白沙大桥斜拉桥换索工程施工工艺

白沙大桥斜拉桥换索工程施工工艺

工程建设与管理

中国高新技术企业

白沙大桥斜拉桥换索工程施工工艺

文／吴静波

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邱雪莲

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【摘要】白沙大桥（斜拉桥）１９９５年３月建成通车，本桥斜拉索的实际设计使用年限至多为１３年，经检测发现拉索的ＰＥ护套开裂、老化现象日趋严重，已失去保护索内钢筋抵抗锈蚀的作用。本文介绍了在不中断交通的情况下换索的施工工艺，为类似工程的施工提供了可贵的经验。【关键词】斜拉桥换索施工检测

１概述

南宁市白沙大桥于１９９５年建成通车，使用至今已有１３年。该

桥为钢筋混凝土结构，主桥长３９５ｍ，其中主孔为２×１２２．５米门式索塔扇形双索面预应力钢筋砼独塔斜拉桥，全桥对称布置８８根斜拉索，与主桥相接的为南、北两个主引桥及Ａ、Ｂ线引桥和非机动车匝道，全桥总长２６０５ｍ。

２施工前准备工作

２．１为满足换索施工的工艺需要，需设中横梁工作平台及全塔下的箱斗式防护平台，塔上、下挂篮，工作电梯，以及为下锚箱卸、挂索及检测用的主箱梁下桁车，所有这些临时结构设施必须由设计确

测此索力，并进行两次松张相对照，差别不大时方可进行卸索。卸索以变形为主控制索力（松张力）变化，每次１ｃｍ￣５ｃｍ同步放松。放松

时密切注意两侧松张的索力，变形保持同步，以保证索塔两侧不产生偏载，受力平衡。

３．４利用千斤顶行程及引出杆螺母逐步放索，待拉索无应力时（一般应高于１ＭＰａ），再用塔柱上卷扬机滑车卡紧拉索，先卸下千斤顶反力架、引出杆，再利用卷扬机将索徐徐放下。有时应考虑原索压浆后刚度大，不易弯折，则宜在桥面上设卷扬动力牵引，引导放下，同时固定下索端，然后在下锚管出中处用气割逐丝割断旧索，分别卸下运出现场。

定，并按要求制作。３．５考虑下锚管虽然经清理，但仍难以将下锚杯松掉，必要时采

２．２对换索施工中应配套的机具，如卸索、挂索的连接器，张拉取倒链反拉或千斤顶反拉的办法，卸下锚杯。当锚杯卸下后，锚管内螺杆引出杆，千斤顶、油泵，反力架，垫板等，所有仪器、设备、配件、仍会存有混凝土残渣，用圆弧钎子人工清理干净。加工件均需具有原材料材质证书、检测试验报告、调质报告和材料金相分析报告；对加工件的结构安装和制作均需有计算书，配套仪器设备全部按期标定、校验。２．３上下锚箱、锚杯、锚管的清理工艺及检测

（１）打开原上锚杯钢护筒，清除黄油、清丝除锈，并逐个和加工好的连接器配套，试安装后编号待用；对锚箱垫板检查补强；锚杯外露长度做好记录，对已清理好的锚杯刷机油防锈，并用塑料布封闭三层待用，为换索做好准备。

（２）利用检测大桥的下桁车，在其端部加高，组成工作台及防护拦杆，对下锚箱外封钢板气割清除，空压机配以风镐凿除下锚箱

４新索安装

４．１拉索的展放

在拆除旧索的同时，应作好相应新索的起用前准备工作，将对应索运至桥面，以吊机将新索吊至自行加工的落地水平放索盘，慢慢展放新索，每间隔４ｍ￣５ｍ固定在落地平车上，应避免拉索触地拖磨破损。在桥面上安装连接器和张拉螺杆，在上索端距螺杆一定距离处卡好拉索卡子待用。

