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第一章斜拉索施工
1.1.工程概况
九江长江公路大桥斜拉索为空间双塔双索面扇形结构，南塔两侧各布置28
对斜拉索，北塔两侧各布置26对斜拉索，具体如图-1所示。

图-1 斜拉索总体制图
全桥共设216根斜拉索,采用镀锌低松弛高强度平行钢丝束，双层PE（内
层黑色、外层
）防护。

斜拉索分为PES7-109、PES7-121、PES7-139、PES7------
151、PES7-187、PES7-199、PES7-211，PES7-223、PES7-241、PES7-253、
PES7-265共12种规格，如表-1所示。

表-1 斜拉索规格型号及数量表
斜拉索最小长度（NZ1），重。

最大长度（NZ28），重，成桥恒载索力最大值。

全桥斜拉索钢丝总重为。

采用PESM7冷铸锚固体系，斜拉索两端均采用张拉端锚具，均要求在塔端进行张拉。

斜拉索在主梁端砼采用砼锚固块锚固,钢箱梁段采用钢锚箱锚固,SB28～
SB1、SZ1～SZ3索梁端直接锚固在混凝土结构上，SZ4～SZ28、NZ26～NZ1、
NB1～NB26索锚固在钢锚箱上。

平行钢丝束截面为缺角六边形排列，经左旋轻度扭绞而成。

斜拉索构造如图-2～图-3所示。

图-3斜拉索构造示意图
1.2.斜拉索施工综述
1.2.1.施工方案选择
斜拉索施工主要包括运输、上桥、展索、挂设、张拉、索力检测、调整及减振装置安装等工序，采用桥面放索工艺。

索盘水运至现场后，采用塔吊或梁面吊索桁车吊装至钢箱梁顶面的放索机上，运至梁端，采用5t卷扬机、25t汽车吊、塔吊、塔顶吊机配合展索。

挂索可分为“先下后上”或“先上后下”两种方法。

“先下后上”要求塔内布设大吨位起重设备，但受塔内空间限制，布置大吨位起重设备非常困难，另外高空作业量大，出现问题不易处理，安全性差，工效低。

“先上后下”挂索方法，利用塔吊配以卷扬机将上锚头牵入塔内锚孔，旋紧螺帽，梁面上利用卷扬机、滑车组、千斤顶等将下锚头牵入设计位置锚固。

根据斜拉索的长度、重量、张拉力的大小以及张拉施工空间等实际情况，本桥斜拉索均采用先塔端挂索、后梁端挂索，塔上张拉的方案。

根据索力大小，选用650t张拉千斤顶。

斜拉索索力调整均在塔内进行，按设计与监控单位要求施工。

1.2.2.施工工艺流程
由于斜拉索梁端索力不同，挂索方案也有所差别：
1)NZ1～NZ5、NB1～NB5索进入塔端索管，安装撑脚、千斤顶、张拉杆，梁端通过卷扬机牵引索夹，将斜拉索牵入梁锚箱锚固。

2)NZ6～NZ28、NB6～NB26索均采用1.7m长张拉杆，牵引斜拉索锚头进入塔端锚垫板旋紧螺母后，然后在梁端锚箱垫板处安装撑脚、千斤顶，接长5m张拉杆，卷扬机拖曳索夹至索管附近、通过汽车吊调整斜拉索轴线与索管轴线一致，将张拉杆及锚头拉入索管内，直至张拉杆端头穿出千斤顶，安装拉杆螺母，解除卷扬机与斜拉索的索夹连接后，通过千斤顶将斜拉索锚头牵引出垫板设计位置，旋紧锚头螺母，完成梁端挂索。

施工工艺流程如图-1～图-2所示。

图-1 NZ1～NZ5、NB1～NB5斜拉索施工工艺流程
图-2 NZ6～NZ28、NB6～NB26 斜拉索施工工艺流程
1.3.斜拉索施工方案
1.3.1.施工准备
1.3.1.1.成品索的检验
斜拉索出厂前按设计及相关规范要求对斜拉索有关性能进行检验。

