矮塔斜拉橋平行鋼絞線拉索單根穿索、單根換索技術

孫濤 楊建武 易乾

摘 要：平行鋼絞線斜拉索體系具有可實現單根穿索、單根換索的優點[1]，高斜拉索的安裝速度、延長斜拉索的使用壽命，目前在國內的矮塔斜拉橋建設中日益推廣使用。本文結合九江新建快速路系統（一期）工程總承包（一標段）項目矮塔斜拉橋平行鋼絞線拉索實際施工實踐，總結經驗對斜拉索單根穿索、單根換索工藝進行介紹，進一步論證平行鋼絞線拉索單根穿索、單根換索技術具有可行性。

關鍵詞：平行鋼絞線拉索;單根穿索技術;單根換索技術

一、引言

斜拉索作為斜拉橋主要的受力構件，對維持整座橋梁的結構穩定、結構安全、結構線形起著至關重要的作用。隨著平行鋼絞線體系在斜拉索體系中的廣泛應用，在實際施工過程中，一般采用單根穿索、單根張拉的工藝控制索力的張拉力及均勻性，如果遇到斜拉索其中一根或者整根拉索嚴重損傷、鋼絞線超張拉、鋼絞線腐蝕、疲勞破壞等情況，通過單根換索的方式，可以更加快速、便捷、安全的完成斜拉索的更換，保證橋梁的安全，延長拉索的使用壽命。

二、工程概況

九江新建快速路系統（一期）工程總承包（一標段）矮塔斜拉橋橋長250m，孔跨布置為（65+120+65）m，為雙塔斜拉橋，塔、墩、梁采用固結體系，橋梁平面位于R=350m圓曲線上。斜拉索為外傾式扇形雙索面，斜拉索在主塔塔頂通過分絲管式轉向鞍座連續通過，兩側錨固于箱梁懸臂處錨塊上。斜拉索采用單層PE防護單絲涂覆環氧涂層鋼絞線，規格為27-φs15.2m。

三、平行鋼絞線拉索結構

本工程矮塔斜拉橋平行鋼絞線拉索設計為單側雙向錨固體系，索鞍部分采用分絲管技術，可實現單根穿索、單根換索。斜拉索的每根鋼絞線通過分絲管后，錨固在箱梁上。具體斜拉索構造圖見圖2。

四、單根穿索工藝

（一）工藝流程

斜拉索塔端分絲管及梁端索導管隨結構施工進行提前預埋，穿索前，安裝塔端、梁端施工平臺，將HDPE套管整體吊裝，并在塔端及梁端進行臨時固定后進行單根掛索施工。具體工藝流程如圖3所示。

（二）塔端、梁端平臺

（1）施工過程中通過在索塔塔頂安裝預埋件，用角鋼加工一個吊籃，將吊籃通過鋼絲繩安裝至塔頂預埋件上作為塔端施工平臺，通過橋面卷揚機控制吊籃的高度。

（2）斜拉索梁端部分處于主梁塊段翼緣板下方，單根掛索時，可直接利用主梁塊段施工用的掛籃外滑梁作為工作平臺，并安裝防護欄桿。

（三）鋼絞線準備

將單根成盤的鋼絞線運至橋面穿索附近點，放入智能放索盤中，拆開鋼絞線的纏包帶，從外圈抽出鋼絞線的一頭（稱前端，與抗滑鍵距離端頭長的一頭），將最中間一根鋼絲進行墩頭處理。

（四）單根穿索操作要點

（1）鋼絞線放入智能穿索機中，鋼絞線借助梁端穿索機推力依次經防水罩、不銹鋼護管、HDPE管、塔端錨固筒到達塔端分絲管。

（2）塔端操作工人將鋼絞線按順序插入分絲管孔中，穿出前端的HDPE管到達前端預埋管口，待前端鋼絞線與牽引繩的穿束器連接好后，在牽引繩的引導下將鋼絞線穿過前端錨具直至單根張拉所需的工作長度。

（3）前端鋼絞線及抗滑鍵到位，隨即將后端鋼絞線與牽引繩連接，同樣在在牽引繩的引導下將鋼絞線穿過后端錨具直至單根張拉所需的工作長度;

