CN112342921A - 宽幅矮塔斜拉桥斜拉索的错位施工及调索工法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了宽幅矮塔斜拉桥斜拉索的错位施工及调索工法，通过将主梁的n号节段悬臂施工完毕后即移动挂篮至n+1号节段，然后进行n号节段斜拉索的挂索和张拉，这样增加了挂索和张拉的空间，工序及操作简单，施工效率和精度均提高；且斜拉索安装采用单根牵引法施工，斜拉索钢绞线采用单根穿索、单根等值法张拉、单根测试检查，安装精度提高，减少了高空作业时间，不需投入特殊设备；投入的设备、人员较少，劳动强度低，占用场地小；降低了工程成本；该工法在工程实例桥项目中的施工取得了良好的效果，为以后矮塔斜拉桥施工提供了新方法、新技术、新经验，具有类似同等条件下广泛的推广和应用价值，经济效益和社会效益是十分明显。

Description

宽幅矮塔斜拉桥斜拉索的错位施工及调索工法

技术领域

本发明涉及建筑施工技术领域，具体涉及宽幅矮塔斜拉桥斜拉索的错位施工及调索 工法。

背景技术

矮塔斜拉桥是介于连续梁桥和斜拉桥之间的一种新型桥梁，其建造经济、造型美观、 施工方便,综合了斜拉桥和连续梁桥的优点，在国内外应用广泛。矮塔斜拉桥虽然外形跟斜拉桥比较相似，但是主梁受力特点更接近于连续梁桥，具有以下特点：(1)索塔 的塔高较矮，且承受的轴向力较小，基本不存在失稳问题，桥塔可不设横向联系梁，便 于施工；(2)斜拉索的数量较少，有效的降低钢材的用量，斜拉索受疲劳程度较小， 主梁在塔根处、主跨跨中、边跨根部均设有无索区段；(3)由于主梁的抗弯刚度较大， 一般的梁式桥的施工方法就可满足要求，主梁施工方法较简便；因此，提出了一种宽幅 矮塔斜拉桥斜拉索的错位施工及调索工法。

发明内容

本发明的目的是提供宽幅矮塔斜拉桥斜拉索的错位施工及调索工法。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

宽幅矮塔斜拉桥斜拉索的错位施工及调索工法，包括以下步骤：

S1、准备工作：将检验合格的带待安装的部件装箱运至工地；

S2、搭设施工平台：用钢管脚手架或碗口支架在中间索塔四周搭设所需的外施工平 台；并将挂篮移动至下一节段后，开始进行主梁的当前节段的悬臂施工；

S3、锚具安装：梁端锚具安装前检查锚孔，使之保持清洁无污物；安装前梁端锚具的锚孔均应事先编上对应孔号，使注浆孔在下，排气孔在上；中、边跨锚具组装件的锚 板中心线必须严格保持在同一垂直平面内；锚板的中心线与锚垫板的中心线应力求保持 一致，两者偏差不得超过5mm；中、边跨锚板的相应锚孔也必须相互对齐，以确保各钢 绞线拉索的平行性；

S4、索鞍分丝管的安装：利用塔吊、或汽吊垂直运输护筒至中间索塔外平台上；在塔外用手拉葫芦拉起索鞍分丝管，护筒与索鞍垫板间距离不小于80CM，来保证挂索操 作空间；利用手拉葫芦调整护筒角度，使其角度大致与斜拉索体的角度一致；

S5、HDPE护套管的安装：HDPE护套管安装前，应先将HDPE护套管按给定的长度把两端锯好并刨平，然后将之运至主梁上；安装时，在HDPE护套管内穿上一根临时辅助 索，并将辅助索的一端穿入梁端锚具，同时在HDPE护套管端头附近一定位置上装上专 用管夹，然后用卷扬机将HDPE护套管一端吊至塔上索鞍分丝管管口附近；此时将辅助 索分别先后穿过转向鞍、塔另一端的HDPE护套管和梁端锚具；同样方法将HDPE护套管 起吊至塔上管口附近，最后在梁端锚具两端同时用千斤顶预紧后，中间索塔两端的HDPE 护套管即落在辅助索上；

S6、钢绞线拉索单根张拉：为使每根索中各钢绞线拉索索力均匀，采用等值张拉法进行张拉，即每根钢绞线拉索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底排的一根钢绞线拉索上，随后张拉时每根钢绞线拉索的拉 力按当时传感器的显示值进行控制；

S7、索力调整：计算好要调整索的索力、伸长量、主梁标高的变化值等数据；检查并调试张拉设备的完好状态；将张拉设备、工具依次安装到位，拉杆拧入冷铸锚头，安 装拉杆螺母，千斤顶与油泵油管接好；开动油泵，使千斤顶活塞无负荷空升少许，如调 索要求提高索力，则空升3～5cm即可，如调索要求降低索力，则空升值为拉索回缩值 加3～5cm；拧入拉杆螺母，安装应力传感器；按预先计算并确定的相应拉力，通过油 泵进油或回油逐级调整索力；

