲敝翉埨甑?5根；
⑹再補張拉第1、2根，方法同上；
?、瞬鸪?根鋼絞線上傳感器，并按當時變化值進行補張拉錨固。
?、堂繌埨暌桓螅皶r安裝工作夾片，并用打緊器把夾片打緊。
3.10塔端鋼絞段剝皮、清洗，錨固筒、索箍、減振裝置、塔端連接裝置安裝
張拉完成后，剝除塔鋼絞線PE；用鏈條葫蘆提升錨固筒，安裝連接螺栓，完成錨固筒安裝；安裝錨固筒下端口減振器；安裝索箍；安裝塔端連接裝置，在連接法蘭端面的槽內(nèi)填滿密封膩子，用螺栓與錨固筒連接牢固。
3.11梁端索箍、減振器、防水罩安裝
減振器安裝，在減振器兩端頭各安裝一個索箍；在管口位置安裝索箍，擰緊索箍緊固螺栓后取掉上面臨時索箍；防水罩安裝，把防水罩向下移動，喇叭口與預埋管套緊；把不銹鋼管向下移，與防水罩套緊。
3.12 索體防護
根據(jù)設計要求，錨具外露鋼絞線的保護罩和梁端錨具密封筒內(nèi)灌注無粘結(jié)筋專用防護油脂；塔端錨固筒內(nèi)裝內(nèi)灌注環(huán)氧砂漿防護。
4 結(jié)語
?、挪捎玫戎祻埨皽y力傳感技術，能準確按設計索力進行張拉，避免了二次調(diào)索。
?、票緲?qū)儆诘湫桶崩瓨?，目前大橋已建成通車、使用良好，為同類型橋梁施工提供了借鑒依據(jù)。
