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一种用于长期服役钢斜拉桥斜拉索更换的施工方法

文献发布时间:2023-06-19 15:47:50



技术领域

本发明涉及桥梁维修加固施工技术领域,具体涉及一种用于长期服役钢斜拉桥斜拉索更换的施工方法。

背景技术

斜拉索是斜拉桥传主要组成构件之一,若斜拉索出现病害,将会给斜拉桥的安全运营带来巨大隐患。改变这种情况最有效的办法就是对出现病害的斜拉索进行更换,从而进一步的延长其使用寿命。

目前,斜拉索更换多数出现在桥梁服役年限超过20年以上的桥梁,这种桥梁一般病害较多,桥梁本身的刚度和承载能力与设计阶段已有较大不同。在这种情况下更换斜拉索,若更换顺序和更换操作不当会造成桥梁发生灾难性事故。常规斜拉索更换方法一般是安装临时索、单塔逐根进行更换,以保证桥梁换索阶段的安全,但是这种斜拉索更换方法施工步骤多,效率低。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的问题,提供了一种用于长期服役钢斜拉桥斜拉索更换的施工方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:

本发明提出了一种用于长期服役钢斜拉桥斜拉索更换的施工方法,包括:

S1:在桥梁上布设若干个测点,在旧索拆除前,通过测点对桥梁进行测量,得到相应的监控数值,同时在塔顶和两段安装操作平台,操作平台上安装有撑脚和千斤顶,在梁面上布设卷扬机I和卷扬机II,所述卷扬机I和所述卷扬机II设置在主塔两侧;

S2:对旧索梁端进行拆除,在梁端安装旧索放张装置,千斤顶回油,旧索逐渐回缩,直至旧索的放张索力小于阈值,启动梁面上的卷扬机I和卷扬机II收紧钢丝绳,直至千斤顶不再受力,此时拆除旧索放张装置,保留张拉杆和连接套;

S3:再次启动卷扬机I和卷扬机II放松钢丝绳,将旧索锚杯及张拉杆放出梁端钢锚箱,直至完全不受力,卷扬机I和卷扬机II放张结束;

S4:卷扬机II收绳,使斜拉索塔端锚杯与锚垫板分离,然后拆除锚垫板,卷扬机I和卷扬机II同步放绳,旧索锚杯沿索导管向下退出,完成旧索塔端拆除,继续同步放绳,直至旧索锚杯和旧索下放至桥面完成拆除;

S5:利用卷扬机I起吊新索,待新索吊至索导管口后,利用卷扬机I调整新索锚杯进入索导管的角度,使所述新索锚杯的角度与所述索导管角度一致,采用卷扬机II将塔端锚杯牵引出塔端锚垫板,安装塔端锚杯螺母至设计位置,完成新索塔端挂设;

S6:通过斜拉索梁端的临时吊点,用卷扬机I和卷扬机II吊起新索锚杯放入梁端索导管内,当新索锚杯的长度不足时,需设置张拉杆直至露出锚垫板,完成新索梁端安装并锚固,新索安装就位后进行张拉,张拉时对称同步分级张拉,从而完全新索的更换工作。

优选的,斜拉索更换时,采用同个桥塔四个索面同一编号斜拉索同时更换,更换顺序由短斜拉索至长斜拉索逐对更换,即每次同时更换4根斜拉索,更换过程中不设临时索,对斜拉索逐对进行卸载和张拉。

优选的,旧索梁端拆除方法包括:

S11:旧索梁端放张之前,采用角磨机磨除两瓣锚具垫板之间的焊缝,采用扳手将锚箱垫板螺栓松动,按照连接套、张拉杆、撑脚I、张拉杆副螺母、撑脚II、千斤顶、张拉杆主螺母的顺序安装所述旧索放张装置;

S12:将张拉杆螺母旋离千斤顶油缸指定位置处后,千斤顶供油,千斤顶油缸伸出,使张拉杆螺母受力;

S13:继续加大千斤顶牵引力使锚杯脱离锚具垫板和锚箱垫板,之后先将两瓣式锚具垫板拆除,再拆除锚箱垫板螺栓,最后将两瓣锚箱垫板拆除,对于锈蚀的锚箱垫板螺栓采用氧气乙炔进行割除;

S14:将张拉杆副螺母旋至脱离撑脚I顶板指定位置后,千斤顶回油,同步旋转张拉杆副螺母,当回油至千斤顶油缸伸出指定长度时,停止回油,旋紧张拉杆副螺母;

