斜拉索施工方案

斜拉索施工方案

1 工程概述

芜湖临江桥主桥结构为独塔单索面连续钢箱梁斜拉桥，跨径为(31+97.5+45)m，主跨长97.5m，桥面宽36.5m，双向六车道。主桥采用单箱双室大悬臂钢箱梁，主跨采用8根斜拉索，锚拉板固定于主梁中心腹板处，单面斜拉索结构，后锚索采用单根双索面结构，锚固于45m边跨梁端两侧。

斜拉索采用改进PES型拉索，内为φ7mm低松弛高强钢丝，全桥采用三种型号拉索，分别为4根PES7-73、4根PES7-109、2根PES7-283，采用配套的LZM型锚具。其中最长斜拉索101.07m，钢丝净重2.2336t。

图1-1 斜拉索总体布局图

斜拉索施工主要包括施工前准备工作、斜拉索运输、斜拉索吊装上桥、桥面展索、挂索、张拉、索力检测、索力调整等工序。

2 斜拉索施工设备

为有效的保护好斜拉索，避免斜拉索在上桥过程中的破坏，选择桥面放索方式。利用塔吊将索盘吊至桥面进行放索。

⑴放索机

为保证斜拉索安全快捷的放索，将索盘安置在手动放索机上进行放索。手动放索机可控制索盘转动速度，确保斜拉索桥面展开安全顺利的进行，放索机结构图见图2-1所

示。

⑵放索限位架

放索架由螺栓连接于放索机尾部，放索时可控制斜拉索的摆动，确保斜拉索前行过程中不会左右摆动，防止放索小车翻倒、损伤斜拉索，放索限位架结构图见图2-2所示。

图21-1 放索机结构图图21-2 放索限位架结构图

⑶放索小车

放索小车的作用是为防止斜拉索在展开过程中与梁面发生摩擦，损坏斜拉索的防护层，牵引小车结构示意图见图2-3所示。斜拉索展开时，在斜拉索下面每隔3m安放一个放索小车，小车与索体间垫麻布以保护拉索。

图2-3 牵引小车结构示意图

⑷斜拉索牵引设备

斜拉索牵引设备包括牵引卷扬机、塔吊、汽车吊、软牵引机具、张拉机具及夹具滑车等。

①卷扬机

卷扬机为斜拉索挂索施工过程中主要牵引设备，包括桥面牵引及空中牵引卷扬机。

②塔吊、汽车吊

塔吊和汽车吊是斜拉索施工的主要起重设备。塔吊塔吊主要担负斜拉索安装过程中的高空吊装任务。汽车吊主要负责梁端锚头吊装工作。

③张拉千斤顶

根据斜拉索张拉力确定千斤顶的型号，为减少施工过程中的误差、确保千斤顶使用安全，控制每根斜拉索的张拉力在所使用千斤顶50%～85%行程范围内。

④张拉杆及连接套

全桥张拉杆共三种型号，每种型号索均配一套拉杆连接套。

⑤软牵引压套及工具锚

软牵引压套根据斜拉索锚杯的内丝、理论牵引力确定其尺寸、孔数，为确保斜拉索施工安全，压套孔数根据其所对应索型号最大牵引力及平均每孔钢绞线孔受力不超过15吨的原则共同确定。每种型号压套配备相应孔数工具锚一套。软牵引及张拉工具委托具有资质的厂家制作。软牵引采用钢绞线或精轧螺纹钢制作，与锚具配套使用；拉杆、螺母、压套、连接器、工具锚具均采用40Cr钢制作。

⑥索夹

索夹采用壁厚10mm钢管与钢板焊接而成，索夹结构示意图见图2-4所示，为防止索夹损伤斜拉索PE套，挂索时在斜拉索与索夹接触处加垫优质橡胶垫。

图2-4 索夹结构示意图

3施工工艺

⑴斜拉索施工概述

根据拉索的长度可将斜拉索施工分成二种牵引方式，即：短索采取直接牵引；长索采取梁端锚固，塔端软牵引、张拉。

①短索挂设

短索自重较轻，索长较短，索与梁夹角较大，垂度影响小，可直接采用塔吊牵引斜拉索，斜拉索张拉端锚头由塔吊牵引至对应套管附近，由塔内卷扬机带提吊头将锚头牵

引到位并拧紧螺帽后可进行梁端施工。

②长索挂设

中等长度索采取塔端软牵引挂设。由于斜拉索长度和重量的增加，其安装过程中的悬链张力增大，需增加软牵引将索适当增长，以减少悬垂时的张力。施工时一般用P板、压套、钢绞线、锚具及夹片做斜拉索张拉端软牵引，需配双层牵引撑脚。当梁端锚头锚固好以后，用普通千斤顶将张拉端锚头牵引至螺母旋满，然后拆除软牵引，安装张拉设备进入张拉阶段。使用软牵引的优点是：施工简洁、操作方便、受空间影响相对较小。