斜拉索到达现场后，查验并索取每根成品索的质量保证书（含本批交货的数量、质量及各种检验结果）。

1.3.1.
2.索套管的处理
斜拉索锚头外径与索套管的内径相差很小，挂索时极易产生位置偏差，从而造成锚头外丝扣和斜拉索PE保护套的损伤，因此斜拉索挂设前应对塔、梁端的索套管进行全面的检查，对索套管内的焊渣、毛刺等进行打平磨光。

1.3.1.3.钢梁锚固端风嘴的局部处理
为满足长索梁端牵引、张拉施工要求，钢箱梁部分风嘴需待斜拉索安装完成后，再拼装焊接。

1)SZ5～SZ28、NZ1～NZ26斜拉索对应的箱梁前端6m长风嘴（即拉索锚固区）先不安装。

2)A22斜拉索对应的合龙段AH2梁段前端2.25m与A23梁风嘴先不安装，中跨合龙段JH风嘴先不安装。

3)NZ3斜拉索对应的NZ4梁段东侧风嘴先不安装（吊索桁车安装位置）。

4)所有未安装的风嘴均待该节段斜拉索施工完成后安装。

1.3.1.4.梁端滑轮组固定装置
SZ5～SZ28、NZ1～NZ26斜拉索按照先塔顶、后梁端顺序进行挂设，梁端采用卷扬机与滑轮组拖曳，配合千斤顶及张拉杆牵引斜拉索锚头通过锚垫板锚固。

为了固定定滑轮，在锚垫板正上方设置吊耳，在对应的M3、M2、M1型锚箱处均需设置，在钢箱梁加工厂与钢箱梁同步制作完成，单个吊耳按60t牵引力控制计算，钢板材质取Q345D，厚度24mm。

吊耳总体布置如图-1所示。

图-1 固定定滑轮吊耳总体布置图
1.3.
2. 斜拉索挂索计算
斜拉索安装前应根据索长、索重、斜度等因素计算其安装过程中锚头距索管口不同距离时的牵引力，以综合选择安装方案和设备。

斜拉索挂索索力按下式计算：
AE
TL T L L L L L X -+-=∆20
2
2024ω 式中：
L ∆—斜拉索锚头距离锚垫板端部中心距离；
0L —斜拉索锚板中心几何间距；
L —斜拉索长度；
20
2
224T L L X ω—斜拉索垂度修正值，其中，
ω—斜拉索单位长度重量；
X L —斜拉索水平投影长度；
T —斜拉索挂索牵引力；
AE
TL —斜拉索伸长量修正值，其中：
A—斜拉索横截面积；
E—斜拉索弹性模量。

在斜拉索挂索各阶段牵引力的作用下，计算的ΔL（m）值如表-1所示。

表中数据表示斜拉索锚头端部距离锚垫板顶的距离(m)，牵引力单位：KN。

1.3.3.主要施工设备配置
1.3.3.1.吊索、展索设备
每个索塔吊索、展索设备主要包括：1台QTZ315A塔吊、1台梁面吊索桁车、1台放索机、塔顶2台10t卷扬机、1台5t卷扬机；桥面布置两台10t牵引卷扬机、一台5t放索卷扬机以及放索小车与转向滑轮等。

1.3.3.1.1.塔吊
斜拉索施工阶段，可以利用QTZ315A塔吊，最大吊重16t，其23m工作幅度内可吊装。

NZ1～NZ3、SZ1～SZ3索采用塔吊吊装上桥。

吊装前需要根据斜拉索索盘的实际包装情况设置相应的吊具。

1.3.3.1.
2.卷扬机
1)塔顶挂索提升卷扬机
塔顶卷扬机主要用于斜拉索塔上挂索施工，根据牵引力需要，选用2台
10t快速卷扬机和1台5t卷扬机。

10t卷扬机用于重量超过10t长索的起重吊装，由于塔顶距离钢箱梁顶面约202m高，NZ26索长，重，故将索提升至塔顶索管口长度占总长的46%，提升力需×=。

钢丝绳需走2线，卷筒容绳量要求不小于500m。

5t卷扬机钢丝绳在塔顶人洞经转向滑轮转向后下放，经过待安装斜拉索的索管口穿出塔外至桥面，用于斜拉索塔端锚头的牵引导向。

索塔封顶混凝土浇筑前注意施工平台预埋件的埋设。

图-2 塔顶吊装系统布置图
2)梁上卷扬机
梁上卷扬机主要包括2台用于斜拉索梁端挂索的10t卷扬机，1台5t放索卷扬机，其中放索卷扬机布置于索塔下方附近，钢丝绳通过转向滑轮引导至需要挂索的索管口附近。