S15:重复步骤S12-S14,直至主张拉杆螺母旋至平帽,根据索力情况确定是否安装副张拉杆继续下放,在需要继续下放时,在主张拉杆内丝扣上安装一根副张拉杆并安装副张拉杆螺母,重复以上步骤直至旧索的放张索力小于阈值。

优选的,旧索塔端拆除方法包括:

S21:在距离塔端索导管口指定位置处的旧索上设置一根软质吊装带,软质吊装带后端安装一套哈弗夹,塔顶吊架转向下来的卷扬机I的钢丝绳通过U型卡环与软质吊装带连接,启动卷扬机I将旧索吊起;

S22:在塔端锚杯后端内丝扣上安装一个牵引板,锚固侧塔顶吊架转向下来的卷扬机II的钢丝绳通过U型卡环与牵引板连接,启动卷扬机II牵引塔端锚杯,使锚杯脱离锚箱垫板;

S23:拆除锚箱垫板螺栓,取出两瓣式锚箱垫板,卷扬机I和卷扬机II配合下放钢丝绳,将塔端锚杯放出塔端索导管,整个过程中旧索重量由卷扬机I承担;

S24:旧索下落的同时,在梁端通过卷扬机I和卷扬机II牵引梁端锚杯向锚固方向同步牵引,索体下放每隔指定长度放置一台单轴小车,之后塔端锚杯下放至桥面后,拆除索体上的软质吊装带。

优选的,新索塔端挂设方法包括:

S31:采用汽车吊将置于放索盘上的新索放出指定长度,将新索锚垫板固定,新索塔端锚杯螺母设置在锚垫板上,卷扬机II钢丝绳分别穿过新索塔端锚杯螺母、新索锚垫板,下放至梁面;

S32:在塔端锚杯内丝扣上安装一套牵引板与卷扬机II钢丝绳连接,在距离塔端锚杯指定位置的新索上采用软质吊装带设置一个吊点,吊点后方设置一个哈弗夹防止吊点滑移;

S33:将卷扬机I钢丝绳通过U型卡环与新索上的吊点连接,卷扬机I提升新索进行塔端挂设,在提升过程中卷扬机II同步收绳,整个过程中新索重量由卷扬机I承担;

S34:桥面施工人员同步转动放索盘,使新索卷盘力充分释放,在塔端挂设的同时,桥面施工人员剥除新索外包装;

S35:当塔端锚杯提升到塔外索导管口时,加大卷扬机II牵引力,采用卷扬机II将塔端锚杯牵引进入塔端索导管,同时利用卷扬机I调整锚杯进入索导管的角度,使锚杯的角度与索导管角度一致,采用卷扬机II将塔端锚杯牵引出塔端锚垫板,安装塔端锚杯螺母至设计位置,新索塔端挂设。

优选的,新索梁端安装方法包括:

S41:在梁端锚杯后端分别安装连接套和张拉杆,将锚杯螺母和张拉杆副螺母放置在梁端施工挂篮内;

S42:分别在距离梁端锚杯3m和5m处的索体上设置两个牵引点,牵引点前方设置哈弗夹或软固定,防止牵引点滑移,之后组装梁面卷扬机牵引系统;

S43:在新索上采用软质吊装带设置一个吊点,桥面汽车吊吊起吊点,启动梁面卷扬机牵引系统进行梁端牵引,当锚杯及张拉杆到达梁端锚箱位置后采用汽车吊提升索体调整锚杯及张拉杆进入索导管的角度;

S44:当张拉杆穿出梁端锚垫板后,将锚杯螺母套在张拉杆后端,安装张拉杆副螺母,从而完成梁端牵引工作。

优选的,斜拉索包括纤维增强聚酯带,所述纤维增强聚酯带内设置有若干个钢丝,所述钢丝为镀锌钢丝,所述纤维增强聚酯带外侧设置有HDPE护套,所述HDPE护套外侧设置有PVF缠包带,所述PVF缠包带两侧缠绕有双螺旋线。

与现有技术相比,本发明的有益效果是:

本发明中通过在换索前和换索过程中对桥梁的主塔、钢梁、斜拉索进行观测,可以保证换索时钢梁的受力在可控范围内,保证结构的安全,通过每次同时更换4根拉索,且在更换过程中不设临时索,逐对卸载和张拉,加快了斜拉索更换的速度,降低了施工的管理成本,斜拉索采用双层PE+PVF缠包带的防护,锚固端灌注硅脂油,可延长斜拉索的防护寿命,增设高阻尼橡胶减震器、双螺旋线,增强斜拉索的抗风震能力。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:

