孫圣賢

摘要：斜拉橋作為現(xiàn)代橋梁工程的重要代表，因其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和美觀的外觀，在城市交通建設(shè)中扮演著重要角色。斜拉橋的施工是一個(gè)復(fù)雜而關(guān)鍵的過程，涉及到多個(gè)技術(shù)環(huán)節(jié)和操作要點(diǎn)。為確保斜拉橋的安全穩(wěn)固和長期可靠運(yùn)行，需對(duì)施工階段的關(guān)鍵技術(shù)嚴(yán)格管控。基于此，對(duì)高速鐵路矮塔斜拉橋斜拉索施工技術(shù)展開深入的研究，提出科學(xué)的施工技術(shù)運(yùn)用策略。

關(guān)鍵詞：矮塔斜拉橋；斜拉索；錨具；鋼絞線

0? ?引言

矮塔斜拉橋是現(xiàn)代交通基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，作為一種獨(dú)特的橋梁結(jié)構(gòu)形式，矮塔斜拉橋以其優(yōu)越的技術(shù)性能在橋梁工程中得到廣泛應(yīng)用[1-2]。為確保斜拉橋的安全穩(wěn)固和長期可靠運(yùn)行，需對(duì)施工階段的關(guān)鍵技術(shù)嚴(yán)格管控?；诖?，本文深入探討高速鐵路矮塔斜拉橋斜拉索施工技術(shù)，以為高速鐵路矮塔斜拉橋施工工程提供有價(jià)值的參考，為相關(guān)從業(yè)人員和專業(yè)技術(shù)人員提供借鑒。

1? ?工程概括

1.1? ?主橋概況

楠溪江大橋主橋位于浙江溫州市永嘉縣鯉溪鄉(xiāng)垟頭村內(nèi)，橋梁為跨越村落、楠溪江、省道S223（S41）而設(shè)，橋址位于國家風(fēng)景旅游區(qū)—楠溪江風(fēng)景名勝區(qū)。本橋起點(diǎn)樁號(hào)為DK273+755.590，終點(diǎn)樁號(hào)為DK273+619.340～DK274+002.890，全長為240m，為兩跨獨(dú)塔雙索面預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉T構(gòu)組合橋，跨徑布置為（120+120）m。下部結(jié)構(gòu)采用鉆孔灌注樁，挖方實(shí)心橋臺(tái)，長度5.5m。楠溪江大橋主橋總體布置見圖1。

1.2? ?矮塔斜拉索結(jié)構(gòu)

斜拉索由張拉錨固段、固定錨固段、過度段及斜拉索自由段、索鞍座組成，如圖2所示。斜拉索采用單絲涂覆環(huán)氧涂層鋼絞線，規(guī)格為73-7Φ5mm、61-7Φ5mm、55-7Φ5mm。主橋塔上采用可單根換索的索鞍抗滑結(jié)構(gòu)，穿過主塔索鞍，并通過對(duì)稱錨具固定于箱梁兩端。

斜拉索的張拉錨固段由多個(gè)組成部件組成，包括錨板、夾片、調(diào)整螺母、保護(hù)罩、防腐油脂、密封裝置。這些組件共同作用，確保斜拉索在橋梁上的安全穩(wěn)固。

2? ?斜拉索施工準(zhǔn)備工作

在正式掛索施工前，合理規(guī)劃施工各環(huán)節(jié)、明確各工序要求，并劃分人員崗位并明確職責(zé)，是確保工程順利推進(jìn)的重要基礎(chǔ)。在此基礎(chǔ)上，做好施工前準(zhǔn)備工作，包括以下方面：

檢查運(yùn)抵施工現(xiàn)場的斜拉索各部件是否完備，確保所有所需材料和部件齊全無缺，以保障施工過程不受物資短缺的影響。對(duì)施工設(shè)備進(jìn)行全面檢查，特別是張拉設(shè)備如千斤頂?shù)龋_認(rèn)設(shè)備是否齊全，并檢查是否經(jīng)過標(biāo)定或在標(biāo)定有效期范圍內(nèi)，以確保施工的精確度和安全性。

