克拉玛依友谊桥换索施工技术

蒲德纯

1 工程概况

友谊桥是进入克拉玛依市的门户，桥梁风格独特，造型简洁大方，美观精巧。友谊桥主桥为单塔双索面斜拉桥。主桥桥塔为倒Y形，共设4对斜拉索，拉索间距为8 m，主桥长81.5 m;主桥纵梁为空心截面，横梁为16 m无粘结预应力混凝土空心板梁。桥梁下部结构为重力式墩(过渡墩)，其余为四柱式墩，重力式台，扩大基础。桥面净空为净—(16+2×3.5)m人行道。设计荷载为汽—15级，挂—80，人群荷载3.5 kN/m2。斜拉索布置见图1。

换索原因：在索塔上的张拉端锚头多有生锈，其下部外包护套多数已经在根部拉断，并露出钢绞线，桥面上铸铁护套多数断裂。主桥斜拉索松弛严重，索力受力状态非常不均匀，影响桥梁的安全性和使用寿命。外索不换，外索是为了桥梁的美观而安装的假索。

2 换索施工准备工作

2.1 对结构现状进行调查

1)斜拉索上下锚头处锈蚀状况;2)纵梁及塔柱各部位裂缝与缺陷检查分析。

2.2 做好索力及位移测试

1)准确测定每一束斜拉索索力，了解斜拉桥工作状态，索力测试精度要求误差不大于1 kN。2)对该桥主要控制点和所布设的观测点进行恒载和温差变化作用下的高程测量，作为控制换索前后桥面高程的依据。3)在短时中断交通的条件下，测量出桥塔水平位移值。

2.3 设置支承体系

换索时要在换索位置设置安全的临时支撑，用千斤顶顶升主梁，对要解除的拉索卸载，再解除斜拉索。支承体系见图2。

支承架承重结构用两根φ80 cm钢管组成，壁厚10 mm，用型钢连成整体。支承架底部与河床顶面接触处垫2 cm厚钢板(河床面已硬化)。支承架上的千斤顶底部及顶部均垫2 cm厚钢板。

3 换索施工工艺及施工方法

3.1 换索施工工艺流程

主要机具材料及人员进场准备→施工平台及支承系统搭设→下料及运输→HDPE管焊接→预埋件检查→端锚具安装定位→单根张拉支座安装→拉索自由段(HDPE管)组装及吊装到位→单根拉索张拉、锚固→锚固筒内钢绞线段剥皮、清洗→紧索、减振器及索夹安装→全桥调索→锚固筒内灌注环氧砂浆→结束。

3.2 下料施工方法

1)下料场地选择：料场地选择在桥面上进行，在桥面上下料既可以方便挂索，又可减少钢绞线在搬运过程中PE层被刮伤。2)下料长度：实际量取斜拉索的外露长度(桥面至塔的外边)，加预埋管长度，加锚具长度，再加工作长度，校核无误后供下料人员执行。3)下料：在铺设好的场地上进行放样，把下料长度用油漆在固定位置上标示出来，牵引钢绞线沿着画好的下料长度线进行丈量，核准长度确保无误后切断。

3.3 HDPE管焊接施工

HDPE管焊接与钢绞线下料同步进行。

1)HDPE圆管的连接采用发热式工具对焊方式。2)HDPE管焊接前，将管材放置于夹紧装置内并将之夹紧，在压力作用下用平行机动旋刀削平两个管材的被焊端面，并保证这两个端面相互接触时满足规范要求。3)在焊接过程中，特别注意的是无论如何焊接压力都必须保持至焊缝完全冷却硬化后才能撤去。4)焊接好的HDPE管要放平，不能有重物压着，防止人为踩压。

3.4 卸索施工

支承系统上的千斤顶开始顶升，用索力仪测量旧索索力，当索力为零时，才能卸索施工。由于旧拉索锈蚀严重，为安全起见，张拉时，千斤顶缓慢加载，密切注意拉索锚头螺母松动情况，发现螺母松动立即停止加载。此时，旋转螺母，千斤顶缓慢回油，千斤顶回油时分级进行，记录每次放松时千斤顶油表读数和锚头放松的长度，直到拉索锚头外露10 cm(螺母厚度)，此时解除千斤顶，用卷扬机将拉索徐徐放至桥面，切除运出现场。凿除梁端锚头钢护筒残余物，取出下锚头。

3.5 锚具安装施工

锚具安装就位时要求：安装前锚具的锚孔均应事先编上对应孔号，锚板的中心线与承压板(锚垫板)的中心线应力求保持一致，两者偏差不得超过5 mm，锚板的相应锚孔也必须相互对齐，以确保各钢绞线的平行性。

