沈阳市三好桥钢拱塔拉索施工关键技术研究

1、沈阳市三好桥钢拱塔拉索施工关键技术研究2010年3月沈阳建筑大学(自然科学版)第26卷第2期journalofshenymlgjianzhuuniversity(naturalscience)ma r.2010vol.26,no.2文章编号订 671 2021 (2010)020292 一 o4沈阳市三好桥钢拱塔拉索施工关键技术研究于玲,钟右鹏，包龙牛,王占飞(沈阳建筑大学土木工程学院，辽宁沈阳110168)摘要:r的系统研究斜拉索和水平索组成的混合体系斜拉桥的拉索张拉方法，施工工艺及施工关键技术.方法以沈阳市三好桥拉索施工为研究对象，针对由斜拉索和水平索组成的混合体系相互影响的特点，从理论上

2、分析钢绞线拉力均值性和索力之间的关系.结果导出控制等值张拉法的张力计算公式三好桥拉索施工关键技术为:首先进行水平索施工, 一侧水平索先张拉到90%的初索力，待另一侧同索号的水平索安装初张拉后，两根水平索同时 张拉至100%的初张拉力，水平索全部张拉完成后,再进行斜拉索的施工.结论对于钢拱塔 斜拉桥拉索施工，需要处理好水平拉索的安装张拉带来的低应力锚固状态不利问题,把握住先水平索张拉，再进行斜拉索张拉的关键技术,混合体系索才能安装成功.关键词:钢拱塔;斜拉桥;斜拉索;锚具;钢绞线屮图分类号:u416文献标志码:a沈阳浑河三好桥跨越浑河，桥梁总长为900m.主桥体系为钢拱塔斜拉桥，拱塔采用钢箱截

3、面,拱塔上共设置10对拉索，纵桥向间距8m,每 对拉索由塔两侧的斜拉索和两拱塔间的水平索组 成（见图1） 这种形式索的斜拉桥为世界首例由 于钢拱塔为柔性塔,拉索在施加预应力时受力十 分复杂，给设计,施工及监控带来很大挑战.图1三好桥效果图i拉索施工流程拉索是斜拉桥的牛命线，施工工艺应满足规范和设计的要求与传统的平行钢丝斜拉索相比， 钢绞线斜拉索安装的慕本原则是单根穿索，单根 张拉，因此其具有施工设备小型化,无需大型起吊 设备等优点，因此已经得到越来越多的使用j 针对沈阳市三好桥索体系的特点，制定拉索安 装的基本工艺流程和拉索安装张拉顺序见图2. 工锚具组装工锚具安装hdpe管焊接t-hdpe管

4、吊装钢绞线穿索张拉i丽 ke=）l.yr一钢绞线分级张拉j南霞二=：=一药两y广附件安装工防腐保护图2拉索安装流程图收稿日期:20090825基金项目：辽宁省教育厅科技攻关项目(2008586);中交集团科技研发项目 (kyht200805)作者简介:于玲(1970 一)，女，副教授,主要从事道路桥梁设计与施工技术研究.第26卷于玲等:沈阳市三好桥钢拱塔拉索施工关键技术研究293拉索安装张拉顺序如图3所示.图3拉索安装张拉顺序2挂索施工准备主塔安装前放置在桥面上，利用门式支架进行转体安装就位转体前，在塔上适当位置焊接斜拉索安装所需吊点,其作用是固定hdpe外套管 及安装机械穿索用转向滑轮装置吊

5、点采用+20 钢筋焊接而成，设置在主塔外侧各预埋管之间.通过提升索将主塔转体安装就位挂索前，在 桥面适当位置搭设脚手架，并安装钢绞线放线架， 切割设备，导向滑轮,切割工作平台，徹头设备，剥 套设备，钢绞线牵引设备等.在布置桥面和主塔工作平台时，需根据钢绞线机械穿索的工艺及特点,合理布置卷扬机及各 转向滑轮,以方便et后机械穿索的顺利进行.3拉索施工工序细则3iidpe管吊装3.1.1水平索hdpe管吊装水平索穿索前，需预先将hdpe管吊至两拱塔之间钢导管岀口处，并将其与拱塔梁临吋固定.水平索最长约50m,hdpe管最长约46m,由于吊装hdpe管时,管的垂度较大，所以在吊装前预 先穿一根钢绞线