合理搭設(shè)梁下和塔上的施工人員操作平臺(tái)，確保其結(jié)構(gòu)穩(wěn)固可靠，以保障施工人員的安全工作環(huán)境。施工人員需要接受安全教育，了解并遵守安全規(guī)程，同時(shí)檢查施工現(xiàn)場的安保措施是否到位，以防范事故的發(fā)生。對(duì)HDPE管和鋼絞線的下料長度進(jìn)行計(jì)算并復(fù)核，同時(shí)進(jìn)行張拉索力和理論伸長值計(jì)算，并經(jīng)監(jiān)理確認(rèn)，以確保施工過程的準(zhǔn)確性和符合設(shè)計(jì)要求。

3? ?斜拉索施工的施工技術(shù)

斜拉索施工流程如圖3所示。

3.1? ?錨具組裝及安裝

錨具組裝時(shí)，需先將螺母旋在錨板上（注意螺母安裝位置），使其上的卸水槽朝向延長筒方向，以利于排水，防止水分積聚對(duì)錨具產(chǎn)生不利影響。控制螺母旋入長度，使螺母前端面縮進(jìn)錨板前端面約10mm左右。確保螺母與錨板之間有一定的空隙，有利于后續(xù)安裝和調(diào)整。

使用合適的吊具，將組裝好的錨具置于梁下預(yù)埋管內(nèi)。在安裝過程中，需要嚴(yán)格注意錨具孔位應(yīng)與主塔索鞍的孔位對(duì)應(yīng)，確保位置的準(zhǔn)確性和穩(wěn)固性。再將螺母與錨墊板臨時(shí)固定，確保錨具在安裝過程中不會(huì)松動(dòng)或偏移，保障錨具的安全性和穩(wěn)定性。

3.2? ?HDPE管焊接及吊裝

HDPE管作為斜拉索第一層防腐材料，將直接承受環(huán)境及紫外線的作用，為此需要采取措施確保HDPE管的焊接工藝及質(zhì)量[3]。HDPE管出廠標(biāo)準(zhǔn)長度一般為6m、8m或9m。根據(jù)斜拉索結(jié)構(gòu)，需將多根HDPE管焊接成一體，并與防水罩等附件連接成一體，使其達(dá)到設(shè)計(jì)和使用要求。

3.2.1? ?HDPE管焊接

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙和環(huán)境溫度，計(jì)算焊接后HDPE管的最終長度，并相應(yīng)調(diào)整焊接設(shè)備參數(shù)。為確保焊接過程的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性，需要在焊接機(jī)兩側(cè)安裝支撐架，并確保管子成一線且與焊接機(jī)平齊。在焊接準(zhǔn)備階段，將兩根HDPE管移入焊接機(jī)的卡箍內(nèi)，擰緊卡箍螺栓夾緊HDPE管，保持約90mm的管道間隙。確保焊接位置的對(duì)齊，必要時(shí)調(diào)整管道軸線，使其在同一水平線上。使用電銑刀對(duì)HDPE管道端部進(jìn)行處理，確保其平直度達(dá)到要求，以便焊接時(shí)能夠得到穩(wěn)固的連接。

在焊接過程中，使用加熱板對(duì)HDPE管道進(jìn)行熱熔焊接，嚴(yán)格按照焊接工藝要求，包括溫度和壓力等參數(shù)，確保焊接質(zhì)量。焊接完成后，需要在加壓狀態(tài)下使焊接部位充分冷卻。冷卻結(jié)束后，撤除卡箍并用塑料膜包裹焊縫接頭，以保護(hù)焊接部位，確保焊縫的完整性和密封性。

3.2.2? ?HDPE管吊裝

組裝抗滑錨筒，將其與延伸管連接成一體，形成HDPE管的吊裝裝置。同時(shí)，將HDPE外套管穿過抗滑錨筒并伸出一定長度，使用臨時(shí)抱箍夾緊管道，并在抱箍上穿入鋼絲繩，以確保HDPE管在吊裝過程中保持平衡和垂直。將首根鋼絞線穿入HDPE管內(nèi)并伸出管前端，用細(xì)鐵絲將鋼絞線頭部與抱箍扎緊。然后將鋼絲繩與起重機(jī)連接，做好起吊HDPE管的準(zhǔn)備。