S8、拉索防护设施的安装：再分别进行依序进行塔端锚固筒安装→抗滑锚固装置→ 索箍安装→紧索→安装减震装置→锚头密封→压注环氧砂浆→管口防水罩安装→锚头防护罩安装；

S9、拉索的依序安装：主梁的n号节段悬臂施工完毕后，移动挂篮至n+1号节段， 然后进行n号节段斜拉索的挂索和张拉，直至完成整个主梁和中间索塔上的拉索安装；

S10、完成施工：清理现场，并移去其他的部件和设备，完成施工。

作为本发明的进一步改进，步骤5中，安装HDPE护套管的主要步骤为：将HDPE 护套管运输至塔柱下方并沿桥面纵向展开→在HDPE护套管两端安装抱箍，并预先穿入 钢绞线拉索→利用塔吊将HDPE护套管上端起吊至塔外预埋管口，先将钢绞线拉索穿入 塔内锚具并固定，再用葫芦将HDPE护套管临时固定在预埋管口→将HDPE护套管下端牵 引至梁端预埋管口，再将钢绞线拉索穿入梁端锚具并固定→张拉钢绞线拉索挺直抬起 HDPE护套管达到设计要求角度。

作为本发明的进一步改进，在步骤5中，钢绞线拉索安装采用循环牵引的方式，循环牵引系统由卷扬机、牵引托板、钢丝绳以及梁底和索导管口的转向滑轮组成；循环系 统将钢绞线拉索一次两个经HDPE护套管牵引至塔端索导管口，在桥面通过将钢绞线拉 索下端牵引穿出梁端锚具的锚板并安装夹片后，塔内用放线盘上的钢丝绳将钢绞线拉索 上端牵引穿出塔端锚具锚板，直到满足张拉需要的工作长度。

作为本发明的进一步改进，在步骤8中，锚固筒周围用沥子胶粘一圈后，将锚固筒往塔端分丝管上推，一直推到靠近钢垫板，再将锚固筒用螺栓与钢垫板锁死固定，用于 实现防止雨水的浸湿；然后依次进行索箍、护筒和减震装置安装。

宽幅矮塔斜拉桥斜拉索的调索工法，包括以下步骤：每根斜拉索各钢绞线拉索均逐 根挂索并随即用千斤顶进行张拉；张拉至5MPa时测初始伸长值；用压力表读数控制最后一级张拉力，使之跟传感器显示值相对应时，测终止伸长值；装上工作夹片，适度打 紧，卸压至3Mpa时测回缩值后锚固；在挂索结束后，即拆出传感器，并按传感器，即 传感器拆除时的读数再进行补张拉；在单根张拉完每一根钢绞线拉索后，应严格控制工 作夹片的跟进平整度；在单根张拉过程中，中、边跨应同时均衡进行加载，用于实现两 端伸长值的不均匀值应控制在设计允许范围之内。

作为本发明的进一步改进，需降低索力时，先进油拉至上次拉的吨位，看锚圈是否有所松动，若无松动，则增加少许拉力，反方向拧松锚圈至大于拉索回缩量位置，油泵 缓慢回油，使拉索索力降低，直至满足设计索力，拧紧锚圈，量测索力调整后各项数据 是否满足设计要求；若需增加索力，则缓慢进油拉至设计索力值，然后拧紧锚圈。

作为本发明的进一步改进，若在调整索力过程中，如调索伸长量超过千斤顶行程，则第一次拉到千斤顶行程时，拧紧锚圈，千斤顶归位，进行下一次的张拉，直至索力满 足设计要求。

作为本发明的进一步改进，锚固筒安装完成后安装单侧双向抗滑锚固装置，该锚固 装置是设置有固结在单根钢绞线拉索上的抗滑键及具有锁紧结构，抗滑键一端支撑在索 鞍端面，另一端与抗滑插片的一端紧密接触，同时抗滑插片的另一端与锁紧螺母紧密接触，螺母与锚固筒螺纹接触，从而形成两端约束抗滑键滑动的状态；

紧索时，在管口索夹旁相应的位置装上一套紧索器将索收紧，使之成型至设计断面； 将组装好的减震装置推入主梁预埋钢导管内，直至减震装置端面与钢导管管口持平，再 收紧螺栓，按内缩外涨原理，使其内外分别与索体和钢导管管壁紧紧相贴。

作为本发明的进一步改进，锚头防护罩是分两半圆拼装的形式；在梁端设有内外两 层防水罩，为圆台形结构，内罩大口径端与索道钢管出口周围焊接，小口径端套入HDPE护套管内，HDPE护套管内外管壁的水分都通过防水罩排出；在塔端设外防护罩，大口 径端箍在锚固块钢管上，箍抱长度不小于10cm，并在末端焊牢；小口径端箍在HDPE护 套管上；最高温时HDPE护套管不得与锚固块相抵。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明通过将主梁的n号节段悬臂施工完毕后即移动挂篮至n+1号节段，然后进行n号节段斜拉索的挂索和张拉，这样增加了挂索和张拉的空间，工序及操作简单，施工 效率和精度均提高；且斜拉索安装采用单根牵引法施工，安装精度提高，减少了高空作 业时间，不需投入特殊设备；投入的设备、人员较少，劳动强度低，占用场地小；降低 了工程成本；该工法在工程实例桥项目中的施工取得了良好的效果，为以后矮塔斜拉桥 施工提供了新方法、新技术、新经验，具有类似同等条件下广泛的推广和应用价值，经 济效益和社会效益是十分明显。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有 技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可 以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的正视结构示意图；

图2为本发明的单元结构正视图；

图3为本发明的斜拉索装配示意图；

图4为本发明的斜拉索细部构造图；

图5为本发明的分丝管转向索鞍示意图；

图6为图3的A-A面剖视图；

图7为图3的B-B面剖视图；

图8为HDPE护套管安装示意图；

图9为单根挂索示意图；

图10为穿索的结构示意图；

图11为连接引棒和工作钢绞线的连接结构示意图；

图12为梁下穿索示意图；

图13为本发明的流程框图；

图中标号说明：

1、梁端锚具；11、锚板；12、锚垫板；2、斜拉索体；21、钢绞线拉索；22、HDPE 护套管；23、索箍；24、减震装置；3、抗滑锚固装置；31、抗滑键；4、转向鞍；5、 中间索塔；6、主梁；7、管夹；8、传感器；9、锚固筒；10、防水罩；20、锚头防护罩； 30、夹片；40、螺母；50、密封筒；60、预埋管；70、护筒；80、牵引托板；90、钢丝 绳；100、转向滑轮；200、施工平台；300、放线盘；400、穿索板。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明 一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在 没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

结合附图1至图13本发明提供了宽幅矮塔斜拉桥斜拉索的错位施工及调索工法。

具体地，宽幅矮塔斜拉桥斜拉索，包括梁端锚具1、斜拉索体2、抗滑锚固装置3 和转向鞍4；所述抗滑锚固装置3定位安装在中间索塔5的两侧；所述转向鞍4定位设 在所述中间索塔5内；所述转向鞍4的两端与所述抗滑锚固装置3定位连接；所述斜拉 索体2的内端穿过所述抗滑锚固装置3和转向鞍4；所述斜拉索体2的外端通过梁端锚 具1与桥体两侧的主梁6定位连接。

进一步地，所述抗滑锚固装置3包括抗滑键31；所述抗滑键31套设在所述钢绞线拉索21上，用于实现对钢绞线拉索21的定位安装。

进一步地，所述斜拉索体2包括钢绞线拉索21和HDPE护套管22；所述钢绞线拉 索21与所述HDPE护套管22穿接；多股所述钢绞线拉索21分别穿过所述HDPE护套管 22并向两端延伸。

进一步地，还是设有索箍23和减震装置24；所述钢绞线拉索21上设有所述索箍 23和减震装置24，用于实现随所述索箍23和减震装置24的束扎和减震缓冲。

进一步地，还设有夹片30、螺母40、密封筒50、预埋管60和护筒70；所述夹片 30定位设在所述锚板11内，所述锚板11与所述传感器8的连接部限位连接，用于实 现所述传感器8的定位设置；所述锚板11的外侧与所述螺母40螺纹连接，用于实现所 述锚板11的定位设置；所述密封筒50设在所述钢绞线拉索21的两端，且所述密封筒50内填充有防腐油脂；所述预埋管60设在所述锚垫板12和防水罩10之间；所述护筒 70设在所述HDPE护套管22和抗滑锚固装置3之间。

宽幅矮塔斜拉桥斜拉索错位施工工法，包括以下步骤：

S1、准备工作：将检验合格的带待安装的部件装箱运至工地；

S2、搭设施工平台：用钢管脚手架或碗口支架在中间索塔5四周搭设所需的外施工平台200；并将挂篮移动至下一节段后，开始进行主梁6的当前节段的悬臂施工；

S3、锚具安装：梁端锚具1安装前检查锚孔，使之保持清洁无污物；安装前梁端锚具1的锚孔均应事先编上对应孔号，使注浆孔在下，排气孔在上；中、边跨锚具组装件 的锚板11中心线必须严格保持在同一垂直平面内；锚板11的中心线与锚垫板12的中 心线应力求保持一致，两者偏差不得超过5mm；中、边跨锚板11的相应锚孔也必须相 互对齐，以确保各钢绞线拉索21的平行性；

S4、索鞍分丝管的安装：利用塔吊、或汽吊垂直运输护筒70至中间索塔5外平台上；在塔外用手拉葫芦拉起索鞍分丝管41，护筒70与索鞍垫板32间距离不小于80CM， 来保证挂索操作空间；利用手拉葫芦调整护筒70角度，使其角度大致与斜拉索体2的 角度一致；