（4）前后兩端調整好鋼絞線后，單根掛索完畢;

五、單根換索工藝

（一）換索原因。在斜拉索施工或者運營過程中，由于種種原因可能會遇到換索的情況，例如鋼絞線外包PE層遭到嚴重損傷、鋼絞線超張拉、鋼絞線腐蝕、疲勞破壞等，因此為了改善、延長斜拉索的使用壽命[2]，需進行換索作業，而采用平行鋼絞線拉索體系可實現單根鋼絞線安裝、張拉和更換。

（二）工藝流程。為了驗證平行鋼絞線拉索體系單根換索的可行性，選用最長索S7中間孔位鋼絞線進行單根換索試驗，試驗過程具有針對性、代表性，驗證了單根換索的可行性。具體工藝流程如圖4所示。

（三）換索前準備

（1）根據設計圖紙要求，準備好與舊索長度一致的新索;

（2）將梁端防水罩鋼錐管橋面預埋索導管口處提起，直至防水罩底端與梁端預埋管口處留出約1m的空間，取出梁端減震器與索箍，再將防水罩臨時固定。同時將塔端抗滑錨固裝置與分絲管分離，取出索箍，并將抗滑錨固裝置臨時固定。

（3）拆除斜拉索端部保護罩，找出需要更換的鋼絞線。

（四）放張索力。斜拉索兩端張拉錨具上安裝好張拉支架，保證其與錨具同軸且牢固，將單孔張拉千斤頂安裝在張拉支架上。給千斤頂緩慢、平穩的供油，張拉鋼絞線直至將夾片拔出。

（五）接長鋼絞線。移開千斤頂及張拉支架，前端將新舊鋼絞線端部焊接并打磨平整，使新舊絞線連接一體。鋼絞線連接接頭應平順，保證新舊鋼絞線能順利通過張拉埋件及分絲管。

（六）拉出鋼絞線。后端用切割機在離鋼絞線的末端約50mm處進行環向切割，只保留中間的一根鋼絲并進行墩頭處理，將梁端卷揚機鋼絲繩通過連接器與墩頭牢固連接。啟動卷揚機將舊鋼絞線緩緩拉出索體，新鋼絞線進入索體直至拉出后端張拉錨具。

（七）張拉鋼絞線。新鋼絞線達到工作長度后，兩端安裝夾片并打緊，隨后安裝張拉支架及單孔張拉千斤頂，依據新的設計索力將新更換的鋼絞線張拉到預定索力，切割更換好的鋼絞線至規定預留長度，對兩端鋼絞線進行防護處理，完成鋼絞線的單根換索。

（八）安裝附件及錨頭防護

（1）安裝梁端索箍、減震器及塔端索箍，并將防水罩及抗滑錨固裝置恢復至設計位置。

（2）對兩端鋼絞線進行防護處理，張拉錨具內灌注防護油脂，最后安裝保護罩。

六、結語

通過九江新建快速路系統（一期）工程總承包（一標段）矮塔斜拉橋斜拉索單根穿索、單根換索施工實踐表明，平行鋼絞線拉索體系單根穿索工藝施工速度快、操作簡單，拉索安裝質量高，安全隱患小;單根換索試驗過程中斜拉索無斷絲、滑絲現象，鋼絞線和錨具無異常，斜拉索單根換索工藝性能滿足設計和使用要求。隨著平行鋼絞線拉索體系在斜拉索的廣泛應用，該體系的快速安裝的工藝、經濟的換索工藝以及較低的維護成本等優越性，已得到業內人士的高度認可[3]。本文通過對實際施工經驗的介紹，以期給國內從事橋梁工程的同行帶來參考，進一步推動矮塔斜拉橋平行鋼絞線拉索體系進一步的發展。

參考文獻

[1]李明鵬，陳學兵，張恒.基于WQJX體系的斜拉橋單根換索施工技術[J].公路交通技術，2014，（06）：137-139.

[2]威勝利工程有限公司（中國VSL）.VSL鋼絞線斜拉索體系單根鋼絞線換索工藝.《中國公路學會橋梁和結構工程學會2002年全國橋梁學術會議》; 2002-10-01

[3]肖文，李古暄.斜拉橋拉索更換的實踐與研究.中國市政工程，2004（6）.