6、,以便吊装后及时张拉绞线使 hdpe管绷直.3.1.2斜索的hdpe管吊装起吊前，应检查是否有阻碍小推车轮子前进 的小石头,木棍等.起吊时应控制起吊速度，若在 有风情况下起吊，这时塔吊提升管子的上升速度 要慢如果风太大，临时停止操作至风减弱当 hdpe管起吊到位，在拱塔预埋管位置，使卡箍与 塔的预埋管连接，此时保证斜拉索外套管至预埋 管距离约为0.5m左右，松掉卷扬机，把荷载传至 连接钢丝绳上（见图4）.3.2张拉方法为保证各根钢绞线张拉力的均匀性，施工过 程中应要求严格按照等值张拉法进行施工.其具 体张拉方法为:在安装第一根钢绞线时，在其张拉 端锚具端头安装1个测力传感器，当第一根钢绞 线张

7、拉锁定吋，传感器读数即第一根钢绞线的张 拉力;安装第二根钢绞线，在第二根钢绞线张拉端 锚具端头安装第2个测力传感器，当第二根钢绞 线安装张拉时，第一根钢绞线拉力因结构变形而 降低.当第二根钢绞线张拉力与第一根传感器显 示数据相等时，将此钢绞线进行锁定，如此类推直 至该索的钢绞线全部张拉完毕.首堡!堕导堕亳!旦外套箍管塑-_=_；=车 *0la图4斜拉索hdpe管吊装组件 张拉完毕时，安装在第一根钢绞线上的传感 器读数为匸t/n,式屮的n为该索包含的钢绞 线根数，为该索整体初拉索力期望值.采取等值张拉法，各根钢绞线的初张力均设 计为：tin=t2：-=f=tnn=t，式中:f为张拉完第d根钢绞线

8、时，第i根钢绞线 的拉力.3.3水平索安装3.3.1水平索挂索初张拉水平索在穿索安装吋，每根绞线按初张拉力 的90%张拉，初张拉力数据由监控单位提供对 称同索号的两根水平索同时穿索张拉，步骤如下: 1）绞线先从拱塔一侧的钢导管口送往另一侧，直 至绞线到达另一侧拱塔外的钢导管口;2）连接绞 线端头和从拱塔内穿岀的引棒，将绞线穿人锚板 相应孔位;3）连接另一侧绞线端头和从拱塔内穿 出的引棒,将绞线穿人锚板相应孔位;4）每根绞 线穿索结束,根据监控计算的每根绞线的索力张 拉锚固，张拉采用两端同时用单孔千斤顶张拉锚 固的方式进行;5）重复穿索操作，直至拉索张拉 锚固结束;6）为了进行索力监测,两边间隔

9、安装5 个传感器，共10个传感器.3.3.2水平索钢绞线索力平均张拉水平索钢绞线在90%初张拉力的基础上，待 同索号的两根水平索安装初张拉后，对各钢绞线 张拉至100%初张拉力，为保证索力控制精度和 使索内的每根钢绞线张拉力均匀,最后进行水平 沈阳建筑大学（自然科学版）第26卷 索夹片顶压.张拉步骤如下：1）用单孔千斤顶张拉安装有传感器的第二 根钢绞线并锚固，锚固力按目标初张拉力进行控 制（千斤顶张拉力需考虑夹片跟进内缩等因素）；2）用单孔千斤顶张拉下一根钢绞线，记录传感器 显示值;3）重复第2）步,直至最后一根钢绞线，并 记录下最后一根钢绞线张拉的传感器读数;4）比 较传感器读数是否与目标值

10、相等，若相差太大，超 过了允许的谋差范围，则需进行补张拉,重复第 1）- 4）步，直至张拉到最后一根钢绞线时传感器 显示读数与监控提供的初张拉力值相等或误差在 允许范围内;5）卸除第二根钢绞线上的索力，拆 除单孔锚板及传感器，安装工作夹片，用单孔千斤 顶张拉第二根钢绞线.3.4斜拉索安装3.4.1斜拉索钢绞线安装及初张拉 斜拉索在穿索安装的同时进行初张拉，初张 拉按等值张拉法进行，毎根绞线的初张拉力按目 标张拉力的90%张拉，目标张拉力数据由监控单 位计算提供其步骤如下：1）从工作台上拖动已准备好的钢绞线绕过 定位导向轮;2）牵引钢绞线至露出塔端hdpe外 套管;3）钢绞线露出外套管后，将钢绞

