南昌生米大桥系杆索制作及安装
李世清 李宏涛 曾凡福 （中铁一局桥梁工程处 陕西 渭南）
摘要: 针对南昌生米大桥的工程特点和平行钢丝拉索的结构及使用特点,本文阐述了生米大桥专用系杆索的制作,运输,安装,张拉等施工工艺，对类似体外预应力工程的设计和施工有一定的参考价值。
关键词:系杆索;平行钢丝拉索;施工工艺;创新 1、概述
生米大桥主桥上部结构采用二孔钢管砼系杆拱，全长606米，其中，两个主跨为2×228米连拱，两侧边拱跨径均为75米，结构属于刚性拱柔性系杆结构。
生米大桥系杆索是一种柔性拉杆。系杆钢丝规格为301-φ7成品索，并考虑可更换性，在主桥两端边拱肋端横梁锚固。通过张拉系杆，等于在边拱端加上了向主拱方向的水平力，用以平衡主边拱水平力的差值。每束系杆采用301根φ7㎜镀锌钢丝，共设12束,每侧拱肋处各设6束。每束长度606米，张拉力为8700KN。
平行钢丝系杆索是经涂脂处理后按正六边形平行并拢定形捆扎并轻度绞合成束后，加缠二层聚脂带内夹纤维丝的增强复合带和热挤高密度聚乙烯塑料护套，再于两端安装连接筒和锚具。平行钢丝系杆索构造图见下图。
23锚 杯1螺 母锚垫板预埋钢管连接筒密封胶圈I密封压环定位板II-I断面大样图1-防锈油；2-平行钢丝；3-热挤PE塑料护套平行钢丝拉索结构图2、平行钢丝系杆索主要特点
目前桥梁工程中常用的柔性拉索有平行钢丝拉索和钢绞线拉索两种。与钢绞线拉索相比，平行钢丝拉索有如下优点：平行钢丝拉索生产工艺成熟，部件可全部在工厂内制作完成，质量易得到控制；其受力均匀性好，轴向刚度大，材料利用率高；平行钢丝拉索索体部分与
两端锚固部分均在工厂整体进行加工，整体防护性好；相同荷载条件下，平行钢丝拉索的外径较小，平行钢丝直径比钢绞线拉索小30%～40%，截面积显著减小；平行钢丝拉索的更换为整索卸载，施工相对简便，安全可靠。
平行钢丝拉索也有其自身的缺点：运输卷索盘直径较大，受到道路净空的限制；由于重量大，需大型起吊设备进行装卸作业；安装和张拉需要重型千斤顶；张拉端结构内需较大空间；安装拉索时牵引力大，需特殊设计牵引装置；平行钢丝拉索必需采用整体张拉，工艺要求高，施工难度大。 3、系杆索的制作
3.1平行钢丝系杆索的制作工艺流程如下：
钢丝下料→灌注油脂、绞合、缠带→挤塑→精下料→穿丝、镦头→灌锚→超张拉→包装、打盘→标志、储存
3.2系杆索制作主要施工步骤 3.2.1钢丝下料
根据成品索长、并考虑各种制作修正后，确定钢丝粗下料长度。钢丝下料是在专门的下料工作台上通过牵引小车进行电动牵引下料，并使用专门的切割机切断。 3.2.2钢丝束的绞合
钢丝下料后，由机械引入按系杆索断面排列的梳理盘中，穿丝梳理，使高强钢丝相互之间处于平行的位置，用六角形卡箍紧束。使编束后的钢丝顺直、紧密。编束后的钢丝横断面呈正六边形排列，这种排列图式可以较好地保持各根钢丝的长度相同。系杆索在运输、装卸、安装过程中易松散，因此，钢丝成束后要在绞合机上进行大节距轻度绞合。一般采用同心左向绞合，最外层钢丝的绞合角为3±0.5°。钢丝束绞合的过程中在钢丝之间灌注专用防腐用油脂。绞合成裸体钢丝束后，用两层聚酯带经缠包机将其裹紧，缠包带重叠宽度不少于l／3，且重叠层数数不多于4层，并采用右旋。 3.2.3系杆索的防护
系杆索是由钢材组成，如不加防护，锈蚀将是十分惊人的。防护措施的好坏是影响系杆索使用寿命的一个重要因素。系杆索被锈蚀以后，直接影响了钢丝的疲劳抗力。一般来说，系杆索外表钢丝先锈蚀，中间后锈蚀，这时钢丝的受力出现重分配，可能引起更多钢丝的破坏，出现多米诺效应，导致整根系杆索破坏；剩余的系杆索因本身受力性能降低，加之应力重分配后受力增大，在此情况下，结构有可能逐渐崩溃。因此，系杆索防护有着十分重要的意义。
生米大桥高强钢丝系杆拉索为热挤单层HDPE、一次成型，内外层均为黑色高密度聚乙烯，其性能不低于GB/T18365-2001的规定。 3.2.4系杆索的锚具施工
锚具是系杆索结构中极其重要的部件，其质量和性能对整个结构的可靠性有着直接影响。锚具的作用是将系杆索的两端分别锚固在主拱两端拱肋端横梁上，且将系杆索永久性张力传递至结构。锚具的形式很多，其中平行钢丝索的锚具均为事先固结在系杆索上。锚具常用的有三种，热铸锚、镦头锚、冷铸镦头锚。
生米大桥采用冷铸镦头锚，锚具结构如下图所示。
213459876冷铸镦头锚构造图1-盖板；2-锚板；3-连接筒a；4-密封压环；5-密封胶圈；6-预埋钢管；7-钢丝；8-螺母；9-锚杯
3.2.4.1冷铸镦头锚的安装
精下料后的钢丝索，将端头的塑料护套层剥除，顺序套上钢套筒和锚杯后，再逐根清洗，穿过分丝板相对应的位置，同时用液压镦头机逐根镦头，钢丝镦头直径不小于钢丝直径的1.4倍，高度不小于钢丝直径，镦头不允许出现横向裂缝，纵向裂纹宽度小于0.1mm。 3.2.4.2冷铸锚的冷铸
先将锚具就位，预热锚杯至特定温度。待锚具温度达到规定要求后，安装震动器，灌入按特定配合比配制的冷铸填料。冷铸填料主要由环氧树脂、钢丸、矿粉、固化剂、增韧剂等组成。在浇注填料的过程中，开动震动器，使填料密实。浇注完毕后将锚具放入养护炉中、加热固化，以50℃/h升温180℃，恒温6h后随炉冷却至60℃以下，随炉固化一组三只试样用以检验灌锚质量。
在冷铸锚中，锚固板只承受钢索的小部分拉力，大部分的锚固力来自混合填料对钢丝的粘结和握裹，以及锚杯为锥形内腔的楔形效应。因此在养护过程中，要严格控制养护温度，使硬化后的混合料具有足够的强度（固化后冷铸体在常温下抗压强度大于147 MPa）和良好的热稳定性，以确保锚具的锚固功能。 3.2.5系杆索超张拉
南昌生米大桥系杆索制作及安装
