沪苏通长江大桥斜拉索安装技术

沪苏通长江大桥斜拉索安装技术

1项目总结1.1钢桁架梁斜拉桥布置上海苏通大桥的主航道桥采用五个横带的倾斜钢梁桥，全长1092米。输入和输出洞的高度为140、462、1092、462和140、2296米，如图1所示。1.2桥面下塔内收钻石形主塔为钢筋混凝土结构，桥面以上为倒“Y”形，桥面以下塔柱内收为钻石形。塔顶高程为+333m，塔底（承台顶）高程为+8.0m、+8.5m。主塔上塔柱120m范围为索塔锚固区段。1.3拉伸高强丝的选择主航道桥斜拉索布置为双塔三索面、扇形密索体系，采用平行钢丝拉索，钢丝为标准抗拉强度2000MPa、直径7mm低松弛锌铝合金镀层高强钢丝。全桥共布置拉索432根，索梁锚固结构采用钢锚箱的结构，索塔锚固结构采用钢锚梁的结构。2斜拉索安装施工斜拉索安装施工包括施工准备、吊装上桥、塔端挂设、桥面展索、梁端卷扬机滑车组牵引、梁端钢绞线软牵引、梁端反压、塔端硬性牵引、塔端张拉、索力检测、塔端索力调整及附属配件安装等工序。其中，1～28层采用脱胎成盘卷索方式，用65t立式放索盘放索；29～36层采用钢盘卷索方式，用120t卧式放索机放索。1～20层斜拉索通过塔吊吊装上桥，21～36层斜拉索用120t提升站吊装上桥。在钢梁架设的同时，完成两组斜拉索的塔端挂设和桥面展索等工序；钢梁焊接完成后，完成剩余工序的施工；全桥最终调索完成后，进行斜拉索附属配件的安装。由于短、中斜拉索安装较为常规，因此文章主要介绍25～36层长斜拉索的安装。3斜拉安装3.1运梁动车组运输长斜拉索采取钢盘卷索方式通过轮船运输，采用提升站吊装上桥，放置在运梁台车上面放索机上，通过120t运梁台车整体运输斜拉索和放索机。在放索机4个支腿位置设置垫木，通过运梁台车升降系统降低运梁台车高度，从而使放索机脱离运梁台车。3.2牵引板、塔端锚杯放索机放置到位后，桥面汽车吊就位，用桥面汽车吊将塔端锚杯放出约10m长度，将锚杯安装在锚杯小车上。在塔端锚杯后端安装牵引板，桥面7.5t卷扬机钢丝绳通过牵引板与塔端锚杯相连，汽车吊通过“U”形辊轮将索体吊起。启动7.5t卷扬机将塔端锚杯向塔柱方向牵引，在展开的索体下方设置单轴小车，单轴小车与索体之间加垫橡胶垫及棉毡，防止损伤索体。3.3提升塔端索导管根据塔端索导管长度在索体上采用软质吊装带设置吊点。塔端5t卷扬机钢丝绳通过塔内转向滑车到达对应锚垫板位置，穿过张拉杆副螺母和锚杯螺母从索导管向下引出，下放到公路面与设置在张拉杆后端的牵引板连接。当张拉杆提升到塔端索导管口时，采用5t卷扬机将张拉杆及锚杯牵引进入塔端索导管。当张拉杆牵引出塔端锚垫板后，安装张拉杆副螺母至相应位置。3.4钢绞线软牵引考虑到钢锚箱内空间限制，梁端牵引分为两种牵引组合方式。边跨采用卷扬机牵引+钢绞线软牵引组合的方式将梁端锚杯牵引至设计位置，中跨采用卷扬机牵引+钢绞线软牵引+梁端反压的组合方式。(1）卷扬机牵引。在梁端锚杯后端设置牵引哈弗夹，采用桥面18t卷扬机及100t滑车组组成桥面80t卷扬机牵引系统。其中定滑轮固定在钢锚箱后方的钢梁吊装耳板上，动滑轮固定在牵引哈弗夹上。在哈弗夹后方的索体上用30t软质吊装带设置吊点，桥面汽车吊吊起吊点。检查安全后启动卷扬机牵引系统进行牵引。(2）钢绞线软牵引。边跨采用400t千斤顶配27孔工具锚进行软牵引，梁端设置撑脚。利用卷扬机将梁端锚杯牵引至距离钢锚箱一定位置后，停止牵引，作业人员设置软牵引体系。将钢绞线逐根穿入钢绞线连接器，将连接器安装在锚杯内丝扣上。连接器上钢绞线逐根从索导管穿进，依次从垫圈、锚杯螺母、软牵引撑脚、防扭绞装置、小撑脚、千斤顶穿出。采用钢绞线软牵引系统将梁端锚杯牵引进入索导管，并牵引出梁下锚垫板，锁紧锚杯螺母，继续将锚杯牵引到设计位置。中跨采用250t千斤顶配19孔工具锚进行软牵引，设置保险张拉杆及矮撑脚，保险张拉杆通过连接套旋入梁端锚杯内丝扣中。利用卷扬机将梁端锚杯牵引至距离钢锚箱一定位置后，停止牵引，作业人员设置软牵引体系。采用钢绞线软牵引将保险张拉杆牵引进入索导管，当软牵引连接器上螺母旋至平帽时软牵引结束。(3）梁端反压。当钢绞线软牵引结束后停止牵引，作业人员开始设置反压体系。安装反压梁1和反压梁2，利用4根φ78mm拉杆连接反压梁1和反压梁2，将拉杆调节成等长，保证4根拉杆受力均匀。在索体上安装反压梁3和反压筒，通过螺栓连接反压梁3和反压筒，支承筒作用在锚杯端部。启动梁端反压系统，当反压系统受力后检查整套系统的稳定性。拆除软牵引系统，继续启动反压系统将梁端锚杯反压出梁端锚垫板，安装锚杯螺母至设计位置，反压系统组装示意见图2。3.5扭装置设计针对斜拉索张拉过程中的高速扭转问题，该项目设计了一套防退扭装置，包括固定座及限位板，固定座通过高强螺栓与千斤顶外壁连接，限位板设置在千斤顶活塞顶部与张拉杆螺母之间，实际张拉时被临时固定。此装置有效控制了张拉过程中索体退扭的现象。3.6同步分级张拉沪苏通长江大桥29号墩采用塔梁同步施工，塔梁同步施工阶段必须做到同步、分级、对称张拉。该项目采用同步智能张拉系统，采用一套PLC控制柜联机控制两套液压泵站，单套泵站同步控制6只张拉油缸压力，两套联机可同步控制12只张拉油缸压力。4牵引力和线长度的控制4.1卷扬机牵引系统设计斜拉索施工时，牵引索力受梁面标高、塔偏及相邻已初张拉完成斜拉索的影响较大。在施工过程中，要结合现场实际情况，确保牵引索力计算的准确度，保证施工安全。斜拉索梁端采用卷扬机牵引系统直接将梁端锚头牵引至设计位置。施工时采用近似抛物线法和有弹性假定法进行索力的计算，保证牵引安全，并且根据现场实际梁面标高和塔柱偏位情况修正计算索力数据。4.2钢绞线长度控制在该桥第10～36层斜拉索卷扬机牵引完成后开始进行钢绞线软牵引，根据施工索力计算钢绞线长度，单根钢绞线受力控制在10t以下，实际下料长度为理论计算长度加3m。5高效施工技术沪苏通长江大桥主桥是超千米跨斜拉桥，斜拉索安装难度大。沪苏通长江大桥斜拉索安装采用了拉索桥面整