斜拉索专项施工方案与技术措施

斜拉索专项施工方案与技术措施沱江四桥主桥为独塔双索面斜拉桥，斜拉索呈空间扇形布置，斜拉索在梁上锚固于箱梁内边腹板与横隔梁相交的边缘位置。全桥共15对斜拉索，钢梁段索梁锚固点顺桥向标准间距为12m，混凝土梁段索梁锚固点顺桥向标准间距分别为6.1m和6.0m，塔上的索梁锚固点竖向间距为2.5m。斜拉索采用单端张拉，在塔上设置钢锚箱，作为斜拉索的张拉端；在梁上的斜拉索锚固位置处设置钢锚箱或混凝土锚块，并将拉索的锚固端设置于此。为了实现斜拉索的张拉及后期换索的方便，选用可实现单根张拉和单根更换的环氧涂层平行钢绞线（外包PE护套，外层PE护套的颜色根据景观设计确定。）作斜拉索，钢绞线强度fpk=1860MPa。斜拉索外包HDPE外套管。斜拉索的规格分为15-43、15-55、15-61三种。在斜拉索预埋管内设有内置减震器连接装置。一、工艺流程图临时设施搭进设场及准下备料场地铺平主要机具材料及人员进场施工平台搭设 下料及运输、HDPE管焊接预埋件及分丝管检查张拉端锚具及锚固装置安装定位梁端调整护管及单根张拉支座安装拉索自由段（HDPE管）组装及吊装到位单根挂索张拉、锚固锚固装置处钢绞线剥皮、清洗及夹片安装梁端紧索、减振器及索夹安装张拉端锚具防松装置安装整体张拉至设计索力边、中跨合拢及桥面铺装抗滑锚固装置段调整安装、固定塔端锚固装置、减振器及连接装置就位全桥防护拆场二、下料及运输1、下料场地由于钢绞线成盘进行运输且较重，因此放料场地要求清理平整、无堆积杂物且坚实。最好先铺15cm厚碎石垫层后再铺筑厚度约为30mm的素砼面层，下料时面层上再铺一层彩条布，以保护钢绞线HDPE护套不受损伤或弄脏钢绞线。根据最长索的下料长度，确定下料场地长宽。为避免钢绞线现场二次搬运过多而损坏和影响施工进度，要求下料场地尽量设在主桥附近。2、下料用机具设备及辅助材料序规格及名称单位数量备注号1.台式切割机台22.手提砂轮机台23.钢绞线放盘基架个24.钢绞线清洗槽个25.棉纱头Kg若干6.清洗剂若干7.100米钢卷尺把28.标记笔(漆)若干9.彩条布若干3、下料①下料长度按下列公式列表计算出无应力状态下的自由长度A、下料长度计算公式为：L=L0+2(L1+A1+A2+L3+L4)式中：L0——两侧梁端垫板底面之间的中心线或弧长(mm),该数据由设计院提供；A1——锚筒外露长度(mm)；A2——锚固螺母厚度(mm)；L1——张拉端工作长度(mm)，一般取1800mm；L3——有圆管限制的垂直影响长度(mm)；可不考虑。L4——塔梁施工误差的影响长度(mm)，一般取5－10mm。B、钢绞线HDPE剥除长度：张拉端L张=L1+AO-L5塔端L塔=满足环氧砂浆体锚固长度需要=L6-L7-L8式中：Ao——锚具总长度；L5——为HDPE护套进入锚具内的长度(mm)，约100-200；L6——锚固装置长度；L7——锚固装置内的减振装置长度；L8——HDPE护套进入锚固装置内长度，取50mm。由于环氧涂层钢绞线的热挤PE护套与钢绞线之间敷有无粘结预应力筋专用防护油脂，两者之间是无应力存在的。在钢绞线张拉过程中PE层不会随钢绞线的伸长而伸长，因此钢绞线张拉端HDPE剥除长度未考虑伸长值的影响。②下料下料时注意：a．发现PE护套有破损之处，应弃用此段钢绞线。为杜绝人为损坏PE护套，下料人员应严禁穿硬底鞋，同时下料场应进行封闭，以免非下料人员进入现场损坏PE护套层；b．为了保证钢绞线下料长度准确，除保证钢绞线行走路线直线外，还应遵守分组进行长度丈量、标识和复核的下料原则；c、断料应用高速切割机，严禁用气割等易产生高温的设备进行断料；d、钢绞线PE层为易燃材料，下料场地应完善防火措施。③剥皮及清洗将钢绞线两端的PE剥掉一部分作为工作和锚固长度。剥除PE时应注意刀具不能损伤环氧涂层和钢绞线表面，清洗时应将钢绞线端头打散后并用清洗剂清洗干净。同时清洗后的钢绞线表面要进行防污保护。塔端锚固装置段的钢绞线PE剥除应在每次穿索并单根张拉结束后进行，此时由于钢绞线无法打散，清洗时应特别注意清洗干净。④成盘与运输由于二次搬运需要，钢绞线还需进行单根盘圈在索盘上，成盘应用大胶带进行绑扎。运输吊装时也应用软绳作吊具，以免损伤钢绞线PE护套。