斜拉桥斜拉索施工--以摩洛哥不理格里格河谷斜拉桥为例

周艳红

中铁大桥局集团第六工程有限公司湖北武汉430100

摘要：随着社会不断地进步，施工技术和施工机械的不断革新，斜拉索施工在国内外得到了更广泛的应用和发展。本文详细的阐述了摩洛哥斜拉桥斜拉索施工工艺。

关键词：斜拉桥；斜拉索；张拉

一、工程概况

摩洛哥布里格里格河谷斜拉桥主桥桥跨布置为183m+376m+183m，P1#主塔高197.45m，P2#主塔高185.05m，主塔结构均为4肢头尾相连组成的“钻石型”双向曲线结构，斜拉索采用填充型环氧涂层钢绞线斜拉索，塔上设置张拉端，梁下为锚固端，双塔双索面共对称布设有80对斜拉索，其规格为15-31、15-37、15-48、15-55、15-61、15-75共6种，斜拉索采用并联绞线系统（STP），斜拉索由锚固端锚具、防破坏管、PE保护套管、张拉端锚具、钢绞线、夹片及减振器等构成。其中钢绞线直径15.7mm，等级1860。

二、斜拉索施工工艺

本工程主梁采用斜拉索前支点挂篮悬臂现浇施工，斜拉索穿索采用机械穿索，钢绞线张拉采用等张拉力法进行张拉。

三、斜拉索施工

（一）施工前准备工作

施工前准备工作包括：施工平台、施工机具的准备；施工人员的工作分配；斜拉索锚具、索力转换装置、张拉反力架安装；PE外套管的焊接等。

（1）施工平台准备

斜拉索挂锁施工前，在主塔和边主梁处设置施工平台，以方便施工人员操作。主塔施工处在塔内、塔外均设置施工平台，边主梁处施工平台设置在边主梁及挂篮上。施工平台的搭设满足施工要求，并采取适当的安全措施，确保人员和设备安全可靠。

（2）施工机具准备

正式施工前，所有施工机具就位。张拉用千斤顶、油泵和传感器经过有资质的第三方进行配套标定。因本工程斜拉索规格较大，采用机械穿索方式进行挂索施工，双塔双索面同时施工，主要施工设备清单如下：

（3）施工人员分配

为有效安排斜拉索施工的各环节，统一协调指挥，斜拉索穿索前，需进行人员的工作分配。按本工程双塔双索面斜拉索同时施工的要求，每个索面需进行如下主要人员及岗位配置：

（4）挂篮前移定位

牵索挂篮前移到位后，提起前后吊杆，通过测量定位调整挂篮标高后锚固吊杆，同时对挂篮止推键进行钢板塞缝抄垫。

（5）索力转换装置、斜拉索锚具、张拉反力架安装

①挂篮前移到位后，斜拉索挂索前，对索力转换装置进行安装。

②本工程桥梁斜拉索锚具分为固定式和可调式两种，梁端为锚固端采用固定式锚具，塔端为张拉端采用可调式锚具，塔端锚具与PE固定管法兰连接。安装锚具前，清理并检查锚具孔内杂物，锚板外表面涂抹一层防腐油脂。安装锚具时，用水平尺对齐孔位确定锚具角度，确保上下锚具孔位严格对应一直。

