五河口特大桥钢铰线斜拉索的设计与施工
顾祥峰
(淮安市高速公路建设指挥部 邮编223001)
内容摘要：介绍了五河口大桥钢铰线斜拉索的设计与施工要点，提出钢铰线斜拉索施工的质量控制措施。
关键词：五河口特大桥 钢铰线斜拉索 设计 施工
Design and construction of the oblique guy cable of stranded wire of
special bridge of Wu He Kou mouths
Gu Xiang Feng
(Command post of construction of highway of Huaian Postcode 223001) Abstract : Have introduced the design of the oblique guy cable of stranded wire of special bridge of Wu He Kou mouths and main point of construction, put forward the quality control measure that the oblique guy cable of stranded wire constructs.
Key words: Wu He Kou special bridges Oblique guy cable of stranded wire Design Construction 1.工程概况
淮安五河口特大桥主桥为152m+370m+152m三跨预应力混凝土双塔双索面全漂浮体系斜拉桥,桥宽38.6米，是目前国内最宽的混凝土斜拉桥，主梁采用双边箱结构。主桥标准梁段采用前支点挂篮施工工艺，3～3，梁段和边跨21，梁段根据设计要求使用现浇支架施工。索塔呈“H”型，塔高为137.1m，设两道横梁，斜拉索集中布置在83.733～145.967米高程之间上塔柱范围内，每塔肢设31对斜拉索，全桥共计248根索。
2、斜拉索设计
2.1斜拉索采用OVM250系列环氧喷涂高强度低松弛钢铰线斜拉索体系。钢铰线标准强度为1860Mpa，弹性模量为1.95×105 Mpa；采用双层HDPE护层，外层HDPE套管为银灰色，设双螺纹线并制成带肋抗风振雨形式。斜拉索在主梁上的标准索距为6m，边跨B20～B30索距为2.5m；在塔上的标准索距为1.5m和2m。全桥采用5种类型的拉索，即：B3～B6,Z3～Z6索采用OVMV250-34型；B7～B11,Z7～Z11索采用OVMV250-37型；B1、B2、B12～B17，Z1、Z2、Z12～Z17索采用OVMV250-43型；B0、Z0、B18～B25、Z18～Z25索采用OVMV250-55型；B26～B30、Z26～Z30索采用OVMV250-61型。索的两端均为张拉端锚具。
2.2.拉索采用四层防护：第一层为钢铰线外环氧喷涂层；第二层为无粘结筋专用油脂；第三层为热挤单层PE层；第四层为整体索外包HDPE护套。HDPE护套采用双螺旋线抗雨震形式，其螺距P=600±25mm，凸出高度（0.005~0.015）d。
2.3 以主跨侧为例，主跨斜拉索技术参数见表1。斜拉索最长索Z30 218m，每束斜拉索钢铰线数量从34根到61根。 表1
索号 号 锚具型锚固HDPE套管长度 点间距离 （cm） L0(cm) 3995 4850 1
主梁内索导长度LZ(cm) 220.1 索塔内索导管长度Lt(cm) 635.1 钢铰线下料长度（cm） 5230 Z
OVM250 Z1 Z2 Z3 Z4 5 6 Z7 8 Z9 Z10 Z11 Z12 13 Z14 Z15 Z16 Z17 Z18 Z19 Z20 21 0-55 OVM250-43 OVM250-43 OVM250-34 OVM253636 4974 5740 6345 6887 7427 7948 8474 9005 9542 10085 10643 11190 11751 12282 12820 13363 13903 14455 15017 15577 5240 6042 6595 7087 7562 8053 8548 9053 9570 10097 10634 11180 11733 12293 12825 13363 13908 14458 15014 15578 16142 221.9 225.1 229.5 234.8 240.8 247.4 254.3 261.4 268.6 275.9 283.3 290.6 297.9 305.1 312.9 320.7 328.5 337.0 345.0 352.0 359.5 1382.3 843.6 625.0 507.8 434.4 379.1 344.9 317.6 296.4 279.5 265.8 254.7 245.2 237.1 229.3 222.5 216.7 218.2 213.4 209.1 205.2 5620 6422 6968 7461 7936 8427 8989 9435 9952 10480 11018 11565 12119 12680 13212 13752 14298 14857 15418 15994 16560 0-34 ZOVM250-34 ZOVM250-34 OVM250-37 ZOVM250-37 OVM250-37 OVM250-37 OVM250-37 OVM250-43 ZOVM250-43 OVM250-43 OVM250-43 OVM250-43 OVM250-43 OVM250-55 OVM250-55 OVM250-55 ZOVM250-55 2
Z22 Z23 24 Z25 Z26 Z27 Z28 Z29 Z30