图1是本发明中整体结构立体图;

图2是本发明中斜拉索部分结构主视图;

图3是本发明中斜拉索部分结构示意图;

图4是图3中Z部分结构放大图;

图5是本发明中斜拉索结构剖视图;

图6是本发明中斜拉索安装状态示意图;

图7是本发明中梁端卷扬机工作状态示意图;

图8是本发明中旧索塔端拆除示意图;

图9是本发明中旧索塔端下放示意图;

图10是本发明中新索塔端安装示意图;

图11是本发明中测点布置示意图;

图12是本发明中总体工艺流程图;

图13是本发明中旧索拆除工艺流程图;

图14是本发明中新索安装施工流程图;

图15是本发明中旧索放张装置示意图;

图16是本发明中新索张拉装置示意图;

图17是本发明中展索装置示意图。

附图标记说明:

1第一保护罩;2固定端锚具;3塔端索导管;4上减震器;5防落板;6PVF缠包带;7密封胶;8不锈钢防水罩;9下减震器;10磁通量传感器;11密封环;12温湿度传感器;13梁端索导管;14张拉端锚具;15第二保护罩;16可视化传感器;17双螺旋线;18纤维增强聚酯带;19HDPE护套;20钢丝。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。

如图1-17所示,本实施例提出了一种用于长期服役钢斜拉桥斜拉索更换的施工方法,包括:

S1:在桥梁上布设若干个测点,在旧索拆除前,通过测点对桥梁进行测量,得到相应的监控数值,同时在塔顶和两段安装操作平台,操作平台上安装有撑脚和千斤顶,在梁面上布设卷扬机I和卷扬机II,所述卷扬机I和所述卷扬机II设置在主塔两侧;

S2:对旧索梁端进行拆除,在梁端安装旧索放张装置,千斤顶回油,旧索逐渐回缩,直至旧索的放张索力小于阈值,启动梁面上的卷扬机I和卷扬机II收紧钢丝绳,直至千斤顶不再受力,此时拆除旧索放张装置,保留张拉杆和连接套;

S3:再次启动卷扬机I和卷扬机II放松钢丝绳,将旧索锚杯及张拉杆放出梁端钢锚箱,直至完全不受力,卷扬机I和卷扬机II放张结束;

S4:卷扬机II收绳,使斜拉索塔端锚杯与锚垫板分离,然后拆除锚垫板,卷扬机I和卷扬机II同步放绳,旧索锚杯沿索导管向下退出,完成旧索塔端拆除,继续同步放绳,直至旧索锚杯和旧索下放至桥面完成拆除;

S5:利用卷扬机I起吊新索,待新索吊至索导管口后,利用卷扬机I调整新索锚杯进入索导管的角度,使所述新索锚杯的角度与所述索导管角度一致,采用卷扬机II将塔端锚杯牵引出塔端锚垫板,安装塔端锚杯螺母至设计位置,完成新索塔端挂设;

S6:通过斜拉索梁端的临时吊点,用卷扬机I和卷扬机II吊起新索锚杯放入梁端索导管13内,当新索锚杯的长度不足时,需设置张拉杆直至露出锚垫板,完成新索梁端安装并锚固,新索安装就位后进行张拉,张拉时对称同步分级张拉,从而完全新索的更换工作。

旧索放张前对全桥所有拉索的索力、桥面标高、主塔顶面纵向水平位移进行全面测量,得到相关详细参数,以作为新索张力的依据和参考。监控系统由现场监控元件、测量仪器、数据分析系统组成,通过监控元件及相应的测量仪器对现场的线型、应变、位移、索力等进行检测收集,在数据分析系统中进行分析,把控桥梁状态。

如图11所示,主桥线形监测点布置在主梁顶板,每隔20米为一个监测断面,每个监测断面横向布置2个测点,沿主梁中心线对称布置,南北主塔截面分别布置一个测点,以此获得桥面的完整线形。每条测线布置测点36个,共布置线形测点72个。

主梁的上缘上下缘各布置一个表面式应变计,共计72个,布置在腹板与顶板和底板交接处的腹板上,遇到节点板,适当已开0.5米左右。塔柱根部与主梁齐平的顶面处,四个角各安装一个表面式钢弦式应变计,共计16个。