S5、HDPE护套管的安装：HDPE护套管22安装前，应先将HDPE护套管22按给定的 长度把两端锯好并刨平，然后将之运至主梁6上；安装时，在HDPE护套管22内穿上一 根临时辅助索，并将辅助索的一端穿入梁端锚具1，同时在HDPE护套管22端头附近一 定位置上装上专用管夹7，然后用卷扬机将HDPE护套管22一端吊至塔上索鞍分丝管41 管口附近；此时将辅助索分别先后穿过转向鞍4、塔另一端的HDPE护套管22和梁端锚 具1；同样方法将HDPE护套管22起吊至塔上管口附近，最后在梁端锚具1两端同时用 千斤顶预紧后，中间索塔5两端的HDPE护套管22即落在辅助索上；

S6、钢绞线拉索单根张拉：为使每根索中各钢绞线拉索21索力均匀，采用等值张拉法进行张拉，即每根钢绞线拉索21的拉力以控制压力表读数为准，传感器8读数进 行监测；挂索前，将监测传感器8安装在底排的一根钢绞线拉索21上，随后张拉时每 根钢绞线拉索21的拉力按当时传感器8的显示值进行控制；

S7、索力调整：计算好要调整索的索力、伸长量、主梁6标高的变化值等数据；检 查并调试张拉设备的完好状态；将张拉设备、工具依次安装到位，拉杆拧入冷铸锚头， 安装拉杆螺母40，千斤顶与油泵油管接好；开动油泵，使千斤顶活塞无负荷空升少许， 如调索要求提高索力，则空升3～5cm即可，如调索要求降低索力，则空升值为拉索回 缩值加3～5cm；拧入拉杆螺母40，安装应力传感器；按预先计算并确定的相应拉力， 通过油泵进油或回油逐级调整索力；

S8、拉索防护设施的安装：再分别进行依序进行塔端锚固筒9安装→抗滑锚固装置3→索箍23安装→紧索→安装减震装置24→锚头密封→压注环氧砂浆→管口防水罩10 安装→锚头防护罩20安装；

S9、拉索的依序安装：主梁6的n号节段悬臂施工完毕后，移动挂篮至n+1号节段，然后进行n号节段斜拉索的挂索和张拉，直至完成整个主梁6和中间索塔5上的拉索安 装；

S10、完成施工：清理现场，并移去其他的部件和设备，完成施工。

本发明通过将主梁的n号节段悬臂施工完毕后即移动挂篮至n+1号节段，然后进行n号节段斜拉索的挂索和张拉，这样增加了挂索和张拉的空间，工序及操作简单，施工 效率和精度均提高；且斜拉索安装采用单根牵引法施工，安装精度提高，减少了高空作 业时间，不需投入特殊设备；投入的设备、人员较少，劳动强度低，占用场地小；降低 了工程成本；该工法在工程实例桥项目中的施工取得了良好的效果，为以后矮塔斜拉桥 施工提供了新方法、新技术、新经验，具有类似同等条件下广泛的推广和应用价值，经 济效益和社会效益是十分明显。

进一步地，在步骤1中：钢绞线拉索21拉索的制作方法是首先算好拉索钢绞线拉索21下料长度和两端剥除PE护套的长度，在工厂先进行单股钢绞线拉索21下料、热 挤PE护套，然后上盘，每盘标签上注明索号、长度、根数、盘重，再卷盘运至工地， 该根索运至工地后可直接使用，无需在工地上进行上述工作，最后进行整束防护。

进一步地，在步骤2中，主梁6采用悬臂浇筑法施工，可直接在箱体内部进行斜拉索安装、调索等工作。要在箱梁的顶板上预留孔，以便成桥后进行灌注防腐油脂。

进一步地，在步骤3中：由于锚具是由多个零部件组成，出厂前已做调整，运到工地后不得随意拧动密封装置及定位螺栓。

进一步地，在步骤5中，安装HDPE护套管22的主要步骤为：将HDPE护套管22 运输至塔柱下方并沿桥面纵向展开→在HDPE护套管22两端安装抱箍，并预先穿入钢绞 线拉索21→利用塔吊将HDPE护套管22上端起吊至塔外预埋管60口，先将钢绞线拉索 21穿入塔内锚具并固定，再用葫芦将HDPE护套管22临时固定在预埋管60口→将HDPE 护套管22下端牵引至梁端预埋管60口，再将钢绞线拉索21穿入梁端锚具1并固定→ 张拉钢绞线拉索21挺直抬起HDPE护套管22达到设计要求角度。