挂索卷扬机随着钢箱梁及斜拉索的施工进度逐步前移。

1.3.3.1.3.梁面吊索桁车
NZ3斜拉索施工完成后拼装梁面吊索桁车，采用梁面吊索桁车将4～28#索整体提升上桥面。

桁车布置于梁面东侧NZ2与NZ3斜拉索之间，布置位置如图-3所示，对应的NZ4梁段风嘴后安装。

图-3 吊索桁车结构布置示意图
桁吊顺桥向跨度6.0m，横桥向跨度19.5m，高12m，悬出梁侧7m。

桁吊主承重梁、直立柱及前斜立柱均采用HW400×400型钢，其它斜腿采用HN400×200型钢。

起吊横梁采用4根HN400×200的工字钢，平联及斜撑采用[20a槽
钢。

起吊卷扬机选用JM8卷扬机，采用40t滑车组，走5线。

在主承重梁顶设置轨道及4台15t单轨平车（自带刹车系统），通过平车带动卷扬机行走实现索盘的平移。

吊索桁车总体结构如图-4所示。

图-4 吊索桁车结构布置图
图-5 吊索桁车施工图
1.3.3.1.4.放索盘
放索盘为桥面放索装置，本桥采用卧式放索机，由斜拉索生产厂家提供。

具体结构形式如图-6所示。

图-6 卧式放索盘结构图
1.3.3.1.5.放索小车
为方便斜拉索在桥面的移动及展开，避免斜拉索与桥面的直接接触，防止斜拉索PE防护层损伤，斜拉索在桥面移动时采用放索小车，放索小车结构如图-7所示。

图-7 放索小车结构图
图-8 放索小车施工图
1.3.3.1.6.锚头小车
为防止斜拉索锚头损伤，斜拉索在桥面移动时设置锚头小车，结构如图-9所示。

图-9 锚头小车结构图
1.3.3.1.7.索夹
索夹是斜拉索塔、梁端挂设的着力点，为挂索设施与斜拉索的连接工具，表面设置吊耳。

索夹采用厚壁钢管与钢板焊接而成，在钢管同斜拉索接触处加垫5mm厚氯丁橡胶板，可以有效避免在施工过程中，斜拉索PE防护层受损伤。

根据斜拉索型号，塔端起吊索夹与梁端拖曳索夹各设计三种规格尺寸。

索夹结构如图-10～图-11所示。

图-10 塔端索夹结构构造图
图-11 梁端索夹结构构造图
1.3.3.1.8.汽车吊
1#斜拉索安装完成并进行第一次张拉后，将一台25t汽车吊起吊上桥，用于斜拉索梁端安装时的角度调整和后安装风嘴的桥面转运、吊装等。

1.3.3.
2.斜拉索张拉设备
斜拉索牵引一般分为硬牵引张拉杆及软牵引钢绞线两种，现对两种牵引比较如下：
硬牵引张拉系统由穿心千斤顶、油泵、压力传感器、张拉杆及螺母、变径连接头及撑脚等组成，硬牵引及张拉系统组成形式如图-12所示。

图-12 硬牵引张拉系统组成示意图
1)张拉千斤顶及压力传感器
张拉千斤顶根据斜拉索的张拉控制力进行选择，为减小施工过程中的误差、确保千斤顶的使用安全，将斜拉索的张拉控制力控制在千斤顶额定张拉力的50%-85%范围内。