如图2所示,斜拉索更换时,采用同个桥塔四个索面同一编号斜拉索同时更换,更换顺序由短斜拉索至长斜拉索逐对更换,即先更换b1和r1,即每次同时更换4根斜拉索,更换过程中不设临时索,对斜拉索逐对进行卸载和张拉。在斜拉索拆除过程中,对相邻索的索力和被拆除位置处主梁的应力进行观测,确保该处受力不超过容许值,以保证桥梁受力安全。

在进行施工时,在塔顶设置桁架式吊架,作用为辅助吊装完成旧索塔端拆除和辅助吊装完成新索塔端挂设。作业人员在塔端的放张、张拉等作业,在塔端既有爬梯上焊接型钢,铺设脚手板,作为临时施工平台,在外侧不影响施工位置安装防护栏杆、铺设安全防护网,进行安全防护,能够满足施工需要。拉索梁端设置在钢梁外侧,设计采用悬臂兜底挂篮作为施工作业平台进行梁端斜拉索施工。挂篮在桥面板焊接牢固,移动时采用汽车吊吊装移动。

如图13所示,按照监控指令要求对b1、r1索进行放张,放张过程4套放张机具对称、分级、同步进行。牵引力小于20t时,采用卷扬机牵引系统将旧索梁端拆除,将梁端锚杯向主塔方向放回,直至卷扬机牵引系统不受力。采用塔顶吊架,卷扬机I和卷扬机II配合将旧索塔端拆除,卷扬机I和卷扬机II将梁端锚杯向锚固方向牵引,直至塔端锚杯落至桥面。将拆除完毕的索体牵引至边跨施工区域外位置进行临时存放并切割处理。安装新索后进行后续b2至b11,r2至r11索更换作业。

旧索施工准备包括:

1)就位斜拉索安装设备,将5t卷扬机在桥面焊接固定。

2)施工前拆除待更换斜拉索位置处的梁端防护栏杆。

3)采用汽车吊将梁端施工挂篮安装在待更换斜拉索梁端锚箱位置,采用焊接的方式与桥面固定,保证挂篮安全。

4)在塔顶吊架上安装10t转向滑车,施工人员采用麻绳将5t卷扬机钢丝绳牵引至塔顶,通过10t转向滑车后下放至梁面。

5)按照以上方法设置锚头牵引卷扬钢丝绳和塔外施工吊篮卷扬机钢丝绳。

6)梁端斜拉索放张之前,采用角磨机磨除两瓣锚具垫板之间的焊缝,采用扳手将锚箱垫板螺栓松动。

7)拆除锚箱后方索导管、内置减震器等所有影响斜拉索拆除的附属配件。

旧索梁端拆除方法包括:

S11:旧索梁端放张之前,采用角磨机磨除两瓣锚具垫板之间的焊缝,采用扳手将锚箱垫板螺栓松动,拆除索导管、内置减震器等所有影响斜拉索拆除的附属配件,按照连接套、张拉杆、撑脚I、张拉杆副螺母、撑脚II、千斤顶、张拉杆主螺母的顺序安装所述旧索放张装置;

S12:将张拉杆主螺母旋离千斤顶油缸约250mm(油缸行程300mm),千斤顶供油,千斤顶油缸伸出250mm,使张拉杆螺母受力;

S13:继续加大千斤顶牵引力使锚杯脱离锚具垫板和锚箱垫板,之后先将两瓣式锚具垫板拆除,再拆除锚箱垫板螺栓,最后将两瓣锚箱垫板拆除,对于锈蚀的锚箱垫板螺栓采用氧气乙炔进行割除,割除的过程中配备灭火装置;

S14:将张拉杆副螺母旋至脱离撑脚I顶板约100mm位置后,千斤顶回油,同步旋转张拉杆副螺母,保证张拉杆副螺母不压在撑脚I顶板上,当回油至千斤顶油缸伸出20mm时,停止回油,旋紧张拉杆副螺母;

S15:重复步骤S12-S14,直至主张拉杆螺母旋至平帽,根据索力情况(索力小于20t)确定是否安装副张拉杆继续下放,在需要继续下放时,在主张拉杆内丝扣上安装一根副张拉杆并安装副张拉杆螺母,重复以上步骤直至旧索的放张索力小于阈值。阈值为20t。

