恩施紅旗大橋體系轉(zhuǎn)換施工技術(shù)

1、恩施紅旗大橋體系轉(zhuǎn)換施工技術(shù)摘 要：恩施紅旗大橋?yàn)椋?5+65+152+65+25）m五跨連續(xù)雙塔雙索面預(yù)應(yīng)力混凝土自錨式懸索橋，體系轉(zhuǎn)換是自錨式懸索橋整個施工過程中最重要的一環(huán)。本文以該橋?yàn)閷?shí)例, 結(jié)合國內(nèi)外同類橋梁施工經(jīng)驗(yàn), 介紹和總結(jié)體系轉(zhuǎn)換施工技術(shù)原理、施工方法和施工措施。 關(guān)鍵詞：自錨式懸索橋；體系轉(zhuǎn)換；施工技術(shù)中圖分類號：U448.25 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：AConversion Technology of Enshi Hongqi Bridge System Abstract: Enshi Hongqi Bridge is (25+65+152+65+ 25) m, five-span

2、continuous double-tower double-cable prestressed concrete self-anchored suspension bridge. The system conversion is the most important part of the whole construction process of self-anchored suspension bridge. In this paper, take the bridge as an example, combined with similar domestic and internati

3、onal bridge construction experience, introduced and summarized the system conversion construction technology principles, construction methods and construction measures. Key words: self - anchored suspension bridge; system conversion; construction technology1 工程概況紅旗大橋位于湖北省恩施市市區(qū)北側(cè)清江上游紅廟壩，大橋東接恩施市紅廟經(jīng)濟(jì)開發(fā)

4、區(qū)，西接旗峰壩村旗峰大道，是連接恩施城北新區(qū)與老城區(qū)的主要通道。主橋?yàn)椋?5+65+152+65+25）m五跨連續(xù)雙塔雙索面預(yù)應(yīng)力混凝土自錨式懸索橋，主梁為預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，采用線形流暢的魚腹式箱型截面；索塔采用凱旋門型橋塔，塔柱采用矩形實(shí)心截面，塔身高44m；主纜橫橋向設(shè)計(jì)為2根，橫向間距17.7m，矢跨比約為1/6；吊索采用高強(qiáng)鍍鋅鋼絲平行集束為索體，吊索上端采用銷接，下端采用帶連接拉桿的冷鑄錨，吊索沿順橋向間距6m。大橋總體布置見圖1,主梁斷面見圖2。圖1 橋型布置 單位：cm 圖2 主梁斷面圖 單位：cm2 體系轉(zhuǎn)換方法自錨式懸索橋體系轉(zhuǎn)換有“頂升法”、“落梁法”和“吊索張拉法”三種。

5、“頂升法”是通過降低索鞍完成主纜和吊索的安裝,然后再頂推塔頂索鞍實(shí)現(xiàn)體現(xiàn)轉(zhuǎn)換。“落梁法”是將加勁梁抬高到一定高度后進(jìn)行吊索的安裝, 通過逐步松頂、卸架的方式，使加勁梁由臨時墩支承逐漸轉(zhuǎn)至主纜支承，實(shí)現(xiàn)體系轉(zhuǎn)換?！暗跛鲝埨ā蓖ㄟ^張拉吊索將加勁梁由臨時墩支承逐漸轉(zhuǎn)至主纜支承，實(shí)現(xiàn)體系轉(zhuǎn)換。頂升法所需千斤頂噸位大，且頂推時需同步作業(yè)，施工及控制均較為復(fù)雜，目前國內(nèi)很少采用?！奥淞悍ā焙汀暗跛鲝埨ā本鶅H需要千斤頂和吊索張拉接長桿兩種設(shè)備，是自錨式懸索橋體系轉(zhuǎn)換常用的兩種方法，但考慮到恩施紅旗大橋?yàn)槲蹇邕B續(xù)預(yù)應(yīng)力混凝土自錨式懸索橋，從空纜到成橋過程中主纜位移較大，采用“落梁法”施工質(zhì)量難于控制，而“

6、吊索張拉法”通過適當(dāng)增加吊索張拉接長桿，使施工和操作更簡單，質(zhì)量更容易控制，因此該橋選用“吊索張拉法”進(jìn)行體系轉(zhuǎn)換。3 吊索張拉方案確定原則結(jié)合以往自錨式懸索橋體系轉(zhuǎn)換經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)理論計(jì)算分析，吊索張拉的順序和初次張拉力遵循以下原則1：（1）體系轉(zhuǎn)換后懸索橋各構(gòu)件的受力和線形符合設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。（2）確保吊索張拉全過程塔和加勁梁的安全，并保證足夠的安全儲備。（3）吊索上、下吊點(diǎn)連線不與鋼套管相接觸，以免吊索與套管間強(qiáng)力擠壓，劃傷吊索或損壞套管。（4）吊索張拉分兩個循環(huán)進(jìn)行，第一循環(huán)的目的是進(jìn)行體系轉(zhuǎn)換，保證所有吊索能夠安裝上錨頭的錨環(huán)，即可以拆下張拉接長桿。第二循環(huán)在落架后進(jìn)行，目的是將吊索力調(diào)整