OVM250-55 OVM2516141 16708 17278 17850 18424 19002 19581 20162 20745 16710 17281 17855 18432 19012 19594 20178 20764 21352 367.1 374.4 381.7 388.8 396.1 403.0 409.9 417.1 424.2 201.7 198.6 195.7 193.2 191.4 189.2 187.1 185.3 183.6 17132 17706 18283 18863 19450 20035 20624 21220 21820 0-55 ZOVM250-55 OVM250-55 OVM250-61 OVM250-61 OVM250-61 OVM250-61 OVM250-61 3、斜拉索施工程序
3. 1非挂篮施工段
主桥0～3号段以及边跨密索区是利用支架现浇混凝土。与拉索安装对应步骤如下： 混凝土达到85％设计强度—安装上下端锚具—安装HDPE套管—单根钢铰线挂索—根据监控指令进行整体张拉，挂索完成。在进行边跨密索区斜拉索安装时，还需考虑与中跨的同步性。
3.2 挂篮施工段
挂篮预压完成后，采用前支点挂篮对称悬臂浇筑主跨及边跨梁段。与拉索安装对应步骤如下：
挂篮前移、梁段模板立模到位—安装斜拉索转换装置—安装上下端锚具—安装HDPE套管—单根钢铰线挂索、第一次张拉—梁段钢筋、模板施工—浇筑1/2混凝土—第二次张拉—混凝土浇完—主梁预应力张拉—索力转换、第三次张拉，挂索完成。
4、挂索施工工艺
4.1备料、下料。采用工厂内下料，要求丈量准确，尽量减少下料误差，同时运输过程中要有必要的保护措施，卷成盘，单个索盘重量控制在3.5T以内，严防PE护套受损。 拉索下料长度公式:L=L0+A1+A2+L1+L2+L3
式中：L0——张拉端、固定端锚垫板之间距离；
L1——固定端钢铰线外露长度，考虑到顶压以及换索需要，一般取30cm左右； L2——张力端钢铰线工作长度，考虑到张拉系统所需要的工作长度，一般取150cm～200cm;
L3——钢铰线垂度影响长度,根据规范计算可得；
A1——固定端锚具外露长度，考虑体系转换后需要的锚固长度，根据锚具实际长度，一般取20cm左右；
A2——张拉端锚具外露长度，考虑整体张拉后需要的锚固长度，并综合调索所需长度，根据锚具实际长度，一般取20cm左右。
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B.由于挂索张拉要求，张拉端、固定端PE护套必须根据计算长度剥除;
4.2 挂索与一张。
4.2.1挂索工艺：挂索时使用卷扬机循环牵引系统，直接从盘上抽出挂索。循环牵引动力系统示意图如下。
平面图立面图图6 循环系统示意图挂索时先利用塔吊将外层HDPE套管起吊安装就位。
4.2.2.张拉端锚具安装
张拉端锚固点设在塔内锚垫板顶面，用塔吊将锚具组装件吊到相应锚固点处直接放入即可，并用手拉葫芦调整到位，防止支承筒螺牙碰伤。
4.2.3.固定端锚具安装
前支点挂篮前移到位后，即开始在挂篮上安装固定端锚具及下端预埋管；考虑到梁端预埋管长达4米-9米，而挂篮上转换装置处又无位置穿牵引索，因此需在安装预埋管时将管抬高放置，固定端锚具直接吊装至设定位置，用支架托住；预埋管下端锚垫板高过锚具100厘米，以利于穿索，预埋管也用托架支承稳固。 4..2.4 斜拉索单根张拉(一张)。斜拉索第一次张拉是通过单根张拉索力累积达到整束设计第一次张拉索力确定的：
A.第一、二根：为减少HDPE外套管对单根张拉力造成过大的非线性影响，第一、二根钢铰线用来承受HDPE外管的自重，所以张拉力由该管的垂度确定；
B.第三根：根据整束拉索索力平均之后由主梁及索塔的变形量进行修正，使安装完成之后单根索力累计值与设计接近，避免单根挂索之后索力大调整。索力大小按下式确定：
K(N?N12)(N?N12)EC?A???sinaT3?n?2?n?2?l
4
K?1?EC?A???sinal?n?2N?N12
式中： N—斜拉索控制力； N12—第一、二根钢铰线控制力；
n—斜拉索孔数；
?—斜拉索安装时梁端锚点处挠度相对变化理论值，由监控单位提供；
l—斜拉索索长； Ec\\A—钢铰线弹模\\截面面积；
α—拉索设计仰角。 C.第i根：
?iTi?Ti?1??i，
—第i根安装时传感器（安装在第三根钢铰线上）变化值；在张拉第i根钢铰线时，
第i-1根钢铰线张力会减小，当第i根钢铰线张拉至与第i-1根钢铰线张力（由安装在第三根钢铰线上的传感器读出）相等时，停止张拉。此时传感器的读数值相对张拉前的变化值即为
?i。
D.第一、二根补拉时按
Ti?Ti?1??i控制方法确定。
4.2.5 单根张拉的索力控制。单根张拉过程采用振弦式传感器控制索力，该传感器使用时安装在第三根钢铰线上，通过单孔锚具临时锚固，待该整束斜拉索安装完成之后拆除。其中传感体通过导线与显示仪相联，压力变化值从显示仪中读取。 4.2.6一张时斜拉索在低应力下的锚固技术措施。前支点挂篮施工不可避免钢铰线在低应力工作状态下工作，除0#～3#斜拉索外其它都要经过低应力工作阶段。虽然是过程量，但保证其夹持质量和夹持效果对施工过程中的主体工程安全尤为关键，因此必须加强拉索低应力锚固措施，具体措施如下：
A.控制进场拉索锚具产品质量。
B.单根张拉时严格控制夹片的安装质量，杜绝不规范的安装工艺出现。 C.与总包单位、设计、监理及监控单位讨论，尽量提高拉索初始控制应力，最好可达0.15бb以上。
D. 同一根拉索中不同钢绞线张拉力的误差应控制在5％以内，钢绞线张拉力的量测可附以弦振法。
E.单根张拉涉及临时锚固，全部在连续张拉装置内完成，工作夹片要求一次性咬合锚固，不允许出现多次工作夹片锚固的情况。
F.单根钢铰线顶压：利用ovm拉索配套的张拉顶压设备，用专用顶压器对钢铰线进行逐根顶压，按该钢铰线工况下锚固应力累加顶压应力控制，但总应力不超过钢铰线破断力的0.45，一次性顶压锚固，使夹片锚固后产生相当于0.45бb应力状态下的夹持效果，使之能
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五河口斜拉桥钢绞线斜拉索的设计与施工