其中,单塔同索号四根斜拉索分级对称进行,按照80%→60%→40%→20t分四级放张到位;放张前检查张拉设备居中情况,张拉设备不居中时及时调整。

旧索梁端卷扬机放张包括,在待拆除斜拉索梁端钢锚箱附近的梁面上焊接一个牵引点受力按30t计算,采用U型卡环固定一套32t三门滑车作为定滑轮。分别在距离钢锚箱2m和4m位置处的索体上采用软质吊装带设置2个牵引点,每个牵引点上安装一套10t单门滑车作为动滑轮。通过多点受力减小单个牵引点受力,从而保证牵引安全。

1)完成定滑轮和动滑轮之间钢丝绳的安装,采用5t卷扬机作为牵引动力,利用定滑轮及动滑轮的绕丝,定滑轮1丝,动滑轮4丝,已到达用5t卷扬机达到20t的牵引力。

2)在索体上牵引点后端再设置一根软质吊装带,采用汽车吊吊起吊装带。

3)梁端放张结束后,开始进行梁端卷扬机放张,通过卷扬机牵引使梁端放张机具不受力。

4)拆除梁端放张机具,仅保留张拉杆和连接套。

5)卷扬机放绳,缓慢的将旧索锚杯及张拉杆放出梁端钢锚箱,整个过程采用汽车吊调整锚杯及张拉杆出钢锚箱的角度。

6)继续采用汽车吊吊装索体,卷扬机放绳,将旧索锚杯向主塔方向放松,直至完全不受力,梁端卷扬机放张结束。

其中,卷扬机牵引系统安装结束后,先进行预拉,钢丝绳受力后全面检查整体牵引系统,确保安全后再进行下一步操作。当旧索PE老化,不能承受卷扬机拉力时,将索体上的牵引点位置处PE剥除,吊装带直接作用在内部钢丝上,防止PE拉裂牵引点滑移。

旧索塔端拆除方法包括:

S21:在距离塔端索导管3口约1m位置处的旧索上设置一根软质吊装带,软质吊装带后端安装一套哈弗夹,塔顶吊架转向下来的卷扬机I的钢丝绳通过U型卡环与软质吊装带连接,启动卷扬机I将旧索吊起;

S22:在塔端锚杯后端内丝扣上安装一个牵引板,锚固侧塔顶吊架转向下来的卷扬机II的钢丝绳通过U型卡环与牵引板连接,启动卷扬机II牵引塔端锚杯,使锚杯脱离锚箱垫板;

S23:拆除锚箱垫板螺栓,取出两瓣式锚箱垫板,卷扬机I和卷扬机II配合下放钢丝绳,将塔端锚杯放出塔端索导管3,整个过程中旧索重量由卷扬机I承担;

S24:旧索下落的同时,在梁端通过卷扬机I和卷扬机II牵引梁端锚杯向锚固方向同步牵引,索体下放每隔4m放置一台单轴小车,之后塔端锚杯下放至桥面后,拆除索体上的软质吊装带。

在新索安装时,首先进行展索工作。桥面展索系统主要包括:塔顶吊架、桥面放索盘、锚杯小车、单轴小车、5t卷扬机、转向滑车、吊装带等。单轴小车与锚杯小车斜拉索在展开过程中与梁面接触,损坏斜拉索外层PE层护套与锚杯丝扣及镀锌层。斜拉索展开时,在索体下面每隔4m放置一个单轴小车,小车与索体及锚杯间加垫橡胶层以保护拉索。5t卷扬机作为桥面展索时牵引动力。

采用如图17所示的展索装置,索盘后配置一台5t卷扬机配合索盘放索,控制放索速度。用吊车配合放索架将斜拉索锚头脱离索盘并放置在锚头行走小车上,用桥面卷扬机将锚头牵引至塔柱根部,安装提吊头。牵引过程中,在桥面上每隔5m放置一个小车,小车下设滚轮,小车上设挡板和木槽,使斜拉索与小车间不产生位移,同时在斜拉索与小车间利用橡胶等软质材料隔离,以保护斜拉索斜PE层。

新索的塔端挂索是利用卷扬机I提索,同时卷扬机II穿过索导管牵引锚头,当接近索导管口时,塔外平台施工人员指挥塔吊摆动角度,调整锚头进洞,塔内卷扬机慢慢收紧使锚头顺利通过索导管。

新索塔端挂设方法包括:

