13-3-3、-斜拉橋施工-拉索

1斜拉橋施工—斜拉索斜拉索系一種柔性拉桿，是斜拉橋的重要組成部分。斜拉橋梁體重量和橋面荷載主要由拉索傳至塔、墩，再傳至地基基礎。當今國內(nèi)外各類斜拉橋所用的斜拉索主要采用經(jīng)多種防腐處理制作的高強平行鋼絲和平行鋼絞線兩種拉索。2平行鋼絲拉索結構平行鋼絲拉索的結構體系可分為三個主要部分。①錨固部分：又分為張拉端錨固與固定端錨固兩種形式，其中張拉端錨固由錨筒、錨圈、錨墊板、防護罩等組件組成；固定端錨固由錨餅、錨墊板、防護罩組成。②過渡部分：由鋼導管、錨筒過渡延伸鋼管、減振器、防水罩等組成；③中間部分：由高強鋼絲、玻璃絲帶、PE防護、纏包帶等組成。近年來拉索制作技術已發(fā)展到內(nèi)層與外層兩層PE防護套一次熱擠成型，無須再用外層纏包帶。單根圓鋼絲直徑常用5mm、7mm兩種，鋼絲抗拉標準強度Rb不少于1570MPa；錨具一般采用冷鑄鐓頭錨，以1~2mm的淬硬鋼球、環(huán)氧樹脂鐵砂、礦粉、固化劑、增韌劑等材料冷鑄而成。拉索制作好后，卷盤運至建橋工地，放索、牽引、安裝、張拉，通過索力調(diào)整完成拉索的張掛受力。拉索制作有工廠制作與施工現(xiàn)場制作兩種形式。目前一般采用工廠制作形式，因為工廠制作，拉索質(zhì)量容易得到控制。放索有水面放索、橋面放索、橋側放索三種施工方法。拉索的掛設方法有吊點法、硬牽引法、軟牽引法、承重導索法四種。拉索的張拉有一端張拉一端錨固與兩端張拉兩種。3平行鋼絲拉索結構平行鋼絲拉索成品索斷面圖

平行鋼絲拉索冷鑄鐓頭錨構造圖4鋼絞線拉索結構鋼絞線拉索的結構體系由兩端的錨固段，隱埋在塔、梁內(nèi)部的過渡段和外露部分的中間段三部分組成。錨固段分張拉端與固定端，由錨環(huán)、錨圈、錨墊板、防水裝置，保護裝置等組件組成；過渡段組成與平行鋼絲拉索相同；中間段由鋼絞線、內(nèi)防護、外防護組成。鋼絞線由7根直徑5mm或7mm的圓形鋼絲絞制成單股鋼束，各單股鋼束平行排列，形成鋼絞線索。單根鋼絲標準抗拉強度Rb>1860MPa。國外的鋼絞線，如美國、日本，目前已發(fā)展到Rb>2000MPa。5鋼絞線拉索結構6鋼絞線拉索結構7鋼絞線拉索結構8平行鋼絲拉索與鋼絞線拉索的比較

平行鋼絲拉索與平行鋼絞線拉索，在加工制作、運輸、安裝、受力性能、防護性能、維護更換等方面各有優(yōu)缺點，現(xiàn)比較如下。1．拉索的制作平行鋼絲拉索全部在工廠制作完成，目前國內(nèi)已有專業(yè)化的制索工廠，具有成熟的生產(chǎn)工藝，質(zhì)量控制易得到保證；其受力均勻、軸向剛度較大、材料利用率較高。鋼絞線拉索的各個零部件均在工廠制作完成，而大部分的組裝、防護工程須在建橋工地完成，受力均勻性較差，要求材料強度相對較高。國際上用群錨與夾片錨固拉索的新型鋼絞線拉索在橋梁上使用的年限較短，因而使用經(jīng)驗尚不夠成熟。2．拉索的運輸、安裝平行鋼絲拉索：運輸需要大直徑卷索盤，受公路凈空、凈寬的限制，需大型起吊設備進行裝、卸作業(yè)，安裝和張拉需要重型千斤頂，張拉端結構內(nèi)需較大空間，牽掛索時牽引力大，需特殊設計牽引裝置。鋼絞線拉索：運輸時其索盤直徑相對較小，裝卸作業(yè)起吊、運輸及安裝較容易，掛索時牽引力小，張拉空間相對要求較小，因此鋼絞線拉索的大型設備投入少。不易控制，而且工期要長。9平行鋼絲拉索與鋼絞線拉索的比較