４．２拉索张拉前的准备工作（１）张拉设备的配套校正、标定和编号；

（２）根据提供的Ｐ－Ｓ曲线，按张拉程序表对已完成的连接器张

内混凝土。清理锚杯后，测量记录锚杯外露长度。拉杆进行超张拉试验；

（３）在上下锚箱清理工作完成后，即着手对上、下锚管的清理。（３）在锚垫板上焊反力架位置挡块，对上螺母加注螺丝松动剂，由于下锚管直径较小，且管中底部筑了混凝土，清理工作较难。清理除锈待用；时，先拆除橡胶减振器，将混凝土索座凿除，将多余锚管割除，气割（４）进一步完善和改造工作平台，将测试合格、配套编号后的张时注意对索的保护，确保不损伤拉索，利用长短不同电钻、风钻及钢钎将锚管内清理干净，然后在底锚管和索管之间进行防护，在接点处采取注塑防护，严防雨水侵入。换索前必须完成此项工作。

４）混凝土索座的清理。（３卸除旧索

３．１在拆除旧索时应按更换索的顺序拆除相应的阻尼器或其它索上构件。

３．２卸索所用的张拉杆、反力架及连接器均为４５号钢。为确保换索安全要求，其加工程序为：探伤—粗加工—调质—探伤—精加工—超张拉试验—使用。超张拉试验时，绘制Ｐ－Ｓ曲线及回归方程。测量及试验用的传感器应校验标定后使用。

３．３安装脚手架及张拉千斤顶，并检查千斤顶与油压表、传感器同步工作的可靠性。利用反力架、连接器张拉螺杆、接力螺母、拉伸机，按新计算索力为依据，双塔反对称、单塔双向对称同时进行拉索分级松张。当大螺母稍有松动时为实际索力（起动索力），准确量

拉机具吊至工作平台备用；

（５）一般由于油泵置于中横梁，随着挂索高度的增加，管路内的油压损失会增大，应在千斤顶设一油压表并配持压截止阀，解决高度和管长带来的损失，实际控制油压在千斤顶的显示，油泵、油压表读数仅为参考。

４．３拉索张拉（１）根据下锚管的长度确定吊点，用吊机吊起将下锚杯缓缓放入下锚管中，按设计要求将下螺母安装到指定的位置；（２）卷扬机起吊起已装好连接器张拉杆的斜拉索的上端吊点，吊至索塔柱上锚管下口处，上好引出杆；

（３）当卷扬机牵引到底后，在索塔两侧分别挂两只３０ＫＮ倒链将锚杯向锚管内推进，随着将张拉端张拉引出杆向外拖出；

（４）张拉时，按顺序先放锚杯大螺母，再放大垫板，其次是大螺母、反力架、千斤顶、大螺母。油泵开动少许供油，千斤顶张拉缸保持

（下转２２０页）

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２．４、初期排水流量计算

初期排水由以下部分构成：基坑内积水、围堰堰体渗水、堰基渗水和降雨汇水。初期排水计划用６天时间排干，查表１得初期排水流量Ｑ初＝３０００００／（６×２４）＋１０９＋４９＋８．６＝２２５０ｍ／ｈ。３、排水设备容量计算

３

台５５￣７５ｋＷ水泵抽水至接力水池后，自流至外江。

开挖过程中，集水井随开挖逐级降低，抽水平台亦逐级降低，并采用木桩或钢板桩及砂包对抽水平台进行加固，上、下游各配４台５５￣７５ｋＷ水泵。

结构施工过程中，在上下游各配置２台２００ｋＷ柴油发电机备用和６台５５￣７５ｋＷ水泵抽水，当外江水位低于▽２０．００ｍ时，水泵抽水至接力水池直接流至外江；当外江水位高于▽２０．０ｍ时，关闭接力水池闸阀，开启二级抽水泵（上、下游各１０台２２￣３５ｋＷ）抽水至外江。

