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斜拉索組合式千斤頂張拉施工工藝

2017-02-16 08:13楊天偉黃玉凡
城市道橋與防洪 2017年1期
關(guān)鍵詞:螺帽索力墊板

楊天偉,陳 康,黃玉凡

(中交一公局廈門工程有限公司,福建廈門 3 61000)

斜拉索組合式千斤頂張拉施工工藝

楊天偉,陳 康,黃玉凡

(中交一公局廈門工程有限公司,福建廈門 3 61000)

斜拉橋斜拉索張拉是工程控制的關(guān)鍵,由于斜拉索張拉噸位大和索塔錨固區(qū)內(nèi)腔空間小等問(wèn)題導(dǎo)致對(duì)張拉設(shè)備有特殊要求,永川長(zhǎng)江大橋結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況采用了組合式千斤進(jìn)行斜拉索張拉施工,在半年時(shí)間內(nèi)高效率高質(zhì)量完成了152根斜拉索的張拉和調(diào)索工作。

斜拉索;組合式千斤頂;張拉施工

0 引 言

永川長(zhǎng)江大橋斜拉索采用雙索面扇形布置,全橋共有4×19對(duì)152根平行鋼絲斜拉索,拉索采用7 mm鍍鋅低松弛平行鋼絲,斜拉索塔端采用鋼錨梁錨固形式,梁端錨固采用套筒式錨固形式,鋼箱梁上索距為15.5 m,混凝土梁上索距為10 m和8 m,塔上豎向標(biāo)準(zhǔn)索距為2.5 m。最大索長(zhǎng)332.086 m,最大索重24.2 t,張拉最大索力4 000 kN。由于索塔內(nèi)空間較小,傳統(tǒng)的大千斤頂不便操作,項(xiàng)目部經(jīng)過(guò)認(rèn)真研究,采用組合式千斤頂施工工藝。

1 工藝特點(diǎn)

1.1 施工工藝特點(diǎn)

本工藝的特點(diǎn)是“積小成大”,組合4個(gè)150 t千斤頂同步頂升產(chǎn)生600 t頂推力。先在一個(gè)斜拉索錨固墊板上安裝一套千斤頂定位裝置,然后在定位裝置上面4個(gè)同類型千斤頂,在千斤頂頂面安裝一塊與斜拉索錨固墊板基本一樣形狀的張拉用的錨固墊板,這樣組合式千斤頂形成了一個(gè)整體,4個(gè)千斤頂和張拉用的錨固墊板充當(dāng)了常規(guī)斜拉索張拉中的撐腳及穿心式千斤頂?shù)慕巧?,減小了操作空間,并且滿足了受力要求。

1.2 使用功能、效益方面的特點(diǎn)

利用4個(gè)小噸位千斤頂同步頂推來(lái)滿足大噸位千斤頂?shù)捻斖屏?,從張拉力值上完全滿足張拉的受力要求,而且避免了使用大噸位千斤頂需要較大操作空間,也省卻上下移動(dòng)重量龐大大噸位千斤頂?shù)穆闊?/p>

1.3 工法與傳統(tǒng)施工方法的區(qū)別、先進(jìn)性和新穎性常規(guī)斜拉索張拉都是根據(jù)斜拉索張拉力值選擇合適噸位的穿心式千斤頂,傳統(tǒng)施工方法是利用大噸位的穿心頂安裝在斜拉索錨墊板上,然后利用張拉桿連接斜拉索錨杯后穿過(guò)千斤頂在千斤頂活塞頂安裝工具錨墊板,通過(guò)油泵車供油使千斤頂加壓頂推。與傳統(tǒng)的施工方法相比,先進(jìn)性主要體現(xiàn)在施工方便、操作簡(jiǎn)單,可以節(jié)省資源、節(jié)省工期[1]。

2 工藝原理

根據(jù)斜拉索錨固的構(gòu)造及斜拉索張拉力與工廠聯(lián)系制作相符的組合式千斤頂及油泵(組合式千斤頂為一臺(tái)油泵同步控制4臺(tái)小千斤頂?shù)臉?gòu)造)、設(shè)計(jì)制作組合式千斤頂定位裝置及張拉用墊板,使用組合式千斤頂對(duì)斜拉索進(jìn)行掛設(shè)及張拉施工等。