3.6 HDPE套管安装施工

HDPE套管吊装前，先将按给定长度焊好的套管运至要换索的旁边，然后将梁端整圆式防水罩、梁端防护钢管、塔端连接装置、塔端锚固筒组装并固定好。安装时，在套管两端头附近装上专用抱箍。专用抱箍垫上一块3 mm～5 mm厚橡胶板以增加摩擦。用卷扬机的循环牵引绳将套管一端吊至塔上管口附近并用葫芦挂好。

3.7 挂索施工

1)挂索前，梁下锚具的锚孔内穿上φ5的牵引钢丝，随后用该牵引丝牵引出带穿束器的牵引钢丝绳至桥面预埋管口。2)把钢绞线从已经安装好的HDPE套管下端口穿进去，沿着HDPE套管内壁往上滑动，穿过分丝管，继续从另一侧的HDPE管穿过，从下端口穿出。3)桥面上作业人员将钢绞线一端与牵引钢丝绳连接，连接牢固后，将该端钢绞线向锚具内推送，直至该端钢绞线穿出锚板孔达到规定工作长度，拆出牵引钢丝绳，装上临时工作夹片，用专用打紧器打紧锚固。4)一端穿束结束后，同样在塔上锚具的锚孔内穿上φ5的牵引钢丝，随后用该牵引丝牵引出带穿束器的牵引钢丝绳至塔端预埋管口。然后由塔端工作人员用牵引钢丝绳把钢绞线带出锚板孔达到规定工作长度，拆出牵引钢丝绳，装上工作夹片，用专用打紧器打紧锚固，单根挂索完毕，以此类推穿好15根。

3.8 单根张拉施工

每根斜拉索各钢绞线均逐根挂索并随即用YDCS160-150型千斤顶进行张拉。

为使每根索中各钢绞线索力均匀，采用等张拉值法进行张拉，即每根钢绞线的拉力以控制压力表读数为准，传感器读数进行监测。挂索前，将监测传感器安装在第一根钢绞线上，安装顺序为：支座垫板→传感器→单孔工作锚。随后张拉时每根钢绞线的拉力是按当时传感器的显示值变化进行动态控制，差值满足规范或者设计要求为止。

3.9 安装防松装置施工

单根张拉完成后，安装防松装置。把防松压板安装好，扭紧锁紧螺栓，再用专用套筒扳手扭紧空心螺栓，使空心螺栓有效地压紧夹片，防止夹片松动。

3.10 整体张拉施工

整体张拉采用穿心式千斤顶及油泵进行张拉。

根据设计张拉至设计吨位。在整体张拉过程中，当锚具螺母松动脱离垫板时以此作为其伸长值的测量起始点，即此时油表读数对应的张拉力作为整体张拉的初始拉力。

确定整体张拉的初始拉力后，以此为起点分级加载张拉至设计要求的张拉值，并测量各级伸长值。千斤顶回油，锚固。

3.11 纵梁线型调整施工

1)按设计值整体张拉完毕后，测定纵梁实际线型，确定调索顺序;2)调索应从纵梁最大下挠度索开始，不能一次调整到位，应分级分次逐渐调整;3)调整本根索时，要观察相邻索的索力变化以及纵梁标高的变化;4)线型调整要反复进行，以达到理想的状态;5)线型调整索力不能偏离设计值太大，以免对纵梁产生不利影响。

4 施工控制要点

1)支承系统搭建：支承架要满足强度、刚度和稳定性要求;支架基础要有足够的承载力;支顶前必须试顶。2)工作支架与工作平台：工作支架与工作平台搭建要安全可靠，方便操作;工作支架与工作平台避免挂索，张拉时相碰触干扰。3)退锚及卸索时必须要有可靠的安全措施。4)旧索索力测定：千斤顶系统经准确标定;采用高精度压力表;连续两次以上测试索力。5)穿索：锚具(梁端、塔端)和分丝器(梁端、塔端)孔位要一致，防止钢绞线相互缠绕。6)张拉：换索单根张拉时应分级均匀缓慢张拉;整体调索时应对称同步进行。7)监控：主要对主梁和塔的监控，以监控指导施工。

5 结语

通过严密组织，科学安排，精心施工，在规定的时间内完成了换索施工任务，满足了安全、质量和工期的要求。同时通过整体调索改变了索力不均匀的状态，调整了纵梁的线型使之受力更合理，达到了换索应达到的目的。

［1］ 林元培.斜拉桥［M］.北京：人民交通出版社，1995.

［2］ 王文涛.斜拉桥换索工程［M］.北京：人民交通出版社，2006.

［3］ JT 041-2000，公路桥涵施工技术规范［S］.

［4］ JTG/T J23-2008，公路桥梁加固施工技术规范［S］.