本桥斜拉索设计成桥恒载索力为486-520t，故每塔配置柳州欧维姆YCW650B千斤顶4台（用于塔端张拉）和YCW350B千斤顶4台（用于梁端牵引）。

千斤顶机械参数如表-2所示。

表-2 斜拉索施工千斤顶参数
采用与千斤顶配套的油泵。

选择650t压力传感器与张拉千斤顶配套使用，实时控制其张拉力,该款压力传感器为智能温度型，传感器内部记忆了传感器编号、标定值等参数，可直接快速显示和记录测量力值，并根据测量温度进行校正量力值。

其技术性能表-3所示：
-3 压力传感器技术性能表
表
2)变径连接头
变径连接头用于张拉丝杆与斜拉索锚杯之间的连接。

根据锚头及张拉丝杆规格，变径螺母共设计12种规格，采用40Cr合金钢制造，粗车后热处理调质，硬度达到HB257-298。

热处理后的半成品需经过超声波检验，并且符合GB/T4162-2008中的B级要求，表面按照JB/T8468-1996的Ⅱ级要求逐件磁粉探伤，发黑处理，每个螺母端头打上规格型号。

变径螺母与对应的斜拉索型号如表-4所示，图-13中列出了BLM7-91变径连接头的结构构造。

表-4 变径螺母对应的斜拉索型号统计
211
211
BLM7-
2238
PESM7-
223
BLM7-
2418
PESM7-
241
BLM7-
2538
PESM7-
253
BLM7-
265
8
PESM7-
265图-13 BLM7-91结构构造图及实物图
3)千斤顶撑脚设计
张拉撑脚是斜拉索牵引及张拉时千斤顶的支撑装置，主要根据使用千斤顶的外形尺寸、斜拉索锚垫板尺寸、张拉端施工空间综合考虑后予以确定。

塔端设计1种规格撑脚，设计承压800t；梁端设计2种规格撑脚，设计承压350t。

(1)1～28#索、塔端撑脚
撑脚尺寸确定（以最长NZ26斜拉索PES7-265配套的锚具及变径螺母控制）：
锚杯螺母厚度：180mm
变径螺母伸出锚杯长度：237mm
张拉杆最大牵引距离：375mm
撑脚最小高度为：180+237+375=792mm，取800mm。

撑脚内径：取螺母外径（400mm）加80mm即480mm。

撑脚外径：取580mm，小于钢锚箱垫板平面尺寸612mm×612mm，满足施工要求。

撑脚结构构造图如下：
图-15 13～22#斜拉索施工塔端千斤顶撑脚结构图
图-16 撑脚实物图
(2)斜拉索梁端撑脚
索梁锚箱为M1型，垫板平面尺寸471mm×670mm，垫板中心至箱梁腹板间距248mm。

撑脚尺寸确定（以NZ26索PES7-265配套的锚具及变径螺母控制）：
锚杯螺母厚度：180mm
变径螺母伸出锚杯长度：237mm
锚杯长度555mm，螺母设计位置距锚杯前端L-L/3-B=555-555/3-180=190mm 撑脚高度为：180+237+190=607mm，取650mm。

撑脚内径：取螺母外径（400mm）加60mm即460mm。

撑脚外径：取560mm。

靠近箱梁腹板侧沿撑脚高度削掉50mm，以便安装。

4)张拉杆及螺母
张拉杆用于牵引及张拉斜拉索，杆间采用接头连接，其加工材质采用40Cr 合金钢，锻打后需经过超声波检验，并达到GB/T4162-2008《锻轧钢棒超声检验方法》规定B级标准。

斜拉索塔端施工张拉杆取1700mm。

结构如下图所示：
图-18 张拉杆2构造图
张拉杆螺母外径340mm，高145mm，内螺纹为梯形螺纹，规格为
Tr145x12。

螺母采用40Cr合金钢制造，锻打后需经过超声波检验，并达到
GB/T4162-2008《锻造钢棒超声波检验方法》规定B级标准。

图-19 张拉杆螺母1结构图
(1)斜拉索梁端施工张拉杆及螺母
梁端采用350t千斤顶牵引，张拉杆长度取5000mm，直径120mm。

如下图所示：
图-20 张拉杆3构造图
图-21 张拉杆螺母2结构图
5)牵引连接头
牵引连接头为塔端挂索时5t卷扬机钢丝绳与斜拉索锚杯之间的牵引连接构件，采用40Cr制作，要求与张拉杆连接头加工工艺及性能一致。