③软牵引长度计算

根据索的长度L，上下两端索孔锚板中心的几何距离L0，可估算出牵引力为T时拉索上端离塔柱上相应索孔锚板端面的距离ΔL。

ΔL= L0－L＋（ω2L X2L0）/（24T2）－TL/AE

ΔL—牵引力为T时拉索上端离塔柱上相应索孔锚板端面的距离（软牵引钢绞线长度）

L—斜拉索长度

L0—上下两段索孔锚板中心的几何距离（标记长度）

ω—斜拉索单位长度重量

L X—L的水平投影长度

T—牵引力

A—钢丝截面面积

E—弹性模量

施工前根据设计提供的索力及斜拉索相关资料对每对索张拉端螺母旋平锚头时牵引力进行计算，确定软牵引钢绞线束数量。同时对每根索各牵引阶段的牵引力进行计算确定软牵引钢绞线长度。

4 斜拉索施工工序

⑴短索施工

根据以往施工经验，短索可以直接通过塔吊从桥面上放索，不需要软牵引，直接将索头吊至索导管口，用塔顶卷扬机下放带有提吊头的钢丝绳与锚头连接，牵引锚头将大螺母拧上3丝以上，然后用汽车吊将张拉端锚头从索盘放出，通过卷扬机走滑车组拖锚固端锚头至索道管处，用汽车吊将锚头安装就位并锚固，再安装张拉杆按监控要求对称进行斜拉索张拉。

⑵长索施工

由于斜拉索长度和重量的增加，其安装过程中的悬链张力增大，需通过软牵引适当增加索长，以减少悬垂时的张力，现以长索安装为例对其详细说明。

①斜拉索整体上桥面

塔吊将斜拉索及索盘吊起，平板车移至放索盘底，塔吊大钩下落，斜拉索索盘就位于放索架上。在吊装、运输施工过程中，应轻装、轻卸。

②索盘在索塔附近放索

用塔吊配合放索盘将斜拉索锚头脱离索盘并放置在锚头行走小车上，安装提吊头，用桥面卷扬机将锚头牵引至索导管。牵引过程中，在桥面上每隔3m放置一个小车，小车下设滚轮，小车上设挡板和木槽，使斜拉索与小车间不产生位移，同时在斜拉索与小车间利用麻袋隔离，以保护斜拉索斜PE层。斜拉索快放完时，用塔吊将索头从索盘上吊起，放出锚头，并将锚头放至行走小车上。为保证斜拉索外表面不受破坏，吊点处用麻布包扎，使用软吊带吊装。

③安装张拉端软牵引及吊点夹具

在张拉锚固区将螺帽及软牵引撑脚就位，塔内牵引卷扬机钢丝绳由塔柱内腔，通过撑脚、螺帽及索道管延伸至塔外桥面。

用P板、压套、钢绞线、锚具及夹片做斜拉索张拉端软牵引，在距锚头与塔顶对应索道管长度处安装吊点夹具，夹具处索体用大布包扎。

④斜拉索空中牵引至相应的索道管并锚固

塔外卷扬机钢丝绳连接吊点夹具，在空中牵引斜拉索至相应索道管附近，塔内牵引卷扬机钢丝绳连接斜拉索张拉端软牵引钢绞线，牵引钢绞线进入索道管，此时斜拉索在索架上配合放索，斜拉索空中牵引示意图见图4-1所示。软牵引撑脚内腔工具锚穿过索道管及螺母并锚固在撑脚上。

⑤将斜拉索固定端牵引入钢箱梁锚箱内并锚固

在固定端安装吊点夹具，用桥面卷扬机走滑车牵引斜拉索，当固定端拉近锚固点后，即可用吊车将固定端引入锚箱并锚固，继续牵引锚固端到位后，拧紧大螺帽。

⑥用软牵引将斜拉索牵引到位

当斜拉索锚固端在箱梁上锚固后，在索塔张拉端上用千斤顶端顶工具锚、夹片锁定钢绞线→千斤顶顶一个行程到位→用软牵引撑脚内腔工具锚锁定钢绞线→退顶，重复操作至张拉端牵引到位，拧紧螺帽，斜拉索软牵引示意图见图4-2所示。当锚头进套管时，