7、至理論值，理論上在二期鋪裝施工完成后吊索力自動增長至成橋吊索力，但根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，由于二期恒載并非理論計(jì)算中采用的完全均布荷載，因此需對部分吊索力進(jìn)行調(diào)整。（5）吊索張拉次數(shù)、張拉吊索的千斤頂數(shù)量、張拉接長桿的長度盡量少或者短。4 體系轉(zhuǎn)換施工準(zhǔn)備4.1 技術(shù)準(zhǔn)備（1）對已安裝索夾的螺桿軸力再次進(jìn)行復(fù)查，并使用螺桿拉伸器再次復(fù)擰。（2）根據(jù)實(shí)測箱梁線性、主纜線型、索夾位置、主、散索鞍間的實(shí)際里程、跨徑以及預(yù)偏量等初始數(shù)據(jù)，并采集塔根部、吊桿預(yù)埋鋼套管處等元件的應(yīng)力數(shù)據(jù)，修正張拉順序以及張拉力。4.2 張拉接長桿設(shè)計(jì)體系轉(zhuǎn)換前主纜處于空纜線形狀態(tài)，吊索在主纜上的吊點(diǎn)到梁體錨固點(diǎn)之間的距離大于吊索無

8、應(yīng)力長度，為使吊索下端錨頭與梁體上的錨點(diǎn)重合，必須設(shè)置加長桿將吊索錨頭張拉至錨點(diǎn)。為了使用方便和倒用節(jié)省材料，張拉接長桿采用分段設(shè)計(jì)，每段長度2.5m，材質(zhì)選用40Cr，外徑與吊桿錨頭內(nèi)徑匹配。4.3 體系轉(zhuǎn)換張拉設(shè)備根據(jù)本橋體系轉(zhuǎn)換施工工況需求，共計(jì)需要張拉千斤頂16臺，其中400t的12臺，500t的4臺。張拉油表均采用0.4級精密油壓表，經(jīng)有資質(zhì)的檢測機(jī)構(gòu)配對校正后才投入使用。5 體系轉(zhuǎn)換吊索張拉步驟5.1 體系轉(zhuǎn)換吊索張拉吊索張拉施工是體系轉(zhuǎn)換施工的關(guān)鍵工序，張拉施工以監(jiān)控單位提供的張拉順序?yàn)橐罁?jù)，以張拉控制力為主進(jìn)行控制。通過15個階段的吊索張拉施工到達(dá)設(shè)計(jì)脫模張拉力，并在張拉的過程

9、中，進(jìn)行主索鞍頂推，其施工步驟見表1。5.2 索鞍頂推在體系轉(zhuǎn)換過程中，由于吊索張拉使主纜的張力不斷增大，這將給索塔帶來很大的水平推力。為了平衡索塔兩側(cè)的水平力，防止索塔出現(xiàn)較大的偏移量，導(dǎo)致塔根應(yīng)力過大，需要改變索鞍的位置，使索鞍向主跨方向推移。本橋主索鞍頂推分兩個階段進(jìn)行，第一個階段在第四階段吊索張拉完成后進(jìn)行，將主索鞍頂推移動即可，第二階段在第七階段吊索張拉完成后進(jìn)行，本次頂推要求將主索鞍頂推至設(shè)計(jì)位置，然后進(jìn)行永久性鎖定。5.3 索力調(diào)整體系轉(zhuǎn)換完成后進(jìn)行橋面鋪裝，主纜線形及索力等均會發(fā)生變化，因此需要整體調(diào)整索力。索力調(diào)整與體系轉(zhuǎn)換中吊索的張拉方法一樣，從中跨跨中和邊跨向主塔方向?qū)ΨQ

10、調(diào)整，吊索索力調(diào)整步驟見表2。表1 體系轉(zhuǎn)換吊索張拉施工步驟步驟操作內(nèi)容1張拉21號吊索至240kN，張拉22號吊索至240kN2張拉1號吊索至208kN，張拉42號吊索至218kN3張拉20號吊索至300kN，張拉23號吊索至310kN4張拉2號吊索至265kN，張拉41號吊索至270kN5主索鞍部分頂推6張拉19號吊索至415kN，張拉24號吊索至425kN7張拉18號吊索至520kN，張拉25號吊索至525kN8主索鞍頂推到位9張拉17號吊索至650kN，張拉26號吊索至650kN10張拉3號吊索至1490kN，張拉16號吊索至1450kN，張拉27號吊索至1450kN，張拉40號吊索至

11、1500kN11張拉4號吊索至3000kN，張拉5號吊索至2000kN，張拉14號吊索至2000kN，張拉15號吊索至2880kN，張拉28號吊索至2890kN，張拉29號吊索至2000kN，張拉38號吊索至2000kN，張拉39號吊索至3000kN12張拉5號吊索至3550kN，張拉6號吊索至3500kN，張拉13號吊索至3500kN，張拉14號吊索至3350kN，張拉29號吊索至3390kN，張拉30號吊索至3500kN，張拉37號吊索至3500kN，張拉38號吊索至3500kN13張拉6號吊索至3570kN，張拉7號吊索至3500kN，張拉12號吊索至3500kN，張拉13號吊索至334