需要说明的是，梁下穿索时，通过启动卷扬机，牵引索体经梁端管口处转向轮至HDPE管口，管口人员辅助索体贴近HDPE管内下部沿HDPE管牵引至塔外；塔外人员再 将索体与前端牵引钢丝绳连接，启动前端卷扬机牵引索体穿过分丝管，沿前端HDPE管 内至前端桥面管口处；塔处人员注意分丝管孔位与锚具孔位对应，防止索体在分丝管口 处刮伤PE层；前端桥面人员将索体与牵引钢丝绳连接，将索体沿预埋管在牵引绳的引 导下将钢绞线穿过前端锚具直至单根张拉所需的工作长度；后端桥面人员与牵引绳连 接，将索体沿预埋管在牵引绳的引导下将钢绞线穿过后端锚具至单根张拉所需的工作长 度；调整两端工作长度，使两端长度差在10㎝以内。

进一步地，在步骤5中，钢绞线拉索21安装采用循环牵引的方式，循环牵引系统 由卷扬机9、牵引托板80、钢丝绳90以及梁底和索导管口的转向滑轮100组成；循环 系统将钢绞线拉索21一次两个经HDPE护套管22牵引至塔端索导管口，在桥面通过将 钢绞线拉索21下端牵引穿出梁端锚具1的锚板11并安装夹片30后，塔内用放线盘300 上的钢丝绳90将钢绞线拉索21上端牵引穿出塔端锚具锚板11，直到满足张拉需要的 工作长度。

需要说明的是，循环系统的安装时将卷扬机固定在斜拉索轴线的后方桥面，与塔相 距10米左右；从前端卷扬机上放出钢丝绳，绕过塔外导向轮沿PE管放至桥面；后端卷 扬机钢丝绳绕过预埋管口导向轮，通过钢丝绳90带动穿索板400上的钢绞线拉索21 牵引到塔外；塔外人员利用中心丝穿入对应分丝管孔位，将后端牵引钢丝绳引出。

具体使用时时，塔外人员准备好安全带、刀片、棉纱头、清洗济；梁下人员在对应锚具孔位穿入中心丝，连接好牵引钢丝绳；桥面人员在索盘与预埋管口间做好铺垫，预 埋管口、防水罩口做好索体保护措施；利用中心丝将梁下牵引绳牵引至桥面。

进一步地，在步骤8中，锚固筒9周围用沥子胶粘一圈后，将锚固筒9往塔端分丝 管上推，一直推到靠近钢垫板，再将锚固筒9用螺栓与钢垫板锁死固定，用于实现防止 雨水的浸湿；然后依次进行索箍23、护筒70和减震装置24的安装。

宽幅矮塔斜拉桥斜拉索的调索工法，包括以下步骤：每根斜拉索各钢绞线拉索21均逐根挂索并随即用YDCS160-150型千斤顶进行张拉；张拉至5MPa时测初始伸长值； 用压力表读数控制最后一级张拉力，使之跟传感器8显示值相对应时，测终止伸长值； 装上工作夹片，适度打紧，卸压至3Mpa时测回缩值后锚固；在挂索结束后，即拆出传 感器8，并按传感器8，即CCT20磁通量传感器拆除时的读数再进行补张拉；在单根张 拉完每一根钢绞线拉索21后，应严格控制工作夹片的跟进平整度；在单根张拉过程中， 中、边跨应同时均衡进行加载，用于实现两端伸长值的不均匀值应控制在设计允许范围 之内。

进一步地，若需降低索力时，先进油拉至上次拉的吨位，看锚圈是否有所松动，若无松动，则增加少许拉力，反方向拧松锚圈至大于拉索回缩量位置，油泵缓慢回油，使 拉索索力降低，直至满足设计索力，拧紧锚圈，量测索力调整后各项数据是否满足设计 要求；若需增加索力，则缓慢进油拉至设计索力值，然后拧紧锚圈。

进一步地，若在调整索力过程中，如调索伸长量超过千斤顶行程，则第一次拉到千斤顶行程时，拧紧锚圈，千斤顶归位，进行下一次的张拉，直至索力满足设计要求。

进一步地，斜拉索施工过程中，结构实际参数难免与设计值存在着差异，加之施工荷载的不确定性，使得结构力与位移偏离设计值。这种偏离的积累，不仅影响成桥后的 正常使用，而且会危及施工中的结构安全，因此必须采取施工控制措施予以调整；且索 力调整与索力张拉在同一部位进行，张拉与调整共用一套设备。

锚固筒9安装完成后安装单侧双向抗滑锚固装置，其作用是为了克服拉索在营运过 程中产生的不平衡力，防止拉索在索鞍端产生微动磨损；该锚固装置是设置有固结在单根钢绞线拉索21上的抗滑键31及具有锁紧结构，抗滑键31一端支撑在索鞍端面，另 一端与抗滑插片的一端紧密接触，同时抗滑插片的另一端与锁紧螺母40紧密接触，螺 母40与锚固筒9螺纹接触，从而形成两端约束抗滑键31滑动的状态；

紧索时，在管口索夹旁相应的位置装上一套紧索器将索收紧，使之成型至设计断面； 将组装好的减震装置24推入主梁6预埋钢导管内，直至减震装置24端面与钢导管管口持平，再收紧螺栓，按内缩外涨原理，使其内外分别与索体和钢导管管壁紧紧相贴。

