巾国溜湾建设 ２０１１年４月 Ａｐｒ．，２０１１ 第２期总第１７３期 Ｃｈｉｎａ Ｈａｒｂｏｕｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｔｏｔａｌ １７３，Ｎｏ．２ 鄂东长江大桥超长斜拉索施工技术 杨培诚 （中交二航局第五工程有限公司，湖北武汉４２４２００） 摘要：’斜拉桥目前的跨度已经跨越千米，随着跨径的不断增大，给斜拉桥的核心受力构件——斜拉索的施工技术 难度带来了新的挑战。超长斜拉索的张挂技术，是大跨径斜拉桥施工的控制性技术。文章通过鄂东长江大桥超长斜 拉索的施工，详细介绍斜拉索的施工工艺及技术要点。保证了施工质量。 关键词：超长斜拉索；施工工艺；张挂技术 中图分类号：ＴＵ４４５．４６ 文献标志码：Ｂ 文章编号：１００３—３６８８（２０１１）０２一ｏ０５５—０４ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｆｏｒ Ｕｌｔｒａ－ｌｏｎｇ Ｃａｂｌｅ ｏｆ Ｅｄｏｎｇ Ｙａｎｇｔｚｅ Ｒｉｖｅｒ Ｂｒｉｄｇｅ ＹＡＮＧ Ｐｅｉ——ｃｈｅｎｇ （ＴｈｅＦｉｔｆｈＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏ．，Ｌｔｄ．ｏｆＣＣＣＣＳｅｃｏｎｄＨａｒｂｏｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｗｕｈａｎ，Ｈｕｂｅｉ ４２４２００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｓｐａｎ ｆｏｒ ｃａｂｌｅ－ｓｔａｙｅｄ ｂｒｉｄｇｅ ｈａｓ ｃｒｏｓｓｅｄ ｋｆｌｏｍｅｔｅ￣，ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｏｆ ｈｔｅ ｍａｉｎ ｓｐａｎ，ｔｈｅ ｃｏｒｅ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ｏｆ ｃｂａｌｅ—ｓｔａｙｅｄ ｂｒｉｄｇｅ，ｔｈｅ ｃａｂｌｅ’Ｓ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｈａｓ ａｌｓｏ ｂｒｏｕ￣ｔ ｎｅｗ ｃｈａｌｌｅｎｇｅｓ．Ｕｌｔｒａ－ｌｏｎｇ ｃａｂｌｅ ｏｆ ｓｔａｙｅｄ—・ｃａｂｌｅ ｂｒｉｄｇｅ ｓｔｒｅｔｃｈ－ｓｕｓｐｅｎｄ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｓ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｌａｒｇｅ ｓｐａｎ ｃａｂｌｅ——ｓｔａｙｅｄ ｂｒｉｄｇｅ ｉｎ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ．Ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｕｌｔｒａ－ｌｏｎｇ ｃａｂｌｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｅｄｏｎｇ Ｙａｎｇｔｚｅ Ｒｉｖｅｒ Ｂｒｉｄｇｅ，ｔｈｅ ｃａｂｌｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｐｏｉｎｔｓ ａｙｅ ｄｅｔａｉｌｅｄ ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ，ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｑｕａｌｉｔｙ ｉｓ ｅｎｓｕｒｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｕｌｔｒａ－ｌｏｎｇ ｃａｂｌｅ ｏｆ ｓｔａｙｅｄ－ｃａｂｌｅ ｂｒｉｄｇｅ；ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；ｓｔｒｅｔｃｈ—ｓｕｓｐｅｎｄ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｏ引言 ３ｘ６７．５）ｍ九跨连续半漂浮双塔混和梁斜拉桥，主跨位居 鄂东长江公路大桥是沪蓉国道主干线和大庆至广州高 同类型桥梁世界第二。索面按不对称扇形布置，每一扇面 速公路湖北段的共用过江通道，位于在黄石长江公路大桥 由３０对斜拉索组成，全桥共设４ｘ３０ｘ２＝２４０根斜拉索，中 上游９８０ ｍ处，其跨径组合为（３￣６７．５＋７２．５＋９２６＋７２．５＋ 跨标准索距１５ｍ，边跨３￣３０号索距７．５ ｍ。见图１。 一｜、 ／７１ 琶 旦 望 韭 卫 ２２５ ０２７×７５０ １ ３Ｏ０１５ＯＯ２２ ２ ２Ｏ０ ２９×１ ５００ １ ２ １） ． 。一—。 ．．Ｉ’… ３ｘ６ ７５０ Ｉ７２５６’： ９２６００ 堡主：垒垡… 堕 ： 圭堕生：坠垡、 ● ａ ｕ ～ ～～ 、 ＼ 图１斜拉索总体布置图 收稿日期：２０１０－０９—２７ 修回Ｅｔ期：２ｏ１ １１－２３ 斜拉索采用双防腐系统（镀锌和高密度聚乙烯外保护 作者简介：杨培诚（１９８５一），男，湖北省武汉市人，助理工程师，从 层）平行钢丝索，拉索所用钢丝为咖７ ｍｍ镀锌高密度、低 事大跨径桥梁施工。 松弛钢丝，抗拉强度为１ ６７０ＭＰａ。根据索力的不同，本 ・５６・ 中国港湾建设 ２０１１年第２期 桥斜拉索共分１２种规格，即：ＰＥＳ７—２８３、ＰＥＳＴ一２６５、 ＰＥＳ７—２５３、ＰＥＳ７—２４ｌ、ＰＥＳ７—２２３、ＰＥＳ７—２１１、ＰＥＳ７—１９９、 ＰＥＳ７—１８７、ＰＥＳ７—１６３、ＰＥＳ７—１５１、ＰＥＳ７—１３９、ＰＥＳ７—１２１。 最长索为４９４．２ ｍ，重３８．７ ｔ。斜拉索构造见图２。 斜拉索 防护套管 图２ 平行钢丝斜拉索构造示意图 １施工方案及主要设备 １．１总体施工方案 斜拉索张挂施工ｎ】主要包括运输、索上桥面、展索、挂 设、张拉、索力检测、调整及减振装置安装等工序。根据 斜拉索的重量、锚固牵引力的大小以及张拉施工空间要 求，１—１０号和１１～３０号索分别采用不同的方法进行施工。 各类索的总体施工方法分别为： １）１～ｌ０号索陆上运输至工地，采用５０ ｔ吊车整体提 升上桥面，置于斜拉索生产厂家提供的卧式放索机上；桥 面卷扬机牵引至索塔下方，塔顶门架进行塔端挂设（手扳 葫芦或塔顶卷扬机辅助）及桥面展开；桥面卷扬机、梁内 手扳葫芦牵引梁端锚头入索套管锚固；最后在塔端进行张 拉及调索。 ２）１１～３０号索水上运输至工地，采用桥面吊索桁车 整体提升上桥面置于立式放索机上，卷扬机牵引放索机至 钢箱梁中央。Ａ１ １￣Ａ３０索采用桥面卷扬机将梁端锚头牵引 至边跨混凝土箱梁，完成桥面展索；塔顶门架及塔顶卷扬 机进行塔端挂设；桥面卷扬机牵引梁端锚头前移，软、硬 组合牵引梁端锚头入索套管锚固；最后在梁端进行张拉， 塔端进行调索。