武穴长江公路大桥斜拉索张拉及索力调整控制

刘占兵,叶恒梅

(1.湖北省建设投资集团有限公司/湖北省路桥集团有限公司,湖北 武汉 430000;
2.湖北交通职业技术学院,湖北 武汉 430000)

武穴长江公路大桥是麻阳高速的组成部分,连接已通车的麻阳高速-麻城至武穴段与黄黄高速,该桥WX-1标工程范围为黄黄高速至武穴长江大桥跨中合拢段。大桥主桥采用主跨808 m的双塔六跨不对称混合梁斜拉桥,桥跨布置为(80+290+808+75+75+75)m PK钢箱混合梁斜拉桥。全桥共104根斜拉索,标准强度为1 770 MPa。斜拉索采用Φ7 mm高强度、低松弛钢丝,每个索面由26对高强度平行钢丝斜拉索组成。主桥钢箱梁段顺桥向标准索距为15 m,北边跨钢箱梁尾索区标准索距为11 m、9 m,北边跨梁段标准索距为9 m。最长索长为441.908 m,重35.308 t。

斜拉索张拉设备进场后须进行静载试验,试验荷载为设计牵引力和张拉力的1.2倍。斜拉索张拉在塔端进行,梁端挂索完成后即可开始塔端牵引与张拉。根据钢箱梁悬臂状态,斜拉索分再次张拉,桥面吊机前移之前第一次张拉,安装完成后第二次张拉。斜拉索前后两次四根张拉同时对称进行,以防止索塔承受过大的弯曲应力。为减少温度、日照对张拉和梁体标高的影响,斜拉索第二次张拉应于晚上9∶00至第2 d日出前完成。张拉过程采用分级张拉,以每10 t为一级缓慢进行,同时作好张拉记录。

武穴长江公路大桥张拉采用应力应变双控措施,以控制拔出量为主,张拉力为辅。张拉时,施工监控单位测定索力后与油表读数相互校核,确保索力最终控制在2%以内。拉索张拉过程中必须同时进行高程、塔柱变形观测并与设计变位值校核,索塔两侧对称的拉索应同步张拉,并记下当天的温度。斜拉索正式张拉分两次,架桥机吊装钢箱梁节段上桥,完成焊接连接后,安装并第一次张拉对应斜拉索,架桥机前移至待吊下一梁段位置后,第二次张拉斜拉索。斜拉索张拉流程为:安装张拉设备→启动油泵进油张拉→锚杯螺母跟进锚固→应力、伸长量控制→压力传感器读数控制→伸长量校核→紧固锚杯螺母。

(1)调索目的

为改善主梁和索塔结构的受力状态,需要对斜拉索进行索力调整。斜拉索调索主要在中跨合龙前进行一次调索,除满足合龙线形要求外,还应纠正塔的变形,使索塔偏移量控制在设计允许范围内;
当成桥后二期恒载施加以后进行全桥索力调整,除控制线形外,对索力进行调整,使索力终值误差以及高次超静定梁的受力状态达到设计要求的2%以内。

(2)主跨合龙后全桥索力调索与控制

武穴长江公路大桥主梁合龙后,进行了全桥通测及索力调整。结合现场二期恒载施工情况以及调索前后的通测结果,共进行了3次索力调整。现以大桥南塔斜拉索为例,将南塔上下游成桥索力设计值与实测值及偏差列于表1。

表1 成桥索力实测值及偏差(南塔)

南塔斜拉索索力实测值与设计值对比见图1~图2。

由表1、图1和图2可以看出,南边跨斜拉索索力偏差超过5%的仅3根,最大偏差为5.7%,其余均满足施工监控方案中的监控目标要求。上下游索力差均小于2.5%。总体而言,斜拉索索力控制比较成功。

图1 南塔上游索力实测值与设计值

图2 南塔下游索力实测值与设计值

在斜拉索施工过程中,斜拉索张拉是成桥索力控制的关键,武穴长江公路大桥全桥共计26根斜拉索,针对斜拉索张拉及调索精度要求高,斜拉索安装质量要求严格等特点,采用分级同步对称张拉等施工工艺及索力调整控制的施工技术,解决了大跨径斜拉桥斜拉索施工技术难题,确保了斜拉索张拉质量和施工安全,从而达到索力及线形有效控制的目的。

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