锚头防护罩20是分两半圆拼装的形式，它有两方面的作用：防水和固定HDPE护套管22；在梁端设有内外两层防水罩10，为圆台形结构，内罩大口径端与索道钢管出口 周围焊接，小口径端套入HDPE护套管22内，HDPE护套管22内外管壁的水分都通过防 水罩10排出，可以有效的防止由于渗水和圆管内水气形成的水分进入锚具内造成不良 影响。在塔端设外防护罩，大口径端箍在锚固块钢管上，箍抱长度不小于10cm，并在 末端焊牢；小口径端箍在HDPE护套管22上；最高温时HDPE护套管22不得与锚固块相 抵，以达到固定HDPE护套管22和防水的目的。

在具体实施时，其中，结合附图1，苏滁现代产业园滁州大道跨清流河大桥主桥为双幅(77+135+77m)三跨矮塔斜拉桥，采用塔梁固结，塔墩分离的结构体系。主梁6 横断面采用单箱三室斜腹板截面形式，主梁6截面高度在纵向按抛物线形变化，其中墩 顶梁高为5.14m，跨中梁高为2.78m，梁底曲线按照2次抛物线线形过渡。桥面宽度为 30m，两侧悬臂长度各为5.5m。主梁6在中跨跨中位置设置无索区长度为10m，根部设 置无索区长度为29m，边跨设置无索区长度为14.5m。主梁6采用挂篮悬臂浇筑施工的 方法。主塔采用布置在分隔带的钢筋混凝土独塔结构形式，塔在桥面以上高度32.5m。 主桥斜拉索采用φS15.2mm单丝涂覆环氧涂层钢绞线拉索21斜拉索体2系，标准强度 为1860MPa，斜拉索采用钢绞线拉索21拉索群锚体系。斜拉索规格为22-φS15.2，斜 拉索为单索面双排索，布置在主梁6的分隔带处。梁上索距4.0m，塔上索距1.0m，斜 拉索在塔上采用分丝管锚固结构，单幅桥共48根斜拉索。为了确保质量和施工进度, 科学管理,积极采用新技术,经过归纳总结形成本工法。

由于宽幅矮塔斜拉桥主梁6本身具有较大的刚度，因此，斜拉索的布置无需覆盖整个主梁6，在塔根部、中跨跨中和边跨端部需设置无索区段。调整斜拉索在主梁6上的 布置可以有效的调整主梁6刚度，从而使结构受力更加合理，在一定程度上可有效的减 小塔根附近主梁6负弯矩的峰值。此外，主梁6上设置无索区既是与斜拉桥进行区分的 重要特征，也可通过采取合理的取值来改善体系的刚度分配，以此达到结构整体受力的 优化。

以清流河大桥为背景，塔高、边跨无索区长度、索间距等均保持不变，首先改变塔根部无索区长度，塔根部无索区长度分别为10m、14m、18m、22m、26m运用MIDAS CIVIL 建立全桥模型求各组斜拉索的成桥索力，查看各组主梁6的内力、应力以及挠度，进行 比较得出规律；然后保持其他参数不变情况下，仅通过改变跨中无索区长度，分析在自 重、二期恒载和预应力作用下主梁6的刚度、内力、弯矩、应力的大小以及分布情况， 分别建立11m、19m、27m三组有限元分析模型，对应的斜拉索的根数分别是13根、12 根、11根，塔根无索区长度为14m不变，观察跨中无索区长度变化对主梁6受力的影 响。计算结果见表1。

表1无索区长度计算

通过对清流河大桥无索区长度的研究发现，无索区长度取值的大小，直接影响到主 梁6的受力情况。因此本桥亦即本工法选用的合理无索区长度选取为塔根处无索区长度为18m，跨中无索区长度为11m。

其中，斜拉索错位施工方法计算，主梁6采用挂篮悬臂施工方法的矮塔斜拉桥施工过程中，常规方案是主梁6的n号节段挂篮悬臂施工(主梁施工)完成后即进行n号节 段的斜拉索施工挂索和张拉，本项目中考虑到主塔在单箱三室箱梁的中间分隔带上，斜 拉索梁上锚固点在宽度较小的中室上，此室空间相对较小，张拉空间受挂篮影响较大， 故考虑斜拉索采用错位法施工，即主梁6的n号节段悬臂施工完毕后即移动挂篮至n+1 号节段，然后进行n号节段斜拉索的挂索和张拉，这样增加了挂索和张拉的空间。采用 MIDASCivil建立有限元程序对该斜拉索错位法施工进行验证。

(a)上翼缘最大压应力12.8Mpa(b)下翼缘最大压应力12.6Mpa

(c)上翼缘最大拉应力0.41Mpa(d)下翼缘最大拉应力0.16Mpa

结果表明：斜拉索采用错位法施工工艺后箱梁上缘最大压应力为12.8Mpa，下缘最大压应力12.6Mpa，规范限值为0.7f′_ck＝24.85MPa，满足施工阶段混凝土压应力计算 要求。箱梁上缘最大拉应力值为0.41MPa,下缘最大拉应力值为0.16MPa，满足小于 0.7f′_tk＝1.918MPa。经验证错位施工法适合本项目斜拉索的施工。