3 工藝流程及操作要點(diǎn)

3.1 工藝流程

塔端掛索后螺帽錨固→在錨墊板上安裝固定組合頂?shù)幕惭b變徑接頭、千斤頂、張拉桿→下放張拉桿一定長(zhǎng)度→安裝4個(gè)組合千斤頂和工具錨墊板→梁端壓錨→待主梁安裝完好后進(jìn)行索的硬牽引及第一次張拉→設(shè)計(jì)監(jiān)控索力與標(biāo)高→橋面吊機(jī)前移→塔端進(jìn)行第二次張拉→設(shè)計(jì)監(jiān)控索力與標(biāo)高→拆除進(jìn)行下一循環(huán)施工。

3.2 施工主要步驟及操作

(1)張拉設(shè)備的安裝

在上一循環(huán)完成后,拆缷千斤頂、張拉桿放于平臺(tái)上,提升至下一平臺(tái)位置,在提升過(guò)程中要緩慢平穩(wěn),防止其傾覆。再將變徑套與要張拉的斜拉索錨杯連接上,將張拉桿旋進(jìn)變徑套連接,然后依次安裝接長(zhǎng)桿。將固定千斤頂?shù)牡鬃卜旁阱^墊板上并固定在依次安裝4個(gè)150 t頂推式千斤頂,然后在張拉桿上依次安裝轉(zhuǎn)換螺帽、工具墊板和工具螺帽。在此過(guò)程注意錨杯、張拉桿、錨墊板三心同一。接好油泵的油管和電源,安裝好與千斤頂配套的油表,開(kāi)動(dòng)油泵使張拉桿受力。

(2)梁端壓錨

梁段壓錨是利用卷?yè)P(yáng)機(jī)以及主梁索套管前端的定向滑輪組和栓在索夾具上的動(dòng)滑輪組,由吊車配合壓錨卷?yè)P(yáng)機(jī)將索錨頭插入索道管然后拉壓出錨墊板外的一定長(zhǎng)度帶上螺帽即可。

斜拉索自然展開(kāi)后要進(jìn)行張拉桿的放長(zhǎng)工作,目的是為了間接增加斜拉索長(zhǎng)度減少壓錨拉力,壓錨前檢查鋼箱梁錨箱也索套管是否平順無(wú)錯(cuò)臺(tái)毛刺等。壓錨索夾為了確保安全最少安裝兩幅索夾前端為塔端提升索夾后端為壓錨索夾,索夾與PE間墊雙層土工布,索夾高強(qiáng)螺栓緊固要均勻牢固,索夾安裝的位置為索導(dǎo)管長(zhǎng)度+1 m。壓錨牽引力系統(tǒng)由兩個(gè)滑車組合、卷?yè)P(yáng)機(jī)、2個(gè)1導(dǎo)向滑車組成,牽引力系統(tǒng)安裝好后,用汽車吊大鉤在索夾處小鉤在前端將斜拉索脫離橋面同時(shí)調(diào)整一個(gè)錨杯入洞的角度。指揮人員協(xié)調(diào)卷?yè)P(yáng)機(jī)和吊車緩慢平穩(wěn)將錨杯壓入索導(dǎo)管內(nèi),先摘下吊車小鉤。再利用牽引力系統(tǒng)將錨杯壓出錨墊板過(guò)程中由于斜拉索有一定的彎曲要,所以要不停的利用吊車調(diào)整斜拉索的角度和收放滑車組來(lái)減少壓錨阻力。錨杯露出墊板后立即戴上螺帽完成梁端壓錨。

(3)張拉過(guò)程

a.技術(shù)準(zhǔn)備工作

每次張拉前,根據(jù)設(shè)計(jì)監(jiān)控給出的張拉力的大小,通過(guò)千斤頂和配套壓力表在標(biāo)定時(shí)給出的力與壓力表讀數(shù)之間的線性方程,求出對(duì)應(yīng)的油壓表讀數(shù),并根據(jù)力的大小將油壓表讀數(shù)分成n級(jí),每級(jí)為5 MPa同時(shí)標(biāo)出對(duì)應(yīng)級(jí)數(shù),算出斜拉索的對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)伸長(zhǎng)值。