③在塔端锚具上，安装张拉反力架，并用与钢绞线同直径的钢管穿过反力架插入锚具孔内，在钢管上安装夹片临时固定在锚具孔内，安装压板压住夹片。

（6）PE管焊接

PE管运抵现场的原材料长度较短，本桥PE管标准长度为12m，通过热熔机对焊形成每根斜拉索所需要的长度。

（二）PE管吊装

（1）准备工作

依次将防水罩、延伸管套到PE管上，安装起吊抱箍，并穿入首根钢绞线。

①将带法兰的延伸管套到塔柱端的PE外套管上，直至大约1.5m的外套管伸出延伸管。

②将卡箍固定到外套管上，螺栓眼向上，并用吊绳把延伸管和抱箍连接好。

③第一根钢绞线为基准钢绞线，根据设计提供的长度进行下料，穿入PE管内，用钢绞线夹钳夹紧钢绞线，通过吊绳将夹钳和抱箍连接。

④通过抱箍中心孔的卸扣将塔吊钢丝绳和卡箍连接好。

⑤在主塔外预埋管出口处设置吊挂点。

（2）PE管吊装与固定

①塔吊平稳起吊PE管，并向主塔方向移动，在其自由端由人工扶稳，防止其左右偏摆；

②当PE管前端到达主塔预埋管出口处时，用吊绳配合手拉葫芦将卡箍固定在吊挂点上，PE管后端用吊绳与主梁临时连接。PE管与主塔和主梁镀锌预埋钢管均应留1m左右的间隙，以便穿索施工。

③将塔端牵引钢丝绳穿过锚具放至塔外，通过连接器跟钢绞线连接，解除夹钳，将钢绞线牵引入塔，钢管被替换出来，钢绞线随即被夹片夹紧锚固。

④梁端通过牵引绳将钢绞线穿过锚具，安装夹片，顶紧。

⑤在第一根钢绞线上安装传感器，并按设计和监控提供的张拉力值和伸长量进行张拉同时记录数据。

（三）安装循环牵引系统

（1）合理布置循环牵引卷扬机和转向滑轮的位置，确保穿索过程顺利。

（2）将主要卷扬机钢丝绳绕过转向滑轮，通过配重穿入PE管下放至桥面，钢丝绳与穿梭板连接，穿梭板的另一端与辅助卷扬机钢丝绳连接，形成一个闭合回路，通过控制主要卷扬机使穿梭板上行，控制辅助卷扬机使穿索板下行。