Ｊ１ １－Ｊ３０索利用桥面卷扬机将立式放索机 牵引至中跨前端梁并固定；汽车吊卸下塔端锚头，卷扬机 牵引塔端锚头至索塔下方，部分展开斜拉索；塔顶门架及 塔顶卷扬机提升斜拉索，完成塔端挂设及桥面展索；桥面 卷扬机牵引梁端锚头前移，软、硬组合牵引梁端锚头入索 套管锚固；最后在梁端进行张拉，塔端进行调索。为满足 梁端进行软牵引及张拉的施工空间要求，在斜拉索锚固区 风嘴暂不安装，待该节段斜拉索施工再进行安装 。 １．２主要施工设施设备的选用、布置及安装 在桥面上布置的主要设备设施有：卷扬机、汽车吊、 吊索桁车、中跨侧角度调整支架、放索机、梁底施工平台 等。在塔上布置的主要设备设施有：卷扬机、塔顶门架起 吊系统等。 １．２．１桥面吊索桁车 桥面吊索桁车布置详见图３。 桥面吊索桁车安装完成后，在桥面上安装横移轨道。 横向移动轨道用于放索机及斜拉索盘的横向移动，即斜拉 索（带索盘）起吊置于立式放索机后，由卷扬机牵引沿横 移轨道移动至箱梁中央。为确保放索机、斜拉索横移安 ＞ ／、．、一／一 一 。Ｅ。。（＿ 。３。。）。梁段 。。。。。—— ＿。 、 ｌ ｌ ｌ ／ Ｉ ｌ Ｉ卷扬机牵引 Ｄ 三 ‘斑 二Ｉ Ｉ ：＞ ＜ 索塔 －Ｉ ｌ Ｉ ．Ａ ｌ ■１ １．．． ｒ （ａ）平面示意 （ｂ）Ａ—Ａ 立式索盘 （ｃ）ａ大样 图３ 吊索桁车及横移轨道布置图 全，轨道沿桥面横向做成水平。 １．２．２斜拉索展索设施 斜拉索展索设施主要包括放索机、放索小车。放索 机用于舒展索体，放索小车用于斜拉索在桥面移动。动力 系统用于牵引锚头前移，采用卷扬机。根据拉索长度及展 索施工工艺不同，放索机共设有两种：即卧式和立式，卧 式放索机用于ｌ一１Ｏ号索，立式放索机用于１１～３０号索。 １．２．３牵引锚固及张拉设施 斜拉索牵引锚固及张拉设施主要分为：卷扬机牵引系 统、钢绞线软牵引系统及张拉杆硬牵引及张拉系统。 １．２．４斜拉索梁端牵引角度调整及导向设施 岸侧斜拉索角度调整主要由５０ ｔ汽车吊来完成，江侧 斜拉索角度调整则由角度调整支架来完成。角度调整支架 依附于江侧桥面吊机外侧，并随桥面吊机移动。角度调整 支架由４根同桥面吊机相连的水平主梁、２根立柱以及１ 个斜向框架组成，框架旁设有手拉葫芦滑移轨道。梁端牵 引施工时，用于角度调整的手拉葫芦可沿滑移轨道自由滑 动，确保斜拉索前端或张拉杆始终同索套管中心处于同一 直线上。 ２０１１年第２期 ２斜拉索张挂及施工控制 ２．１施工准备 杨培诚：鄂东长江大桥超长斜拉索施工技术 ・５７・ 套管１７１处，与梁内手扳葫芦连接。③梁内手扳葫芦牵引梁 端锚头人梁端索套管锚固，完成拉索的梁端挂设。 １）成品索查验，斜拉索制作和装盘时，应采取有效 措施，防止拉索扭转。 ２）１１－３０号索梁端挂设。边跨采用汽车吊进行梁端挂 设的角度调整，中跨则使用角度调整支架进行角度调整， 其梁端牵引锚固方法基本相同。下面以Ｊ１１￣Ｊ３０索为例对 梁端挂设方法进行说明，Ａ１ １￣Ａ３０索的梁端挂设施工可参 ２）索套管处理斜拉索锚头外径与索套管的内径相差 很小，挂索时极易产生位置偏差，从而造成锚头外丝扣和 斜拉索ＰＥ保护套的损伤，因此斜拉索挂设前应对塔、梁 端的索套管再次进行全面检查，清理索套管内的焊渣和毛 刺等。 。 ２．２斜拉索运输、起吊上桥面 照进行。Ｊｌ１￣Ｊ３０索粱端牵引锚固施工步骤为：①在梁端 锚头处安装夹具、吊具，卷扬机牵引梁端锚头前行，前行 时梁端锚头由５０ ｔ汽车吊提起。②卷扬机牵引梁端锚头至 桥面吊机处后，安装组合张拉杆及软牵引装置，安装提升 ｌ一１Ｏ号索采取陆运，１１－３０号索采取长江水运。对于 １ １０号重量较轻的斜拉索（不带钢盘），采用５０ ｔ吊车在 长江大堤上提升上滩桥桥面，并置于卧式放索机上，再将 卧式放索机牵引至索塔附近；１１－３０号索采用桥面吊索桁 车将斜拉索连同钢盘一并提升上桥面置于立式放索机上。 ２．３ １～１０号索塔端挂设及桥面展开 １－－１０号索采取先塔端挂设后桥面展开的方法施工，塔 端挂设完成后，利用桥面卷扬机一边牵引卧式放索机往前 端梁移动，一边旋转放索机，将斜拉索全部展开。 ２．４ １ １～３０号索桥面展开及塔端挂设 １）Ａ１ １￣Ａ３０索桥面展开流程。①启动桥面卷扬机牵 引立式放索机及斜拉索横向移至钢箱梁中央。②启动放索 机，汽车吊起吊梁端锚头并将其置于锚头小车上。③在梁 端锚头处连接卷扬机钢丝绳，启动卷扬机，牵引梁端锚头 至边跨混凝土箱梁，全部展开斜拉索。 ２）Ｊ１ １－Ｊ３０索桥面展开流程。①启动桥面卷扬机牵引 立式放索机及斜拉索横向移至钢箱梁中央。②卷扬机牵引 放索机至中跨侧前端梁。③汽车吊起吊塔端锚头，同时启 动放索机，当汽车吊提升锚头至一定高度后，将其置于锚 头小车上。④在塔端锚头处连接卷扬机钢丝绳，启动卷扬 机，牵引梁端锚头至索塔下方，部分展开斜拉索。 ３）１ｌ ３０号索塔端挂设流程。①安装夹具，将塔顶卷 扬机及塔顶门架钢丝绳与斜拉索连接，启动卷扬机提升斜 拉索塔端锚头。②塔顶门架将锚头提升到索套管口处后， 起重小车纵移，塔顶门架调整角度，塔顶卷扬机牵引塔端 锚头就位。③拧紧锚头大螺母，拆除挂设夹具、牵引绳， 至此斜拉索塔端挂设完成。 ２．５斜拉索梁端挂设 根据斜拉索的锚固牵引力不同，斜拉索的梁端牵引及 锚固分两种方式：１～１０号索的锚固牵引力较小，在塔端安 装２ Ｉｎ长硬牵引下放之后，该类索只需采用桥面卷扬机并 辅以梁内手扳葫芦即可完成梁端挂设。１１—３０号索锚固牵 引力较大，采用桥面卷扬机及软、硬组合牵引（７束 ｌ５．２４钢绞线和４．５ ｍ＋１．５ ｍ＋１．５ ｉｎ长张拉杆）完成梁端 挂设。 １）１～１０号索梁端挂设流程。①在梁端锚头处安装吊 带，汽车吊挂钩，提升斜拉索跨过桥面吊机。②梁端锚头 处连接桥面卷扬机钢丝绳，桥面卷扬机牵引梁端锚头至索 夹具１、２、３，手拉葫芦１连接夹具ｌ，５０ｔ汽车吊连接夹 具３，５ ｔ手拉葫芦连接张拉杆。③手拉葫芦１提升斜拉索 锚头、５ ｔ手拉葫芦提升张拉杆、５０ ｔ汽车吊提升斜拉索调 整角度，卷扬机滑车组牵引斜拉索前行，当张拉杆中心线 同索套管重合后改换软牵引千斤顶牵引斜拉索。④解除５ ｔ 手拉葫芦，连续千斤顶牵引张拉杆出撑脚中间隔板，临时 锚固张拉杆，移走５０ ｔ汽车吊，拆除一级牵引装置，手拉 葫芦２在夹具２处提升斜拉索调整角度，拆除软牵引千斤 顶，安装张拉千斤顶。⑤手拉葫芦１、２、３调整角度，穿 心千斤顶牵引斜拉索直至所有加长张拉杆出千斤顶面，拆 除所有加长张拉杆，至此斜拉索梁端挂设完成。 ２．６斜拉索张拉及索力调整 １～ｌ０号索在塔端进行张拉，１ １～３０号索在梁端进行张 拉。斜拉索局部张拉量调整均在塔端进行。所有张拉千斤 顶张拉前按规定进行标定，并配备相应的测力传感器。所 有张拉机具由专人使用和维护，张拉机具长期不用时，使 用前进行全面校验。当千斤顶的使用超过规范规定的使用 时间或使用期间出现异常情况时，均重新进行校验。根据 施工控制要求，对斜拉索进行分级张拉。 ， １）１ １０号索塔端张拉流程。①拆除卷扬机牵引绳， 安装牵引螺母１、牵引螺母２，开启油泵用千斤顶牵引斜 拉索，直至斜拉索锚头出锚垫板面，临时锚固斜拉索锚 头。②拆除加长张拉杆，安装张拉螺母、压力传感器，开 启油泵对称同步张拉斜拉索。边张拉边拧紧锚头大螺母。 ③张拉到位后，拆除张拉设备。塔端张拉（１—１０号）施工 图见图４。 