b.斜拉索張拉

斜拉索在張拉過(guò)程中,每根斜拉索4臺(tái)千斤頂應(yīng)同步進(jìn)行,嚴(yán)格控制4臺(tái)千斤頂張拉力的差值,一般以油表讀數(shù)相差在1.0 MPa以內(nèi)為標(biāo)準(zhǔn)。張拉油表應(yīng)經(jīng)常進(jìn)行標(biāo)定以防油表失靈,同時(shí)在使用過(guò)程中嚴(yán)禁震動(dòng)或碰傷油表。在操作油泵時(shí),應(yīng)根據(jù)給出的油壓分級(jí)讀數(shù),上下游塔肢4臺(tái)油泵每次都控制相同的級(jí)數(shù),量測(cè)了斜拉索伸長(zhǎng)值后,再進(jìn)行下一次的張拉。油壓表油壓上升應(yīng)均勻緩慢,油泵操作人員在操作油泵的同時(shí),要注意油泵是否有異響或千斤頂有無(wú)異常情況以便及時(shí)控制。

c.斜拉索的伸長(zhǎng)值量測(cè)與錨固

斜拉索每拉完一級(jí)應(yīng)及時(shí)測(cè)量斜拉索的伸長(zhǎng)值,在測(cè)量伸長(zhǎng)值時(shí)應(yīng)注意測(cè)量起止位置的一致性,一般不量千斤頂油缸伸長(zhǎng)值,并且實(shí)際伸長(zhǎng)值與設(shè)計(jì)伸長(zhǎng)值進(jìn)行對(duì)比,如果差得多過(guò)要找出原因,因伸長(zhǎng)值在一定程度上反應(yīng)了力的大小和主梁標(biāo)高的變化情況。索力到位后,伸長(zhǎng)值的實(shí)際值與理論值差得不大,旋緊螺帽并錨固好。在張拉過(guò)程中,每拉起一點(diǎn),螺帽就向下旋進(jìn)一點(diǎn),盡量減少螺帽與錨墊板之間的絲扣數(shù),以防意外。松開(kāi)進(jìn)油閥缷荷時(shí),油壓不能降得過(guò)快,缷荷完畢等待監(jiān)控,如果監(jiān)控不符合要求則重新進(jìn)行調(diào)整。如符合要求,則千斤頂回油,缷下油表將之裝回箱中。第三次張拉結(jié)束,拆出張拉系統(tǒng),蓋上錨頭保護(hù)蓋,進(jìn)行下一循環(huán)的施工[2]。

d.千斤頂行程不足的處理

由于本橋采用組合式千斤頂,相當(dāng)于利用千斤頂作為撐腳,千斤頂高38 cm、行程20 cm相當(dāng)于58 cm的撐腳,而這個(gè)空間里面需要包括錨固螺母高度、與張拉桿變徑套以及冷鑄錨外露量,一旦出現(xiàn)冷鑄錨外露量過(guò)長(zhǎng)的話會(huì)出現(xiàn)千斤頂行程不足的情況,這樣的話必須在千斤頂上加墊特意加工的墊塊以增加其行程。

4 工程材料與設(shè)備

所需的材料見(jiàn)表1。

5 技術(shù)措施和質(zhì)量管理辦法

(1)斜拉索體系中的材料都由專業(yè)廠家提供。因此,對(duì)于主要材料必須具備材質(zhì)證明書,出廠合格證以及進(jìn)場(chǎng)前的性能檢測(cè)報(bào)告,斜拉索上還要注明產(chǎn)品批號(hào)、拉索編號(hào)及規(guī)格型號(hào)、長(zhǎng)度、重量、生產(chǎn)日期等。對(duì)于進(jìn)場(chǎng)的斜拉索材料應(yīng)按進(jìn)行抽樣試驗(yàn)。

(2)制作完成的斜拉索要重點(diǎn)保護(hù),斜拉索的保護(hù)包括在運(yùn)輸過(guò)程中、場(chǎng)內(nèi)堆放、起吊過(guò)程、施工掛設(shè)過(guò)程中都要避免斜拉索PE被摩、刮、劃、燒傷。對(duì)傳感器、動(dòng)測(cè)儀、水準(zhǔn)儀、千斤頂事先做好配套標(biāo)定工作,專業(yè)器具專人管理。

斜拉索張拉時(shí)的索力數(shù)據(jù)不得大于設(shè)計(jì)及規(guī)范的允許偏差,見(jiàn)表2。

表1 組合頂張拉主要材料設(shè)備數(shù)量表(單塔)