S31:采用汽车吊将置于放索盘上的新索放出约8~10m,将新索锚垫板固定,新索塔端锚杯螺母设置在锚垫板上,卷扬机II钢丝绳分别穿过新索塔端锚杯螺母、新索锚垫板,下放至梁面;

S32:在塔端锚杯内丝扣上安装一套牵引板与卷扬机II钢丝绳连接,在距离塔端锚杯指定位置(塔端索导管3长度+2m)的新索上采用软质吊装带设置一个吊点,吊点后方设置一个哈弗夹防止吊点滑移;

S33:将卷扬机I钢丝绳通过U型卡环与新索上的吊点连接,卷扬机I提升新索进行塔端挂设,在提升过程中卷扬机II同步收绳,整个过程中新索重量由卷扬机I承担;

S34:桥面施工人员同步转动放索盘,使新索卷盘力充分释放,在塔端挂设的同时,桥面施工人员剥除新索外包装;

S35:当塔端锚杯提升到塔外索导管口时,加大卷扬机II牵引力,采用卷扬机II将塔端锚杯牵引进入塔端索导管3,同时利用卷扬机I调整锚杯进入索导管的角度,使锚杯的角度与索导管角度一致,采用卷扬机II将塔端锚杯牵引出塔端锚垫板,安装塔端锚杯螺母至设计位置,新索塔端挂设。

当桥面空间不足时,采用部分展索施工工艺,放索盘上的剩余索体,在塔端挂设结束后,在桥面展索。利用吊车或吊架等方式将斜拉索完全从索盘中展开,展开时注意索体的扭曲应力的释放,然后将索体逐步放置在桥面小车上面。

新索梁端安装方法包括:

S41:在梁端锚杯后端分别安装连接套和张拉杆,将锚杯螺母和张拉杆副螺母放置在梁端施工挂篮内;

S42:分别在距离梁端锚杯3m和5m处的索体上设置两个牵引点,牵引点前方设置哈弗夹或软固定,防止牵引点滑移,之后组装梁面卷扬机牵引系统;

S43:在新索上采用软质吊装带设置一个吊点,桥面汽车吊吊起吊点,启动梁面卷扬机牵引系统进行梁端牵引,当锚杯及张拉杆到达梁端锚箱位置后采用汽车吊提升索体调整锚杯及张拉杆进入索导管的角度;

S44:当张拉杆穿出梁端锚垫板后,将锚杯螺母套在张拉杆后端,安装张拉杆副螺母,从而完成梁端牵引工作。

梁端卷扬机牵引包括

1)在梁端锚杯后端分别安装连接套和张拉杆。

2)将锚杯螺母和张拉杆副螺母放置在梁端施工挂篮内。

3)分别在距离梁端锚杯3m和5m处的索体上设置两个牵引点,牵引点前方设置哈弗夹或软固定,防止牵引点滑移。

4)按照旧索拆除的方法组装梁面卷扬机牵引系统。

5)再在索体上采用软质吊装带设置一个吊点,桥面汽车吊吊起吊点。

6)启动梁端卷扬机牵引系统进行梁端牵引,当锚杯及张拉杆到达梁端锚箱位置后采用汽车吊提升索体调整锚杯及张拉杆进入索导管的角度。

7)当张拉杆穿出梁端锚垫板后,将锚杯螺母套在张拉杆后端,安装张拉杆副螺母。

对于长索及索力较大的斜拉索,利用卷扬机无法将斜拉索锚头安装到位,需要利用接长张拉杆用千斤顶进行张拉硬牵引。新索张拉(硬牵引)装置如图16所示,包含:撑脚、千斤顶、张拉杆及主副螺母、副张拉杆及主螺母、油泵、油管等。

1)在主张拉杆后端安装副张拉杆。当主张拉杆外露长度满足张拉设备安装需要时可不安装副张拉杆。

2)分别安装撑脚、千斤顶、主张拉杆螺母、副张拉杆螺母。

3)采用油管连接油泵与千斤顶,按照对应千斤顶编号安装进油表。

4)启动油泵,千斤顶进油,利用千斤顶将张拉杆主螺母顶出约280mm,锁紧张拉杆副螺母后,千斤顶回油。

重复(4)操作直到将梁端锚杯牵引出梁端锚垫板,安装锚杯螺母至平帽。当副张拉杆可以拆除时,拆除副张拉杆。

斜拉索张拉前后,对钢梁、索塔的应力和变位进行监控,测量索力时在温度均匀时进行,在日出前测量完毕。

斜拉索初张拉阶段分为四级进行,硬牵引结束时读取油表读数,反算出斜拉索张拉力,以监控单位下达的张拉指令中要求的索力为目标索力T。对索力T按张拉比例进行划分,保证记录的有效级别为四级。例如:硬牵引结束时索力约为60%T。则第一级张拉力70%T,第二级:80%T,第三级:90%T,第四级张拉力T。单塔配备4套张拉系统,保证同1层索号4根斜拉索同步、分级、对称张拉作业。