图４塔端张拉（１—１Ｏ号）施工 ２）１ １－３０号索梁端张拉流程。根据１ １－３０号索张拉控 制力，选择ＹＣＷ６５０Ｂ型千斤顶进行张拉施工。ＹＣＷ６５０Ｂ ・５８・ 中国港湾建设 ２０１１年第２期 型千斤顶截面尺寸为＋６８０ ＴＩｌｍ，已超出梁端锚垫板的横向 宽度，为避免偏心作用，拟采取将张拉撑脚加长超出钢箱 梁底面。具体张拉步骤为：①拆除加长张拉杆，安装压力 传感器，开启油泵对称同步张拉斜拉索。②继续张拉斜拉 索至监控指定位置，拧紧锚头大螺母。③张拉工作完成， 拆除张拉设备。梁端张拉施工图见图５。 ● Ｆ Ｆ＝Ｆ酮 Ｉ ｆｌ ４ ｌＦ手＝Ｌ ， ｊ ｉ 、 ； ， ｉ ｌ ｌ ，ｔ斜拉索／ ．１ 鲁Ｉ 加＊樘脚 Ｈ队３手ｌｐＰ ｊ ． ！／／＿ 西 感舞 斜拉索 ９ 张拉螺母 ７ 图５梁端张拉（１１—３Ｏ号）施工 ２．７施工期斜拉索的保护措施 ２．７．１斜拉索桥面展开过程中的保护 鄂东大桥长索长度大，斜拉索在桥面上完全展开后长 度超过３００ ｍ，斜拉索牵引前移过程中容易出现放索小车 翻倒造成ＰＥ损伤的情况。采取改进托索小车，降低小车 高度、加密摆放密度等措施，确保桥面展开后的斜拉索更 加顺直，对斜拉索保护更为有利。图６为斜拉索桥面展开 后的形状。 图６斜拉索桥面展开后的形状 ２．７．２斜拉索挂设过程中的保护 斜拉索挂设的关键点是在不损伤斜拉索的情况下将塔 端锚头安全顺利地提升出塔端锚垫板并锚固。长索采用两 点配合提升的方式避免起吊过程中斜拉索出现过度弯折的 现象。为保证塔端挂设主吊点（采用索夹同斜拉索连接） 处索夹与斜拉索之间不产生相对滑动损伤斜拉索，需准确 掌握斜拉索ＰＥ护套的施工性能，了解斜拉索ＰＥ护套同索 夹内橡胶垫之间的摩擦系数，从而能够更好地进行斜拉索 塔端挂设索夹的结构形式设计［３１。 为解决上述问题，参考苏通大桥斜拉索的ＰＥ抗压、 抗拉试验数据，对索夹的夹紧力、每个螺栓的拉拔力与施 加扭矩进行确认；同时对索夹内表面进行喷砂、打磨处 理，施工时采用扭力扳手对索夹螺栓分级逐个进行施拧， 确保斜拉索塔端挂设过程中索夹与斜拉索不产生相对滑 动。 ２．７．３斜拉索ＰＥ护套接触保护 斜拉索张挂过程中若ＰＥ护套直接接触硬性物质容易 造成损伤，长索张挂时在拉索与硬性物质接触的地方加垫 １０ ｍｍ厚橡胶。斜拉索塔端挂设完成后在斜拉索与塔柱面 接触处加垫橡胶垫，利用塔顶手拉葫芦将索套管出口处提 起，使斜拉索悬空并且使塔端弯曲半径保持在２５ ｄ以上。 ２．７．４斜拉索临时减振布置 对已施工完成的斜拉索采取临时减振措施进行保护， 每根斜拉索施工完成后，用临时索将斜拉索同钢箱梁临时 连接，见图７，索夹及耳板的位置根据监控要求布置。 图７斜拉索临时减振布置图 ２．８风嘴的后安装 钢箱梁加工时，１１—３Ｏ号钢箱梁端部斜拉索锚固区４．２ ｍ长风嘴未安装，桥面吊索桁车处３号、４号钢箱梁上游 侧共计７．８ ｍ长风嘴未安装。斜拉索施工期间，对所有未 装风嘴需及时进行安装。 ３结语 斜拉索张挂是斜拉桥施工过程中的一个重要环节， 合理高效的张挂施工方案既可以缩短施工周期，也保障 了成桥后的桥梁质量。鄂东长江大桥按照以上方案，严 格控制斜拉索的施工质量，施工周期为７ ｄ／对。通过各方 试验检测，索力、钢箱梁标高均符合设计要求，目前大桥 即将通车。 参考文献： 【１］韩富庆．大跨度斜拉桥施工控制【Ｄ】．合肥：合肥工业大学，２００２． ［２］刘齐辉，罗成斌．武汉军山长江公路大桥Ｂ标主桥钢箱粱安装 及斜拉索张挂施工【ＪＪ．中国港湾建设，２００５（６）：４８—５２． 【３】陈明宪．斜拉桥建造技术【Ｍ】．北京：人民交通出版社，２００４．