三、HDPE圆管焊接斜拉桥索体整体防护采用HDPE圆管，其颜色及规格尺寸按设计要求。HDPE圆管都是采用节段生产，实际索体都有几十米长，因此HDPE圆管都要由多段焊接成设计长度。HDPE圆管采用发热式对焊连接，焊接条件较苛刻，与环境温度、湿度、风级，工作平面水平度等因素有关，尤其温度、压力控制最为重要。1、焊接长度L焊=L0/2-L6-A5-L7-L8-L9/2+L10式中：L0——两侧梁端垫板底面之间的中心线或弧长(mm),该数据由设计院提供；L6——梁端预埋管长度及钢垫板厚度之和(mm)；A5——梁端防水罩锥体段长度（290mm）；L7——塔端连接装置长度(1200mm)；L8——塔梁锚固装置长度(775mm)；L9——分丝管长度(mm)；L10——钢绞线HDPE护套进入塔端连接装置长度(600mm)。焊接后的HDPE圆管的的长度应考虑计入挂索需要的工作空间，另外，由于环境温度会对HDPE圆管的长度有直接影响，所以，焊接时应根据温度变化进行必要的长度修正，使得环境温升时，有伸长的空间；温度下降时，有足够的收缩长度，而不致于脱离塔端连接装置。2、焊接工艺HDPE圆管的连接采用专用发热式工具对焊方式。其焊接工艺流程图如下：HDPE圆管焊接前，将管材旋转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工作长度的要求。在焊接过程中，无论如何焊接压力都必须保持至焊缝完全满足冷却时间且硬化后才能撤去。焊接准备HDPE管端面刨平预加热循环撤离发热工具、切换N次加压焊接加压冷却焊接结束HDPE圆管焊接工艺流程图四、施工平台1、塔外平台：塔柱应有拼装辅助施工设施（支架）。故塔外工作平台可铺设在辅助施工设施上。现场沿塔柱四周采用钢管脚手架搭设施工平台。2、梁底平台：根据现场条件采用钢管脚手架搭设施工平台，利用5#块梁顶板上预留半径为800mm的人洞作为锚头及千斤顶的进出口；同时在锚固处后端正上方的梁顶板上预留吊装孔（Φ50mm）。五、张拉端锚具安装梁下张拉端锚具安装前应清洁锚孔，并保持清洁无油渍或污物。由于锚具分别由多个零部件组成，运到工地后应进行检查。锚具安装就位时要求：①安装前，将锚具的锚板和密封筒的压盖拆下，用丙酮或其它无机溶剂清洁锚孔、密封筒和锚筒内壁，将锚板按注浆孔在下、排气孔在上定位好，并与锚板孔对正后焊牢，同时焊缝要求用锌粉漆重新防护；②中、边跨锚具组装件的锚板上明显成排的中排孔的中心线必须严格控制在同一垂直平面内；③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5mm；④中、边跨锚板及塔上分丝管锚孔也必须相互对齐，以免钢绞线打绞；特别提示：如梁端的钢垫板上未设有排水槽，在锚具安装前应用砂轮切割机在垫板的正下方切出一个深和宽至少分别为20mm的排水槽。六、调整护管安装在距梁下预埋管口约50cm的预埋管内壁位置上，均布焊上3个挡块，并将调整护管放进预埋管内的挡块上。七、抗滑锚固装置安装抗滑锚固装置安装在塔端索鞍出口处——在转向鞍端口上方设吊点或支撑架临时吊挂锚固装置和连接装置。八、单根张拉支座安装将张拉支座吊装到锚固端锚具端部，然后按支座下的定位板孔对准部位再用螺杆将张拉支座与锚板连接稳固。九、HDPE圆护管吊装HDPE圆护管吊装前，应先将按给定的长度焊好的圆护管运至安装位置的桥面上，然后将塔端连接装置、塔端锚固装置、梁端防水罩等部件组装并临时固定好，然后用19mm钢丝绳穿过，钢丝绳的一端固定在分丝管上方，下端固定在梁上预埋钢管顶上，并绷紧。安装时，在护管两端头附近（距端头约80cm）装上专用抱箍，专用抱箍垫上一块3—5mm橡胶板以增加摩擦。然后用塔吊或且卷扬机将护管一端吊至塔上管口附近并用葫芦挂好。按以上方法将两侧的HDPE管吊至塔端后，通过张拉锚具最上一排的两根钢绞线将其托住(其挂索张拉工艺与单根挂索张拉一致)。十、挂索顺序为了防止各钢绞线之间发生缠绞，必须按一定的顺序挂索，且在过程中，要注意检查核对。由于索鞍管内焊有分丝管，这就更方便挂索了，这种情况下，挂索顺序应逐竖排、先上孔后下孔进行。十一、单根挂索1、单根挂索工艺流程单根挂索工艺流程详见下图2、单根挂索工艺a、将单根圈成盘的钢绞线运至桥面穿索附近点，并将索盘架在专用放线架上。拆开钢绞线的缠包带，抽出钢绞线的一头（称前端，另一头称为后端），并用人工将其穿HDPE管（称后端，另一端称为前端）和连接装置；绞线准备两端锚具牵引索由下而上穿至预埋管前端钢绞线穿过后端HDPE管前端钢绞线穿过后端抗滑锚固装置前端钢绞线穿过分丝管前端钢绞线穿过前端抗滑锚固装置前端钢绞线穿过前端HDPE管前端钢绞线与前端牵引绳连接前端钢绞线穿过前端锚具后端钢绞线与后端牵引索连接后端钢绞线穿过后端锚具单根挂索完毕