3．拉索的防護性能平行鋼絲拉索索體部分與兩端錨固部分均在工廠整體進行加工，施工時間短，整體防護性好，其防護性能明顯優(yōu)于鋼絞線拉索。鋼絞線拉索的防護層數(shù)較多，且鋼絞線拉索的防護施工時間長，防護施工的環(huán)境條件較差，防護的整體性也較差。鋼絞線拉索的錨頭與錨下過渡段結合部位是防護薄弱環(huán)節(jié)。鋼套管內(nèi)壓注漿液在拉索的振動與變幅荷載作用下易碎裂、滲水，引起拉索銹蝕，也應引起重視并妥善解決。4．拉索的張掛鋼絞線索能化整為零，吊裝重量較鋼線索輕，但施工工藝復雜，許多工廠化作業(yè)需在現(xiàn)場完成，質(zhì)量不易控制，而且工期要長。5．拉索的受力性能平行鋼絲拉索的材料強度較低，Rb≥1570MPa，但受力均勻性較好；鋼絞線拉索的材料強度較高，Rb≥1860MPa，當為鍍鋅鋼絲時，Rb≥1760MPa，但受力均勻性稍差。在應力上限為0.45Rb，疲勞次數(shù)為2×106次的相同條件下，兩類拉索的疲勞應力幅均可達到200MPa。平行鋼絲拉索抗撓曲性能稍弱于鋼絞線拉索。在相同設計荷載條件下，平行鋼絲拉索的外徑較小，直徑比鋼絞線拉索小30％~40％，受力面積顯著減少。

10平行鋼絲拉索與鋼絞線拉索的比較6．拉索的更換兩種形式的拉索在拆卸過程中方法是一致的，只在安裝時有所不同。平行鋼絲拉索的更換為整索卸載、退錨、更換，是安裝過程的逆過程，施工安全可靠，與鋼絞線拉索相比，相對要簡便得多。鋼絞線拉索安裝過程為單根束牽引張拉，由若干根單股鋼絞線束組裝形成。在組裝成索后用水泥漿將若干根單股束澆灌形成整體，或在錨頭處用環(huán)氧砂漿將單股束粘結成整體。換索時，若按安裝時的逆過程施工，對于壓注了水泥漿的整索首先要將其分解為互相獨立的若干根單股束，在高空斜向空間索上施工，無疑是很困難的；當然，無粘結柔性鋼絞線拉索不存在這個困難。若采取整束卸載、退錨，則拉索錨具外露鋼絞線應有足夠的長度，保證拉索卸載時的回縮量。因千斤頂油缸的長度有限，要分多次進行才能完成。其次，拉索營運幾十年后，鋼絞線、夾片、錨環(huán)三者之間易產(chǎn)生金屬互融現(xiàn)象，要使幾十副夾片均能同步退出、頂進是有困難的。近年來，已對鋼絞線拉索的錨具作了改進，在夾片錨環(huán)處表面車螺牙，用鐓頭錨張拉桿與錨環(huán)擰合連接。與平行鋼絲拉索換索方法相同，但鋼套管孔徑要大，削弱了結構的受力性能。11平行鋼絲拉索與鋼絞線拉索的比較7．拉索的造價比較對于索長短于300m、索重輕于15000ks的拉索來說，兩種型號拉索的總體費用相差不大。對于超過上述長度與重量的拉索來說，受加工場地、運輸、吊裝的影響，平行鋼絲拉索的總體費用要超過鋼絞線拉索。綜上所述，兩種拉索各有優(yōu)缺點。20世紀七、八十年代，國際上普遍采用平行鋼絲拉索。從90年代開始，鋼絞線拉索的應用發(fā)展迅速，特別是歐美一些國家，受平行鋼絲拉索加工制作及進口平行鋼絲拉索的限制而大量應用鋼絞線拉索。平行鋼絞線拉索的防護措施與錨固體系在不斷更新，我國在20世紀90年代后期也得到了一定發(fā)展。12平行鋼絲斜拉索的安裝