11、线与从塔 内锚具锥孔中仲出的引棒连接;4）塔内人员牵引 引棒，使钢绞线进入锚具，此时应降慢速度以防破 坏锚具内的密封装置;5）直至其露出塔内锚具一 定长度，安装夹片并打紧;6）梁端将引棒插入梁 下锚具;7）梁下牵引引棒，拖动钢绞线至其露岀 锚具能够用千斤顶张拉的长度，从钢绞线上去掉 连接器，安装夹片，并敲紧;8）把千斤顶装到刚穿 好的钢绞线上，按照计算的张拉力张拉钢绞线当 千斤顶张拉持荷时，测量此时千斤顶活塞的行程, 并在对应表格上记录钢绞线伸长值和张拉载 荷川.根据上述记录的数据，计算钢绞线伸长量，与 钢绞线理论伸长值进行比较，看是否在规范允许 偏差范围以内，如果满足偏差要求，则继续施工；

12、否则，停止张拉，检查原因.3.4.2斜拉索夹片顶压索力调整完毕后，需对夹片进行顶压操作，确 保锚固可靠性由于斜拉索安装后，拱塔内己没有 夹片顶压操作空间，所以在斜拉索挂索初张拉时, 先将绞线预拉至0.45o”b,再回油至初张拉力锚 固,以省去塔端夹片的顶压工作4施工难点及关键点4.1拉索安装张拉难点1）临时支架搭设难度大.由于挂索时，需设置拱塔外操作平台，所以必须沿拱塔设脚手架，较 为费时.2）拱塔为弧形空间结构，塔内空间小，所以在塔内穿索及张拉的操作难度较大.4.2拉索施工关键技术点最大难点也是关键点在于水平索的张拉施 工，由于水平索在初张拉后不再张拉，通过张拉斜 拉索达到设计索力;而j1斜

13、拉索安装后，由于拱塔 内己无张拉操作空问，所以水平索的张拉务必一 次张拉成功.水平索张拉完成后，钢绞线均处于低应力锚 固状态，低应力锚固对水平索的安装带来两大不 利问题：1）不利于夹片锚i占1；2）会在后续斜拉索张拉 中水平索锚具夹片回缩量较大，造成水平索力课 差.解决以上两点问题，施工时采用以下技术措施：1）毎根水平索安装初张拉结束后，即进行索 力平均张拉;2）索力平均张拉后,立即切割端部 钢绞线，进行夹片顶压操作，以利于低应力锚固并 消除后续斜拉索张拉过程中水平索锚具夹片冋缩 量的影响;3）安装夹片防松装置,进一步保证水 平索全部安装张拉完后的低应力锚固.5结语沈阳市浑河三好桥拉索为斜拉索

14、和水平拉索 组成的混合体系，采用均值张拉法张拉水平拉锁 和斜拉索,张拉顺序为先张拉水平拉索，后张拉斜 拉索.限于塔内操作空间，水平拉索张拉为拉索施 工的关键工序.水平拉索张拉完成后，要解决好钢 绞线处于低应力锚固状态对水平索的安装带來的 两大不利问题水平拉索和斜拉索施工吋，严格控 制好初张拉力和平均张拉力与目标张拉力之间的 比例关系三好桥钢拱塔斜拉桥拉索的施工控制 技术的成功应用为以后类似桥梁拉索施工提供了 宝贵的经验.第26卷于玲等:沈阳市三好桥钢拱塔拉索施工关键技术研究295 参考文献：1 王建华，许佳平通化西昌斜拉桥斜拉索施工技术j桥梁建设,2006(1):7780.(wangjianh

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21、ensioningmethodconstructiontechnologyandconstructionkeytech nologyofmixedsystemofcable一stayedbridgecomposedofcablestayedandhorizontalcablearestudied.inthispaper.shen yangsanhaobridgecableconstructionistakenastheresearchobject.ontlleaccountoftheint eractionchar- acteristicsofthemixedsystemcableofthecable.stayedandlevelandfromthetheoreticalview point.tllere.lafionshipbetweenthestrandpullingforcemeanandthecableforceareanalyzed.thentheex portcontrollawsequivalenttensioncalculationformulacanbegot.thekeyconstructiontechnologiesof thesanhaobridgecablesa