循环N次b、人工将钢绞线按事先约定好的顺序先后穿过后端抗滑锚固装置、分丝管、前端抗滑锚固装置；继续将钢绞线穿出前端的HDPE管和连接装置到达前端预埋管口，待前端钢绞线与牵引索连接好后，在牵引索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；c、前端钢绞线到位，随即将后端钢绞线与牵引索连接，同样在在牵引索的引导下将钢绞线穿过后端锚具直至单根张拉所需的工作长度；d、前后两端调整好钢绞线后，单根挂索完毕。整个挂索过程全部是由人工借助麻绳来完成。e、在单根挂索时，应注意钢绞线的HDPE护套的保护和打绞现象发生。具体应由塔上和桥面预埋管口位置的人员负责检查把关。十二、单根张拉每根斜拉索的钢绞线均逐根挂索完后随即用YLSDl60-150型千斤顶进行张拉。1、索力均匀性控制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一根不受外界影响的钢绞线上，安装顺序为：支座垫板——传感器——单孔工作锚。随后张拉时每根绞线的拉力是按当时传感器的显示变化值进行控制的。2、单根钢绞线张拉力及张拉方式张拉力斜拉索的单根初始张拉力按设计给定张拉力的10%计算，最大张拉力按100%控制。工艺要点：a、安装上YLSDl60-150千斤顶；b、加载至单根钢绞线设计应力的10％时测钢绞线伸长初始值；继续加载至钢绞线设计应力的30%时再测钢绞线伸长值；c、用压力表读数控制最后一级张拉力，使之跟传感器显示变化值相同时，测终止伸长值，装上工作夹片，适度打紧，卸压至2～3MPa时测回缩值后锚固；d、在挂索结束后，即拆出传感器，并按传感器拆除时的读数再进行补张拉；③在单根张拉完每一根绞线后，应严格控制工作夹片的跟进平整度；④在单根张拉过程中，两侧应同时均衡进行加载，力求两端伸长值的不均匀值应控制在设计允许范围之内。十三、抗滑锚固装置处剥皮、清洗及分丝管口密封每根钢绞线张拉完成后，即可按给定长度将抗滑锚处的钢绞线PE剥除并清洗干净，然后在分丝管的端口处用XM-55密封腻子（30×2）绕钢绞线缠一圈并挤压堵住分丝管口，以防止以后往锚固装置内灌注环氧砂浆时浆体进入分丝管内。整索钢绞线单根张拉完成后，将索鞍两边的抗滑锚固装置固定在索鞍端面上。十四、紧索、减振器及索箍安装单根张拉结束后应立即进行梁端紧索、减振器及索箍安装等工作：①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，然后将预先裁好长度为1．0m左右钢绞线(即假索)填入索体相应位置周围空隙中，使之成型至设计断面（指钢绞线全部收拢后索的截面不呈规则的正六边形的情况）；②将组装好的减振器推入调整护管内，直至减振器端面与调整护管端口持平，再收紧螺栓，按内缩外涨原理，使其内外分别与索体和调整护管壁紧紧相贴；成型的索体相应位置装上钢质索箍并收紧螺栓，使索与索箍之间紧密。十五、安装梁端防松装置①安装防松装置前，应先用手提砂轮机切除锚头两端的多余绞线，并预留一定的长度。要求绞线端头平整、光滑。②装上防松装置，拧紧锁紧螺母，以便有效地防止夹片松动。十六、整体张拉1、张拉机具采用YDCS5500型千斤顶及其配套工具进行张拉。2、张拉系统安装整体张拉系统包括撑脚、千斤顶、工具锚和夹片。张拉系统部件重量大，安装时借助手拉葫芦将撑脚、千斤顶、工具锚及夹片依次安装。注意整体张拉系统安装时，应保证其整体对中。3、张拉力①初始张拉力的确定根据以上成桥索力或设计院及监控单位通知张拉至设计索力。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张拉力。②确定整体张拉的初始张拉力后，