使用起重機(jī)將HDPE管平穩(wěn)起吊，并朝主塔索鞍處移動(dòng)。在HDPE管到達(dá)主塔索鞍處時(shí)，使用鋼絲繩和手拉葫蘆將抱箍與索鞍處操作平臺(tái)連接，并用麻繩臨時(shí)連接HDPE管后端與主梁，以確保HDPE管在吊裝過程中保持穩(wěn)定和固定。通過張拉首根鋼絞線，穿過索鞍、另一側(cè)HDPE管及兩端錨具內(nèi)，安裝夾片并進(jìn)行張拉。在張拉過程中，控制張拉力，直到HDPE管的垂度消除后，停止張拉并進(jìn)行錨固，以確保HDPE管在張拉后保持穩(wěn)定和牢固。

3.3? ?鋼絞線掛索及張拉

鋼絞線掛索及張拉是斜拉索施工中至關(guān)重要的步驟。通過合理布置設(shè)備，精確控制張拉過程，確保鋼絞線的牢固錨固，可以保證斜拉索結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。

3.3.1? ?布置穿束機(jī)

穿束機(jī)配合引線，在斜拉索安裝過程中起到重要作用。穿束機(jī)用于控制鋼絞線的上下運(yùn)動(dòng)，引線則用于進(jìn)一步引導(dǎo)鋼絞線的路徑，確保鋼絞線順利穿過HDPE管。

3.3.2? ?穿索過程

延伸引導(dǎo)棒并連接定制頭，確保引導(dǎo)的穩(wěn)固。啟動(dòng)穿束機(jī)，在重力作用下，鋼絞線緊貼護(hù)套管內(nèi)壁，逐漸穿越至索鞍分絲管位置。通過精準(zhǔn)的引導(dǎo)，鋼絞線按照預(yù)設(shè)的孔位順序，由外向內(nèi)、自上而下地穿越分絲管。同時(shí)，將細(xì)鋼絲繩固定在主塔和箱梁上，以穩(wěn)定鋼絞線的位置，保證穿越過程的穩(wěn)定性。

3.3.3? ?鋼絞線張拉

使用2臺(tái)千斤頂對(duì)鋼絞線進(jìn)行兩端張拉，確保鋼絞線的張力均勻和穩(wěn)定。在張拉過程中，對(duì)鋼絞線的張力進(jìn)行精確控制，以確保斜拉索結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固和安全性。

3.3.4? ?鋼絞線錨固

將鋼絞線的末端固定在錨具上，使鋼絞線的錨固牢固可靠。同時(shí)，使用反力架對(duì)鋼絞線進(jìn)行張拉，使斜拉索結(jié)構(gòu)的張力達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

3.4? ?斜拉索索力補(bǔ)張

如果整束索力未達(dá)到目標(biāo)值，需要進(jìn)行的補(bǔ)充張拉操作。

3.4.1? 準(zhǔn)備工作

在進(jìn)行斜拉索索力補(bǔ)張前，仔細(xì)檢查整體頂壓式千斤頂?shù)膬?nèi)部配件是否完好，并確保與斜拉索的規(guī)格匹配。根據(jù)所使用的整體頂壓式千斤頂?shù)拈L度，將錨板外露多于鋼絞線按層切割，以便于千斤頂?shù)陌惭b。

使用葫蘆或其他適當(dāng)?shù)钠鸬踉O(shè)備，將整體頂壓式千斤頂?shù)跗?，并將鋼絞線穿入千斤頂內(nèi)。將千斤頂頭部的頂頭座與錨板端面緊貼，確保千斤頂正確對(duì)齊，避免偏斜。安裝工具錨板，并緊密打緊夾片，確保夾緊工具與鋼絞線束緊密貼合。

3.4.2? ?補(bǔ)張操作要點(diǎn)

啟動(dòng)千斤頂?shù)挠捅?，使千斤頂張拉油缸前行，逐步張拉鋼絞線束，直至達(dá)到設(shè)計(jì)索力。當(dāng)鋼絞線束張拉到設(shè)計(jì)索力后，停止張拉，并保持張拉持荷2～3min，讓斜拉索穩(wěn)定。轉(zhuǎn)換油泵閥門，使千斤頂?shù)捻攭河透浊靶许斁o夾片，使其與鋼絞線束緊密貼合。完成索力補(bǔ)張后，卸載千斤頂并退出油泵。

