斜拉索施工方案

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2.1-1所示。

图2.1-1 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2.1-1所示。

表2.1-1 斜拉索规格型号及数量表

斜拉索最小长度（NZ1）127.201m，重5.050t。最大长度（NZ28）442.287m，重36.135t，成桥恒载索力最大值5196.2KN。全桥斜拉索钢丝总重为3483.832t。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2.1-2～图2.1-3所示。

图2.1-3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2.2-1～图2.2-2所示。

图2.2-1 NZ1～NZ5、NB1～NB5斜拉索施工工艺流程

图2.2-2 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2.3-1所示。

图2.3-1 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 -

+

-=∆2

22024ω 式中：

L ∆—斜拉索锚头距离锚垫板端部中心距离；

L —斜拉索锚板中心几何间距；

L —斜拉索长度；

20

2 2 24T 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 2.3-1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12.6t。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