水泵配置表

计算公式Ｑ泵＝

Ｑ实

式中：Ｑ泵—所需水泵排水总流量（ｍ３／ｈ）

Ｑ实—计算排水流量（ｍ３／ｈ）α—时间利用系数，取α＝０．８５η—水泵平均效率，取η＝０．７γ—水泵平均泄漏率，取γ＝０．９故：

３．１、初期排水

初期排水流量Ｑ＝２２５０ｍ３／ｈＱ泵＝

２２５０＝４２０２ｍ３／ｈ开挖施工过程中排水３．２、

Ｑ＝１７３２＋１９．１＝１７５１．１ｍ３／ｈ

１７５１．１＝３２７０ｍ３／ｈＱ泵＝

３．３、经常性排水

此时基坑开挖深度１７ｍ，查表２得Ｑ＝８７４＋３９３＋１９．１＝１２８６．１ｍ３／ｈ

１２８６．１＝２０４２ｍ３／ｈ汛期排水３．４、查表２，取最大值Ｑ＝２２６７＋６７．６＝２３５３．６ｍ３／ｈＱ泵＝

２３５３．６＝４３９５ｍ３／ｈ

基坑排水系统布置４、

在上、下游横向围堰各布置集水井、接力水池和穿堤箱涵一座，初期排水在上下游集水井外侧▽１９．０ｍ处设抽水平台，各采用６

Ｑ泵＝

后记：该工程现正处于厂房主体结构施工阶段，主汛期即将过

去，基坑排水完全满足要求，效果良好。

（作者单位系广东省水利水电第三工程局

）

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（上接２１７页）适量的油压后（约１ＭＰａ），调整千斤顶反力架，使之与锚管在同一轴线上。

４．４张拉程序

（１）张拉采用张拉力与伸长值双控，张拉力与伸长值以Ｐ－Ｓ曲线标定数值为依据，计算按规范ＪＴＪ－０４１－８９中１５５页张拉实际伸长值△Ｌ的计算公式：

△Ｌ＝△Ｌ１＋△Ｌ２

式中：△Ｌ１—从初应力至最大张拉力间的实际伸长值（ｃｍ）；

△Ｌ２—初应力时推算的伸长值（ｃｍ），采用相邻级的伸长

值。

施工中将根据不同型号索的Ｐ－Ｓ曲线，按计算张拉程序分级张拉，其目的是为了使双向千斤顶张拉力均衡进行，避免索塔单向受力过大。同一索号斜拉索双塔反对称、单塔双向对称应同时进行张拉达到给定的索力后（设计控制应力）。

（２）桥面高程测量应在卸索前、卸索后、张拉后分三次进行，测点主要是斜拉索在主梁锚固处和桥的跨中，以密切注意桥面高程变化。施工完成后，对以前完成的索的标高重新复测，为换索的全过程提供验证依据。

５换索顺序１）换索的顺序由单塔同时双向对称进行，由内索开始逐渐更（

换直至外索。

（２）同一索号的斜拉索，每次于塔柱两侧对称各更换一束，更

换完成以后，于另一塔柱两侧再对称各更换一束，交替进行，直至该

索号全部束均更换完毕后，再进行下一索号的更换。

（３）在更换斜拉索时，每束均按设计给定的索力进行张拉锚定，待同一索号斜拉索全部束均更换完毕后，全部的束再同时张拉进行索力调整，使其达到给定的索力。

（４）同一索号的斜拉索全部更换完毕后，除进行索力影响面的测试外，还应进行邻近点桥面高程测量，根据测试数据，决定是否调整索力。

６结语

斜拉桥换索是一项细致的工作，如有不慎将引起严重的后果。经过４个月的工作后顺利完成全桥换索，经业主、监理监测，各项指标符合设计要求，说明换索过程中所采用的工艺、措施得当，该斜拉桥换索后大大改善桥梁的承载能力状况，提高桥梁的安全系数和使用寿命，从而确保桥梁在设计使用期限内的安全运营，因此本项目的实施具有十分显著的社会经济效益，也为类似工程的施工提供了可贵的经验。

参考文献

［１］王文涛主编．斜拉桥换索工程．北京：人民交通出版社，１９９７．

［２］李古暄，吴清东，肖文．九江大桥斜拉桥二期换索工程施工［Ｊ］．广东公路交通，２０００，６６：１８１～１８３．

（作者单位系１南宁市市政工程管理处２广西电力工业勘察设计研究院）

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/qtvq.html