（四）单根安装钢绞线

（1）穿索顺序

为了确保组成斜拉索的各钢绞线平行，以及方便顺利穿索，根据斜拉索特点，采用的合理穿索顺序为：从上至下、由外而内、逐排穿索。

（2）钢绞线准备

从索盘上抽出两根钢绞线，对钢绞线进行剥套、镦头的工作。剥套长度应根据锚具和张拉设备的尺寸决定；钢绞线镦头的目的是为机械穿索进行准备，加快施工进度。

（3）钢绞线穿索

①将准备好的钢绞线的中心丝与专业的连接器连接后，将连接器嵌入穿索板上的槽口内。

②启动主要卷扬机，使穿索板上行，直至其露出塔外PE管出口。

③塔内将卷扬机牵引钢丝绳（带专业连接头）通过锚具孔中的钢管伸至塔外预埋管外。

④塔外工作平台处的工人将牵引绳连接头通过连接器与钢绞线连接，解除穿梭板。

⑤启动塔内卷扬机，牵引钢绞线入塔，直至钢绞线穿过张拉反力架达到20cm时，停止牵引。

⑥锚具孔内钢管被钢绞线替换的同时钢绞线被夹片锚固，然后卸除钢绞线与连接器的连接。

⑦塔端固定后，梁端按计算长度切断钢绞线，剥套、镦头。

⑧挂篮上施工人员将钢绞线引棒向上传出直至露出预埋管口，将钢丝引棒与钢绞线通过连接器连接，将钢绞线穿过梁下锚具，安装夹片并顶紧。

⑨通过数控箱进行控制单孔千斤顶张拉钢绞线，传感器将首根钢绞线的张拉力数值在数控箱上显示，当数控箱显示传感器的值与当前钢绞线张拉力相同时停止张拉。

⑩在穿索过程中，由于单根钢绞线力值过低时容易发生脱落，本工程单根钢绞线张拉力值低于2t时，将对本束已经穿梭完成的钢绞线进行补张，补张后继续进行穿索。

按上述步骤逐根穿索张拉，直至所有钢绞线穿索完毕，同时记录张拉过程中钢绞线的索力

（五）第二次张拉

本工程斜拉索第二次张拉在混凝土浇筑一半时进行，采用的是连续单孔千斤顶张拉。

（1）按设计和监控提供的伸长量张拉基准钢绞线；

（2）基准线张拉到位后，采用等张拉力法对其他钢绞线进行张拉，使其他钢绞线的力值与基准钢绞线相同，并记录钢绞线张拉力值。

（六）第三次张拉和索力转换

（1）混凝土养生到强度后，对斜拉索进行第三次张拉，张拉工艺同第二次张拉。

（2）张拉完成后，索力转换装置中的千斤顶活塞前行5cm左右，旋紧千斤顶前端拉杆上的张拉螺母，千斤顶再次进油张拉，使弧形板上的锁定螺母脱离弧形板，并将其外旋出7cm左右。

（3）千斤顶回油，索力由弧形面板上的锁定螺母转加到混凝土梁上，完成索力转换工作。

（4）下放挂篮至轨道，通过顶推C型挂钩前移挂篮，挂篮前移到位后，进行下一节段施工。

（七）斜拉索索力检测及调索

全桥合龙后，测量员对全桥进行线型测量，同时由监控对斜拉索索力进行检测，若桥梁线型或实际索力与设计要求不符，则进行调索。索力调整有两种情况：索力增加调索和索力降低调索。本工程采用单孔千斤顶进行增加和降低索力调索。

（八）顶压夹片

索力调整完成后，对夹片进行顶压操作，确保锚固可靠性。

（九）附件安装

附件安装包含：索夹安装、减振器安装、安装延伸管、安装防水罩。

（十）防腐处理

锚具内灌注防腐材料，安装保护罩，灌注防腐油脂。

（十一）一般通病及预防措施

（1）施工准备

对施工前期的准备工作认识不足，会在施工过程中严重影响施工进度或存在安全隐患，甚至酿成安全质量事故。

斜拉索施工强调的是流程式、标准化的作业和管理方式。对每一项工序要制定标准的操作程序和规定，操作人员上岗前要进行培训，合格后上岗，操作应规范。

专用工具使用频繁，效率高，应提前设计和加工。

不同岗位之间的通讯联络应提前准备，确保施工中畅通，以便协调一致工作，防止误操作造成连锁反应。

进场材料种类较多，使用时间也不同。材料的进场应提前做好计划安排，免得到使用时措手不及。

（2）钢绞线的防护

斜拉索钢绞线使用的是外包聚乙烯皮的钢绞线，聚乙烯皮对钢绞线起保护作用，在桥面上穿钢绞线时，钢绞线一定要绕过转向轮才能向塔上提。严禁在桥面上拖拉钢绞线，在穿钢绞线过程中发现的聚乙烯皮缺陷应及时采取补救措施。

（3）PE外套管的保护

PE外套管的焊接应严格按操作程序进行。在挂设时PE外套管下方应加设小车，严禁PE管在桥面上进行拖拉。

（4）操作中的安全问题

各岗位操作人员应严肃认真：

①严防塔上钢绞线上夹片不规范、卷扬机操作失误造成钢绞线沿PE管内壁急速下滑伤及桥面操作人员现象发生。

②严防梁内上夹片不平、不紧、塔上张拉时钢绞线从梁端锚头飞出现象发生。

③严禁钢绞线穿引的初期及后期卷扬机高速运转伤及操作人员现象发生。

（十二）合理安排施工

各塔交叉施工，充分利用混凝土等强的时间，进行另一个塔的斜拉索安装施工，每个节段斜拉索施工和主梁钢筋安装同步进行，可不占用主梁节段工期。

四、结束语

通过对以上关键工序进行了严格的技术控制，确保了摩洛哥布里格里格河谷斜拉桥斜拉索的施工质量，得到了非洲及欧洲各国的认可和赞扬，为中国拓宽海外市场奠定了技术基础，为今后类似施工积累了经验。

参考文献：

[1]摩洛哥国家现行施工技术规范、规程及标准。

[2]国家现行的施工规范、规程及标准。

[3]《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）。

[4]《斜拉索设计、试验与安装条例》（美国后张协会斜拉桥委员会）。