放索及索的移動

1．放索為便于運輸及運輸過程中索的保護，斜拉索起運前通常采用類似電纜盤的鋼結構盤將拉索卷盤，然后運輸。對于短索，也有采取自身成盤，捆扎后運輸?shù)那闆r。根據(jù)拉索的不同卷盤方式，現(xiàn)場放索時，常用的有立式轉盤放索、水平轉盤放索兩種方式。(1)立式轉盤放索。鋼結構索盤放索時設置一個立式支架，在索盤軸孔內(nèi)穿上圓軸，徐徐轉動索盤將索放出。(2)水平轉盤放索。對于自身成盤的索，則設置一水平轉盤，將索盤放在轉盤上，邊轉動邊將索放出。在放索過程中，由于索盤自身的彈性和牽引產(chǎn)生的偏心力，會使轉盤轉動時產(chǎn)生加速度，導致散盤，危及施工人員的安全，所以，一般情況下要對轉盤設剎車裝置，或者以鋼絲繩作尾索，用卷揚機控制放索。13平行鋼絲斜拉索的安裝

放索及索的移動

2．索在橋面上的移動在放索和掛索過程中，要對斜拉索進行拖移，由于索自身彎曲，或者與橋面直接接觸，在移動中就可能損壞拉索的防護層或損傷索股。為避免這些情況的發(fā)生，一般采取下述方法對索在移動時進行保護。(1)如果索盤是水上由駁船運來，對于短索一般直接將索盤吊到橋面上，利用放索支架放索，對于長索一般直接在船上設置放索支架放索。

(2)滾筒法。在橋面設置一條滾筒帶，當索放出后，沿滾筒運動。制作滾筒時，要根據(jù)斜拉索的布置及剛柔程度，選擇適宜的滾軸半徑，以免滾軸彎折，摩阻增加。

(3)移動平車法。當斜拉索上橋后，每隔一段距離墊一個平車，由平車載索移動。梁體頂面凹凸不平時會導致平車運動不便，所以平車的輪子不宜太小。(4)導索法。在索塔上部安裝一根斜向工作懸索，當斜拉索上橋后，前端連接牽引索，每隔一段距離放置一個吊點，使拉索沿著導索運動，這種方法能省去大型牽索設備，可安裝成卷的斜拉索。(5)墊層法。對于一些索徑小、自重輕的斜拉索，可在梁面放索線上鋪設麻袋、草包、地毯等柔軟的墊層，就地拖移。14平行鋼絲斜拉索的安裝斜拉索的塔部安裝一般情況下，可根據(jù)斜拉索張拉方式確定拉索的安裝順序，拉索張拉端位于塔部時可先安裝梁部拉索錨固端，后安裝塔部拉索錨固端；反之，先安裝塔部，后安裝梁部。塔端拉索錨固端安裝的方法一般有吊點法、吊機安裝法、腳手架法、鋼管法等。塔部拉索張拉段安裝的方法一般有分步牽引法、桁架床法等。對于兩端皆為張拉端的斜拉索，可選擇其中適宜的方法。腳手架法、鋼管法和桁架床法都要在懸掛斜拉索的位置搭設支架，安裝復雜、速度慢，只適應低塔稀索?，F(xiàn)代斜拉橋多為大跨、高塔、密索體系，以吊點法、吊機安裝法及分步牽引法為主。安裝斜拉索前應計算出克服索自重所需的拖曳力，以便選擇卷揚機、吊機及滑輪組配置方式。塔部安裝張拉端時，先要計算出各施工階段的索力，然后選擇適當?shù)臓恳ぞ吆桶惭b方法進行拉索安裝。由理論分析可知，當矢跨比小于0．15時，可以用拋物線代替懸鏈線來計算曲線長度。15平行鋼絲斜拉索的張拉16斜拉索的臨時減震17鋼鉸線拉索現(xiàn)場施工