本申请采用错位法进行斜拉索施工，即第n+1号块混凝土浇筑及预应力钢绞线张拉 完毕进行第n号块斜拉索施工，既增加了斜拉索施工的空间(此时挂篮已经在n+1号块，n号块无挂篮操作空间增大)，又加快了施工进度(n号块斜拉索施工和n+1号段主梁 悬臂施工可以同步进行)；采用锚具内安装磁通量传感器以及SET-PF1-11型索力动测 仪等高科技测量仪器进行索力监控，可以确保斜拉索整索索力误差不大于理论值的± 2％；斜拉索采用多重防腐处理，锚固端灌注防腐油脂，延长了斜拉索使用寿命。

苏滁现代产业园滁州大道跨清流河大桥宽幅矮塔斜拉桥采用本工法施工，效果很好，施工期间监理及设计对该桥进行多方面检测，都满足设计和规范要求，进度快、质 量好，不仅很好地保证了桥梁线型，而且缩短了工期，节约了工程成本，质量达到验评 标准。悬臂施工宽幅矮塔斜拉桥的应用在我省是首次使用，为我省同类桥梁施工打下基 础，其中施工工序简便快捷，施工质量易于控制，全国各地新建桥梁数量不断增加，所 以该工法的应用前景十分广阔。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、 “宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、 “水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径 向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了 便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方 位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重 要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征 可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少 两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、 “固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一 体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相 连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对 于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含 义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可 以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一 特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上 方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下 方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平 高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具 体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、 材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的 示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料 或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾 的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施 例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性 的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.宽幅矮塔斜拉桥斜拉索错位施工工法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、准备工作：将检验合格的带待安装的部件装箱运至工地；

S2、搭设施工平台：用钢管脚手架或碗口支架在中间索塔四周搭设所需的外施工平台；并将挂篮移动至下一节段后，开始进行主梁的当前节段的悬臂施工；

S3、锚具安装：梁端锚具安装前检查锚孔，使之保持清洁无污物；安装前梁端锚具的锚孔均应事先编上对应孔号，使注浆孔在下，排气孔在上；中、边跨锚具组装件的锚板中心线必须严格保持在同一垂直平面内；锚板的中心线与锚垫板的中心线应力求保持一致，两者偏差不得超过5mm；中、边跨锚板的相应锚孔也必须相互对齐，以确保各钢绞线拉索的平行性；

S4、索鞍分丝管的安装：利用塔吊、或汽吊垂直运输护筒至中间索塔外平台上；在塔外用手拉葫芦拉起索鞍分丝管，护筒与索鞍垫板间距离不小于80CM，来保证挂索操作空间；利用手拉葫芦调整护筒角度，使其角度大致与斜拉索体的角度一致；

S5、HDPE护套管的安装：HDPE护套管安装前，应先将HDPE护套管按给定的长度把两端锯好并刨平，然后将之运至主梁上；安装时，在HDPE护套管内穿上一根临时辅助索，并将辅助索的一端穿入梁端锚具，同时在HDPE护套管端头附近一定位置上装上专用管夹，然后用卷扬机将HDPE护套管一端吊至塔上索鞍分丝管管口附近；此时将辅助索分别先后穿过转向鞍、塔另一端的HDPE护套管和梁端锚具；同样方法将HDPE护套管起吊至塔上管口附近，最后在梁端锚具两端同时用千斤顶预紧后，中间索塔两端的HDPE护套管即落在辅助索上；

S6、钢绞线拉索单根张拉：为使每根索中各钢绞线拉索索力均匀，采用等值张拉法进行张拉，即每根钢绞线拉索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底排的一根钢绞线拉索上，随后张拉时每根钢绞线拉索的拉力按当时传感器的显示值进行控制；

S7、索力调整：计算好要调整索的索力、伸长量、主梁标高的变化值等数据；检查并调试张拉设备的完好状态；将张拉设备、工具依次安装到位，拉杆拧入冷铸锚头，安装拉杆螺母，千斤顶与油泵油管接好；开动油泵，使千斤顶活塞无负荷空升少许，如调索要求提高索力，则空升3～5cm即可，如调索要求降低索力，则空升值为拉索回缩值加3～5cm；拧入拉杆螺母，安装应力传感器；按预先计算并确定的相应拉力，通过油泵进油或回油逐级调整索力；