斜拉索包括纤维增强聚酯带18,所述纤维增强聚酯带18内设置有若干个钢丝20,所述钢丝20为镀锌钢丝,所述纤维增强聚酯带18外侧设置有HDPE护套19,所述HDPE护套19外侧设置有PVF缠包带6,所述PVF缠包带6两侧缠绕有双螺旋线17。

PVF氟化膜保护胶带与螺旋线的缠绕前用丙酮擦洗干净索体,缠包适宜在5-30℃范围施工,避免过热造成的胶带过软变形,或过冷前管面结冰。采用缠包机进行施工,根据每种规格斜拉索延长筒与索体HDPE护套19直径的不同对缠包机缠绕角度进行调试。PVF缠包以50%的重叠面螺旋缠包,确保最终形成光滑、无褶皱的密封表面,未缠包到的角或破损的区域用人工的方式缠绕。双螺旋线与氟化膜同步施工,螺旋线的间距以索径的8D±D(索径)控制。

本桥内置式减震器为高弹绝缘橡胶单体。每套平均一分为二体,高弹绝缘橡胶在内壁,整套成锥形,内孔的直径尺寸与相对应的斜拉索的直径尺寸相同,使其与索导管的内壁与斜拉索紧密结合而固定,防止斜拉索的震动。减震器安装的位置应距索导管口5—10cm,为防止减震器在使用过程中脱落,塔上的减震器装好后,在索导管口安装一套挡圈。在减震器安全完成后,对塔端索导管3上口安装不锈钢防水罩8,不锈钢防水罩8为锥形,锥形下口内径与塔端索导管3直径一致,在安装时在塔端索导管3、不锈钢防水罩8之间添加密封环11,密封环11包括密封胶7,确保密贴。锥形上口与斜拉索索径一致,同样安装止水橡胶条,确保密贴雨水不进入塔端索导管3内。

斜拉索左端为固定端锚具2,固定端锚具2外侧设置有第一保护罩1,斜拉索左右两端分别设置有上减震器4和下减震器9。上减震器4一侧还设置有防落板5,防落板5套设在塔端索导管3上。

斜拉索右端为梁端索导管13,梁端索导管13内设置有磁通量传感器10和温湿度传感器12。梁端索导管13右端连接有张拉端锚具14,张拉端锚具14连接有第二保护罩15,第二保护罩15内设置有可视化传感器16。其中,磁通量传感器10、温湿度传感器12和可视化传感器16均为仅1、6、11索安装,均各设置有24根。

索体钢丝20采用镀锌钢丝,钢丝强度级1860MPa。索体外挤高密度黑色HDPE护套19,缠绕双螺旋线17以抑制风雨激荡,在索体HDPE护套19外表面缠绕PVF缠包带6,PVF交代应按照ASTM测试方法。不锈钢防水罩8采用三元乙丙橡胶。可视化传感器16提供下锚头状态监测信息及腐蚀、积水预警信息。

双塔双索面斜拉桥是通过两侧对称布置的斜拉索来承担主梁重量并调整线型,通过对称布置、对称索力来抵消水平分力,并由桥塔承受竖向分力,形成一个稳定的体系。斜拉索更换按照对撑放张、对称拆除、对称安装、对称张拉的原则进行,利用监控量测对斜拉索更换过程中索力、钢梁应变、桥面线型、桥塔位移进行监控,根据施工阶段模拟计算,对索力进行动态调整,确保了施工全过程索力、线型符合设计要求。

斜拉索拆除及安装时利用设置在塔顶的吊架为转向点,通过定滑轮对卷扬机的牵引方向进行改变,达到斜拉索提升、下放及塔端、梁段锚头的牵引就位,实现斜拉索安装。通过对张拉索力的细化分级,达到每个张拉阶段每组4根索力同步张拉,相对索力偏差小于5%。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

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