斜拉索索體結構（斜拉索錨具總圖掃描）18鋼鉸線拉索現(xiàn)場施工張拉端錨具張拉千斤頂19鋼鉸線拉索現(xiàn)場施工逐根鋼絞線掛索外套HPE護管安裝20鋼鉸線拉索現(xiàn)場施工前支點式掛籃固定端斜拉索索力轉換21鋼鉸線拉索現(xiàn)場施工斜拉索調(diào)索,梁段標高調(diào)整22鋼鉸線拉索現(xiàn)場施工斜拉索施工準備1、斜拉索產(chǎn)品生產(chǎn)2、斜拉索鋼絞線備料3、斜拉索施工平臺斜拉索施工工藝1、斜拉索施工工藝流程2、錨具安裝工藝3、PE管焊接安裝工藝4、轉換裝置安裝工藝5、單根掛索工藝6、單根張拉工藝7、夾片防松工藝措施8、減振工藝措施9、整體張拉工藝10、索力轉換工藝11、調(diào)索工藝1斜拉索施工工藝流程圖工廠備料、下料、運輸料盤運輸工作平臺設計、搭設起重設備安裝鋼絞線卸盤、排列上、下錨具檢查、安裝張拉設備安裝牽引設施安裝PE圓管安裝單根掛索單根張拉緊索、索箍、減振器\防松裝置安裝整體張拉索力轉換循環(huán)調(diào)索索體外防護錨具防護N次2.錨具安裝工藝圖3.HDPE圓管安裝圖示26HDPE護管吊裝示意圖4、索力轉換裝置裝配圖示5.1、單根掛索工藝流程

鋼絞線索盤放線架置于塔柱與下端錨固定點之間穿上端及下端錨具牽引索張拉端通過循環(huán)索牽引到塔外平臺與上端牽引索聯(lián)接下端鋼絞線與固定端牽引索聯(lián)接將鋼絞線牽引出下端錨具一定長度，安裝夾片錨固上端塔內(nèi)牽引索繼續(xù)牽引鋼絞線穿出張拉端錨具到滿足工作長度安裝臨時夾片、錨固、拆下牽引索，下放，牽引另一根預緊張拉5.2、單根掛索示意圖30斜拉索掛索示意圖6、單根張拉示意圖32鋼絞線拉索單根張拉示意圖7、夾片防松工藝措施圖示8、斜拉索減振工藝措施圖示

9、整體張拉示意圖36鋼絞線拉索整體張拉示意圖10、索力轉換工藝圖示11、斜拉索調(diào)索在梁段拼裝過程中或成橋后，如需調(diào)整橋面標高，則需進行整體調(diào)索11.1.調(diào)索工況：由監(jiān)控指令通知而定。11.2.調(diào)索次數(shù)：由監(jiān)控指令通知而定。11.3.調(diào)索順序：由監(jiān)控指令通知而定。11.4.調(diào)索控制索力：由監(jiān)控指令通知而定。11.5.調(diào)索方式：一般在上端利用整體張拉設備進行，如調(diào)整量太大，可考慮采用單根鋼絞線調(diào)索方式。11.6.調(diào)索工藝：整體調(diào)索工藝、過程、控制方法與整體張拉工藝一致。

1、索體防護索體材料采用帶PE環(huán)氧涂層鋼絞線，PE層與鋼絞線間涂專用油脂，如果在下料、掛索使用過程中發(fā)現(xiàn)PE有破損之處，立即用焊槍修補，謹防鋼絞線銹蝕。索體外用HDPE圓管防護，成橋調(diào)索結束，并將減振器固定后，固定已預先套在管外的防水罩，與兩端預埋管聯(lián)接，可有效防止水份進入PE管內(nèi)，并隔絕了紫外線照射，進而起到保護索體的作用。

斜拉索防護1、索體防護2、斜拉索錨具內(nèi)注漿3、斜拉索錨具外防護下端防水罩示意圖2、斜拉索錨具內(nèi)注漿錨頭內(nèi)鋼絞線由于掛索、張拉需要，兩端PE需剝除，剝除段鋼絞線必須進行有效防護，方法是在錨具內(nèi)灌注防腐油脂或水泥漿（待設計確定）。注油或注漿設備采用OVM活塞式注漿泵，待整體張拉后，用該泵把油脂壓進錨具內(nèi)。（如注油不會影響今后調(diào)索，如注漿則需在成橋調(diào)索后進行。）漿體材料由設計認可后，按