每塔每种规格连接头需加工两个。

表-5 牵引连接头规格数量表
223
LJT7-2414
PESM7-
241 LJT7-2534
PESM7-
253 LJT7-2654
PESM7-
265
图-22 牵引连接头实物图
1.3.3.3.梁端挂索平台
梁端挂索平台设置于钢箱梁侧下方，以箱梁顶面轨道作为其行走与支撑装置。

挂索平台总长11m，高5.5m，顺桥向宽度2.5m，横桥向宽度4.6m。

平台利用梁面铺设的纵向轨道进行桥面纵移，过程中采用2台5t手拉葫芦牵引。

平台总体布置如下图所示。

图-23 梁端挂索平台总体结构图
1.3.4.斜拉索施工
1.3.4.1.1.斜拉索运输及上桥
出厂前，每根斜拉索应有合格标牌并注明拉索编号、规格型号、长度、质量、制造厂名称、工程名称及生产日期等。

斜拉索采用水运。

斜拉索一般都采用钢盘打盘包装运输，其盘绕内径≥20倍拉索直径且≥1.8m，最大外形尺寸应满足相应的运输条件，锚具应有保护措施，包装好的拉索存放时加遮盖，在运输及装卸过程中应防止损伤锚具和PE保护层。

1.3.4.1.
2.斜拉索塔端挂设
斜拉索上桥后，位于塔顶正中心的5t卷扬机放松钢丝绳通过人洞进入塔内空腔，经过索管穿出塔外后落在桥面上，通过牵引连接头与锚杯连接，安装索夹，塔吊或塔顶卷扬机起吊索夹上升，5t卷扬机钢丝绳同步牵引锚头至相应的索管内，旋紧锚杯螺母锚固后解除5t卷扬机钢丝绳与锚头的连接以及塔吊或10t卷扬机钢丝绳与索夹的连接，完成塔端斜拉索的挂设。

图-24 斜拉索塔端挂索施工图
1.3.4.1.3.斜拉索梁端展索
1)SB1～SB3、NZ1～NB3斜拉索梁端展索
斜拉索长度较小，重量较小，塔端挂设完成后，直接采用25t汽车吊即可完成剩余部分斜拉索展索，不必使用放索小车等设施。

2)SB4～SB28、NZ4～NB26斜拉索长度稍长，采用梁面上布置的5t卷扬机辅以小车放索。

小车布置间距以斜拉索表面不接触钢箱梁顶板，不损伤拉索表面PE防护层为原则，随着卷扬机的牵引位移的增加随时放置小车。

图-25 桥面展索示意图
1.3.4.1.4.斜拉索梁端挂设
塔端斜拉索挂设完成后，利用25t汽车吊完成桥面展索及梁端斜拉索挂设平台的安装。

利用10t卷扬机牵引拉索至索管内直至锚头伸出锚垫板，旋紧螺母即完成梁端挂索。

施工工艺流程如下图所示：
梁端展索完成
索夹安装
汽车吊调整拉索角度
卷扬机牵引索夹
锚头进入索管
锚头伸出锚垫板，旋紧螺母至设计位置锚固
解除卷扬机牵引，索夹拆除
完成梁端挂索
图-26 斜拉索梁端挂设施工工艺流程图Array
图-27 斜拉索梁端挂设示意图
1.3.4.1.5.斜拉索张拉
斜拉索均在塔端进行张拉及索力调整。

根据设计要求，斜拉索分两次张拉，现以A1（J1）索为例介绍如下：
第一步：索塔区梁段施工支架拼装完成后，利用浮吊吊装T0梁段，通过滑移，精确就位后，与下横梁临时固结。