(3)斜拉索安裝前要確定其兩端錨墊板的中心位置、索導(dǎo)管的順直,清理掉錨墊板上的異物,提前用鋼鑿或手砂輪將錨索管內(nèi)和錨墊板處有可能掛破斜拉索或阻礙斜拉索安裝的異物全部清理干凈。

(4)斜拉索安裝過(guò)程中要注意保護(hù)錨杯絲不要被刮傷,張拉前確保斜拉索錨杯中心、張拉桿中心、錨墊板中心三點(diǎn)同一線。斜拉索安裝完成后,要檢查斜拉索是否有碰壁或觸碰到其他物體。

(5)張拉過(guò)程中要保證四個(gè)千斤頂同步均勻受力,并根據(jù)力的大小將油壓表讀數(shù)分成n級(jí),每級(jí)為5 MPa張拉時(shí)保證左、右幅塔柱的中、邊跨四個(gè)油壓表在同一級(jí)數(shù)內(nèi)。

(6)張拉用所有千斤頂、油泵等張拉機(jī)具應(yīng)由專人使用與管理并應(yīng)經(jīng)常維護(hù),定期檢驗(yàn)。有如下情況時(shí):千斤頂初次使用、千斤頂使用超過(guò)6個(gè)月或300次、千斤頂經(jīng)過(guò)檢修、千斤頂和油表重新配對(duì)、千斤頂使用過(guò)程中出現(xiàn)不正?,F(xiàn)象等均應(yīng)對(duì)千斤頂和油表的配置進(jìn)行重新標(biāo)定[3]。

(7)索力監(jiān)控、索力調(diào)整期間要嚴(yán)格安裝監(jiān)控指令要求工況進(jìn)行,確保索力的準(zhǔn)確性和及時(shí)性。

(8)測(cè)取索力時(shí)斜拉索錨杯完全處與收力狀態(tài)而千斤頂必須處于泄壓狀態(tài),張拉到位后要擰緊錨杯,蓋上錨杯防雨蓋。

6 安全注意事項(xiàng)

(1)加強(qiáng)對(duì)每一位操作者的安全教育。嚴(yán)格執(zhí)行安全生產(chǎn)規(guī)程,作好安全交底。確保全過(guò)程安全施工。

(2)各種懸掛設(shè)施較多,施工前必須檢查懸掛設(shè)備是否安全??罩凶鳂I(yè)時(shí),應(yīng)觀察天氣情況,不能無(wú)預(yù)見(jiàn)或冒險(xiǎn)作業(yè)。

(3)因斜拉索索的型號(hào)不一,變徑套直徑不一樣,在斜拉索種類變化時(shí),注意變徑套的變化。

7 結(jié)語(yǔ)

(1)經(jīng)濟(jì)效益

節(jié)省了千斤頂設(shè)備購(gòu)買費(fèi)用,見(jiàn)表3。節(jié)省了倒運(yùn)千斤頂?shù)臅r(shí)間和安全風(fēng)險(xiǎn),加快了施工進(jìn)度。

表3 設(shè)備購(gòu)買及施工費(fèi)用清單表

據(jù)分析,雙塔雙索面152根斜拉索可以節(jié)省242 200元費(fèi)用。

(2)社會(huì)效益

150 t千斤頂使用范圍廣,使用率較高,600 t千斤頂使用率較低,資源利用率較低。減少倒運(yùn)千斤頂?shù)淖鳂I(yè)時(shí)間,同時(shí)降低施工安全風(fēng)險(xiǎn)。

[1]趙文藝,薛長(zhǎng)遷,劉斌.三維體系斜拉索橋張拉施工技術(shù)應(yīng)用[J].城市道橋與防洪,2009(7):131-134,259.

[2]易柏華.施州大橋斜拉索施工技術(shù)[J].中國(guó)水運(yùn)(理論版),2007(4): 92-94.

[3]瞿曉華,黎兆亮.灌河特大橋斜拉索安裝施工工藝[J].預(yù)應(yīng)力技術(shù),2007(4):8-11.

U445.4

B

1009-7716(2017)01-0110-03

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.01.032

2016-10-20

楊天偉(1982-),男,黑龍江伊春人,工程師,從事路橋施工工作

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