S8、拉索防护设施的安装：再分别进行依序进行塔端锚固筒安装→抗滑锚固装置→索箍安装→紧索→安装减震装置→锚头密封→压注环氧砂浆→管口防水罩安装→锚头防护罩安装；

S9、拉索的依序安装：主梁的n号节段悬臂施工完毕后，移动挂篮至n+1号节段，然后进行n号节段斜拉索的挂索和张拉，直至完成整个主梁和中间索塔上的拉索安装；

S10、完成施工：清理现场，并移去其他的部件和设备，完成施工。

2.根据权利要求1所述的宽幅矮塔斜拉桥斜拉索错位施工工法，其特征在于：步骤5中，安装HDPE护套管的主要步骤为：将HDPE护套管运输至塔柱下方并沿桥面纵向展开→在HDPE护套管两端安装抱箍，并预先穿入钢绞线拉索→利用塔吊将HDPE护套管上端起吊至塔外预埋管口，先将钢绞线拉索穿入塔内锚具并固定，再用葫芦将HDPE护套管临时固定在预埋管口→将HDPE护套管下端牵引至梁端预埋管口，再将钢绞线拉索穿入梁端锚具并固定→张拉钢绞线拉索挺直抬起HDPE护套管达到设计要求角度。

3.根据权利要求1所述的宽幅矮塔斜拉桥斜拉索错位施工工法，其特征在于：在步骤5中，钢绞线拉索安装采用循环牵引的方式，循环牵引系统由卷扬机、牵引托板、钢丝绳以及梁底和索导管口的转向滑轮组成；循环系统将钢绞线拉索一次两个经HDPE护套管牵引至塔端索导管口，在桥面通过将钢绞线拉索下端牵引穿出梁端锚具的锚板并安装夹片后，塔内用放线盘上的钢丝绳将钢绞线拉索上端牵引穿出塔端锚具锚板，直到满足张拉需要的工作长度。

4.根据权利要求1所述的宽幅矮塔斜拉桥斜拉索错位施工工法，其特征在于：在步骤8中，锚固筒周围用沥子胶粘一圈后，将锚固筒往塔端分丝管上推，一直推到靠近钢垫板，再将锚固筒用螺栓与钢垫板锁死固定，用于实现防止雨水的浸湿；然后依次进行索箍、护筒和减震装置安装。

5.宽幅矮塔斜拉桥斜拉索的调索工法，其特征在于，包括以下步骤：每根斜拉索各钢绞线拉索均逐根挂索并随即用千斤顶进行张拉；张拉至5MPa时测初始伸长值；用压力表读数控制最后一级张拉力，使之跟传感器显示值相对应时，测终止伸长值；装上工作夹片，适度打紧，卸压至3Mpa时测回缩值后锚固；在挂索结束后，即拆出传感器，并按传感器，即传感器拆除时的读数再进行补张拉；在单根张拉完每一根钢绞线拉索后，应严格控制工作夹片的跟进平整度；在单根张拉过程中，中、边跨应同时均衡进行加载，用于实现两端伸长值的不均匀值应控制在设计允许范围之内。

6.根据权利要求5所述的宽幅矮塔斜拉桥斜拉索的调索工法，其特征在于：需降低索力时，先进油拉至上次拉的吨位，看锚圈是否有所松动，若无松动，则增加少许拉力，反方向拧松锚圈至大于拉索回缩量位置，油泵缓慢回油，使拉索索力降低，直至满足设计索力，拧紧锚圈，量测索力调整后各项数据是否满足设计要求；若需增加索力，则缓慢进油拉至设计索力值，然后拧紧锚圈。

7.根据权利要求5所述的宽幅矮塔斜拉桥斜拉索的调索工法，其特征在于：若在调整索力过程中，如调索伸长量超过千斤顶行程，则第一次拉到千斤顶行程时，拧紧锚圈，千斤顶归位，进行下一次的张拉，直至索力满足设计要求。

8.根据权利要求5所述的宽幅矮塔斜拉桥斜拉索的调索工法，其特征在于：锚固筒安装完成后安装单侧双向抗滑锚固装置，该锚固装置是设置有固结在单根钢绞线拉索上的抗滑键及具有锁紧结构，抗滑键一端支撑在索鞍端面，另一端与抗滑插片的一端紧密接触，同时抗滑插片的另一端与锁紧螺母紧密接触，螺母与锚固筒螺纹接触，从而形成两端约束抗滑键滑动的状态；

紧索时，在管口索夹旁相应的位置装上一套紧索器将索收紧，使之成型至设计断面；将组装好的减震装置推入主梁预埋钢导管内，直至减震装置端面与钢导管管口持平，再收紧螺栓，按内缩外涨原理，使其内外分别与索体和钢导管管壁紧紧相贴。

9.根据权利要求5所述的宽幅矮塔斜拉桥斜拉索的调索工法，其特征在于：锚头防护罩是分两半圆拼装的形式；在梁端设有内外两层防水罩，为圆台形结构，内罩大口径端与索道钢管出口周围焊接，小口径端套入HDPE护套管内，HDPE护套管内外管壁的水分都通过防水罩排出；在塔端设外防护罩，大口径端箍在锚固块钢管上，箍抱长度不小于10cm，并在末端焊牢；小口径端箍在HDPE护套管上；最高温时HDPE护套管不得与锚固块相抵。

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