随后继续吊装梁段，与T0梁段通过高强螺栓将纵向“U”型加劲肋临时连接、焊接接头后，安装斜拉索并按施工监控组提供的索力进行第一次张拉。

图-28 NZ1、SB1斜拉索张拉示意图
第二步：张拉到位后利用塔吊起吊架桥机散件，在梁上拼装完成，第二次张拉A1（J1）斜拉索。

SB2～SB5、NZ2～NB5斜拉索也分两次张拉：
1)架桥机吊装钢箱梁节段上桥，栓焊连接后，安装并第一次张拉对应斜拉索。

2)架桥机前移至待吊下一梁段位置就位后，第二次张拉斜拉索。

斜拉索张拉要求对称施工：索塔顺桥向两侧的拉索和桥横向对称的拉索必须对称同步张拉；同步张拉的不同步索力的相差值不得超出设计规定；两侧不对称的或设计拉力不同的拉索，应按设计规定的索力分级同步张拉，各千斤顶同步之差不得大于油表读数的最小分格，索力终值误差小于±5％。

张拉程序如下：
图-29 斜拉索张拉程序
张拉注意事项：
1)所有张拉千斤顶张拉前按规定进行标定，并配备相应的测力传感器。

所有张拉机具由专人使用和维护，张拉机具长期不使用时，在使用前进行全面校验。

当千斤顶的使用达到6个月的时间或使用期间出现异常情况时，均重新进行一次校验；两次出现异常情况的千斤顶应予更换，以确保测力的准确性。

2)根据施工控制要求，斜拉索分两次张拉，每次张拉均分级进行。

3)斜拉索张拉通过张拉力和伸长量双项指标控制，张拉力通过压力传感器精确测定；伸长量主要来调节桥面线形。

1.3.4.
2.斜拉索施工
1.3.4.
2.1.SB4～SB28、NZ4～NB26斜拉索上桥
采用梁面吊索桁车将斜拉索连同钢盘一起提升上桥面，放置于卧式放索机上。

施工工艺流程如下：
图-30 斜拉索上桥流程
图-31 斜拉索上桥
1.3.4.
2.2.斜拉索塔端挂设
与前述方法相同。

1.3.4.
2.
3.斜拉索梁端展索
采用梁面上布置的5t卷扬机辅以小车放索。

1.3.4.
2.4.斜拉索梁端挂设
梁端展索完成后，用5m长张拉杆接长斜拉索，采用10t卷扬机牵引拉索至索管内，直至张拉杆前端通过千斤顶，然后采用千斤顶牵引至设计位置，旋紧螺母即完成梁端挂索。

施工工艺流程如下图所示：
图-32 斜拉索梁端挂设施工工艺流程图
图-33 斜拉索梁端挂设施工图
1.3.4.
2.5.斜拉索张拉
斜拉索均在塔端进行张拉及索力调整，张拉方法如前所述。

1.3.4.3.斜拉索索力调整
为改善主梁和索塔结构的受力状态需要对斜拉索进行索力调整。

斜拉索调索主要在中跨合龙前进行一次调索，除满足合龙线形要求外，还应纠正塔的变形，使索塔偏移量控制在设计允许范围内；当成桥后二期恒载施
加以后进行全桥索力调整，除控制线形外，对索力进行调整，使索力终值误差以及高次超静定梁的受力状态达到设计要求的2%以内。

1.3.5.风嘴后安装施工
斜拉索施工期间，为了满足梁端牵引空间需要，斜拉索对应的梁段前端风嘴需后安装。

需后装的风嘴，待下一节段施工完成架桥机前移后，可利用梁面吊索桁车提升风嘴至桥面，25t汽车吊转运吊装，精确定位后进行焊接。

1.3.6.斜拉索临时减振
钢箱梁及斜拉索施工期间，因风雨等影响，斜拉索的风振非常明显，直接影响箱梁悬拼的平面位置及线形的控制，因此需要对斜拉索采取临时减振措施。

每根斜拉索施工完成后，用临时索将斜拉索同钢箱梁临时连接（索夹及耳板的位置根据监控要求布置）。

临时索
临时索
图-34 斜拉索临时减振布置。