3.5? ?索力檢測及整體調(diào)索

3.5.1? ?索力檢測

完成所有拉索的張拉后，由監(jiān)控人員對(duì)每個(gè)拉索的索力進(jìn)行檢測。檢測結(jié)果與設(shè)計(jì)或監(jiān)控要求進(jìn)行比較，若實(shí)際索力與目標(biāo)值不符，則需要進(jìn)行索力調(diào)整。若需要增加索力，可利用整體千斤頂進(jìn)行操作，采用鋼絞線分級(jí)張拉相同的方式。根據(jù)需要調(diào)整的索力差值，確定整體千斤頂?shù)膹埨嚯x。

3.5.2? ?整體調(diào)索

為避免鋼絞線受夾片夾持部位進(jìn)入拉索受力段，索力降低調(diào)索，不能采用對(duì)鋼絞線卸載重新錨固的方式。通常采用穿心式千斤頂，將拉索卸載至規(guī)定索力后調(diào)節(jié)螺母位置的方式進(jìn)行調(diào)索。其施工技術(shù)步驟如下：

在錨板上安裝防松裝置，確保拉索在調(diào)整過程中的安全。依次安裝撐腳、穿心式千斤頂和工具錨，并將穿心式千斤頂空行程一段距離（根據(jù)需要調(diào)整的索力差值進(jìn)行計(jì)算確定），然后安裝張拉螺母。啟動(dòng)油泵，讓穿心式千斤頂油缸前行，逐步張拉拉索，直至達(dá)到目標(biāo)索力。待螺母與錨墊板脫離后停止張拉，并將螺母旋出一定距離，使其重新與錨墊板密貼。將千斤頂卸載至零，拆除穿心式千斤頂。

3.6? ?附件安裝及防腐

在完成所有拉索的索力調(diào)整后，進(jìn)行拉索附件的安裝工作，包括保護(hù)罩、密封防腐材料、減震裝置、索箍等附件設(shè)施，以確保斜拉橋的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和安全運(yùn)行。

根據(jù)不同工程的設(shè)計(jì)要求，有時(shí)可能要求在預(yù)埋管內(nèi)灌注油脂或進(jìn)行聚氨酯發(fā)泡處理，以達(dá)到更高的防腐效果。該措施可以有效防止外部環(huán)境對(duì)錨具和鋼絞線的侵蝕，延長其使用壽命，并提高整個(gè)斜拉橋的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和耐久性。

完成防腐施工后，進(jìn)行保護(hù)罩的安裝，將其固定在錨具上，以免錨具和鋼絞線受外部因素的影響。安裝完成后進(jìn)行封錨，確保防腐措施的有效性，并最終確保整個(gè)斜拉橋的安全運(yùn)行。

4? ?結(jié)束語

總體而言，斜拉橋作為一種現(xiàn)代化、高效的橋梁形式，其施工過程需要高度的技術(shù)要求和操作規(guī)范。只有通過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)氖┕ち鞒?，合理的工藝安排，以及科學(xué)的工程管理，才能建造出更加安全、穩(wěn)定和持久的斜拉橋，為交通運(yùn)輸和城市發(fā)展提供可靠的支持和保障。同時(shí)，也要持續(xù)關(guān)注新的技術(shù)進(jìn)展和施工經(jīng)驗(yàn)的積累，不斷提升斜拉橋施工水平，為建設(shè)更美好的城市交通網(wǎng)絡(luò)貢獻(xiàn)更大的力量。

參考文獻(xiàn)

[1] 黃波，沈潔，王盼盼等.預(yù)應(yīng)力混凝土矮塔斜拉橋靜載試驗(yàn)研究[J].建筑結(jié)構(gòu)，2023，53（S1）：1733-1736.

[2] 劉彬.BIM技術(shù)在高速鐵路斜拉橋施工中的應(yīng)用[J].建筑安全，2019， 34（1）：27-29.

[3] 田鵬.多跨矮塔混凝土斜拉橋斜拉索安裝工藝探討[J].黑龍江交通科技，2023，46（5）：100-103.