12、0kN，張拉30號吊索至3360kN，張拉31號吊索至3500kN，張拉36號吊索至3500kN，張拉37號吊索至3560kN14張拉7號吊索至3450kN，張拉8號吊索至2500kN，張拉11號吊索至2500kN，張拉12號吊索至3275kN，張拉31號吊索至3295kN，張拉32號吊索至2500kN，張拉35號吊索至2500kN，張拉36號吊索至3415kN15張拉8號吊索至2642kN，張拉9號吊索至2868kN，張拉10號吊索至2610kN，張拉11號吊索至2510kN，張拉32號吊索至2510kN，張拉33號吊索至2610kN，張拉34號吊索至2734kN，張拉35號吊索至2638k

13、N表2 索力調(diào)整施工步驟步驟操作內(nèi)容1張拉21號吊索至3550kN，張拉22號吊索至3780kN2張拉1號吊索至3450kN，張拉42號吊索至3715kN3張拉20號吊索至3750kN，張拉23號吊索至3850kN4張拉2號吊索至3750kN，張拉41號吊索至4100kN5張拉19號吊索至37355kN，張拉24號吊索至38855kN6張拉18號吊索至3805kN，張拉25號吊索至4005kN7張拉17號吊索至3890kN，張拉26號吊索至4135kN8張拉3號吊索至3885kN，張拉16號吊索至3790kN，張拉27號吊索至4050kN，張拉40號吊索至4220kN9張拉4號吊索至3890k

14、N，張拉15號吊索至3700kN，張拉28號吊索至3930kN，張拉39號吊索至4215kN10張拉5號吊索至3725kN，張拉14號吊索至3570kN，張拉29號吊索至3765kN，張拉38號吊索至3985kN11張拉6號吊索至3540kN，張拉13號吊索至3450kN，張拉30號吊索至3595kN，張拉37號吊索至3750kN12張拉7號吊索至3335kN，張拉12號吊索至3300kN，張拉31號吊索至3395kN，張拉36號吊索至3500kN13張拉8號吊索至3165kN，張拉11號吊索至3140kN，張拉32號吊索至3175kN，張拉35號吊索至3285kN14張拉9號吊索至3095k

15、N，張拉10號吊索至2975kN，張拉33號吊索至2975kN，張拉34號吊索至3095kN6 體系轉(zhuǎn)換注意事項(xiàng)體系轉(zhuǎn)換過程中必須注意的事項(xiàng)為2：（1）成立體系轉(zhuǎn)換施工領(lǐng)導(dǎo)小組，統(tǒng)一指揮吊索張拉工作。（2）體系抓換前必須對索鞍和壓蓋進(jìn)行檢查， 確保體系轉(zhuǎn)換時主纜絲股不能在鞍槽內(nèi)產(chǎn)生滑移。（3）體系轉(zhuǎn)換前須對索夾螺栓的緊固情況進(jìn)行復(fù)檢。（4）使用千斤頂張拉前檢查千斤頂與油壓表是否配套。（5）張拉過程中要經(jīng)常檢查張拉接長桿連接是否良好。（6）體系轉(zhuǎn)換過程中應(yīng)進(jìn)行索力、主纜線形、索塔偏移等的同步監(jiān)測。（7）由于體系轉(zhuǎn)換過程中吊索需同步張拉，在多根吊索同時張拉的情況下，應(yīng)在每級張拉完成并進(jìn)行錨固后，再

16、進(jìn)行下一級張拉。7 結(jié) 語 自錨式懸索橋體系轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵在于尋求合理的成橋狀態(tài)。主梁在一期恒載作用下的線形及控制截面的應(yīng)力狀態(tài)作為體系轉(zhuǎn)換過程的控制目標(biāo)，而將吊索索力、索塔根部應(yīng)力作為約束條件，將主纜成橋線形作為校核條件，由此來尋求滿足施工控制目標(biāo)的張拉路徑，確定吊索的張拉程序。 自錨式懸索橋結(jié)構(gòu)響應(yīng)對施工幾何誤差的敏感性很強(qiáng)，且呈現(xiàn)出明顯的非線性特征，幾何誤差導(dǎo)致空纜線形產(chǎn)生誤差，進(jìn)而使吊索索力、主梁應(yīng)力等產(chǎn)生伴隨誤差。主要有：鞍座縱橋向安裝誤差、主纜錨固間距誤差、主纜長度誤差及吊桿預(yù)埋鋼套管安裝誤差等。在誤差調(diào)整與控制時應(yīng)首先校核調(diào)整鞍座縱橋向安裝誤差，然后通過錨具墊片、索鞍墊片來進(jìn)一步細(xì)微調(diào)節(jié)。吊桿預(yù)埋鋼套管安裝位置除了安裝精度要高，同時在計(jì)算預(yù)偏量時要充分考慮混凝土主梁拱度和收縮