预应力混凝土自锚式悬索桥体系转换施工技术及应用

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1、预应力混凝土自锚式悬索桥体系转换施工技术及应用摘要：体系转换施工是预应力混凝土自锚式悬索桥主体施工的最后一道工序，工序复杂、施工控制要求很高。本文通过对体系转换施工技术原理、技术准备、施工机具、施工方法等的论述，介绍和总结了该施工技术的要点。关键词：自锚式悬索桥体系转换施工技术要点应用1、体系转换的原理1.1体系转换施工原理体系转换是预应力砼自锚式悬索桥施工的一大关键工作，主要是指在上部结构主缆、索夹、吊索及梁体施工完成后，通过张拉吊索和主索鞍顶推实现的。通过张拉吊索、主索鞍顶推，使梁体自身结构

2、荷载从梁体支架通过吊索转移至主缆。体系转换最终是通过主缆，将梁体结构竖向荷载传递至主塔，将主缆水平荷载传递至锚块并通过梁体自身来承担，从而使整个结构体系达到内力的自平衡状态。体系转换过程中结构内力和变形不断发生变化，从而桥面系将不断抬高以达到脱模的效果。所以体系转换是荷载由外至内不断传递的转换过程，是设计、监控、施工等各方密切配合的重要阶段。吊杆张拉一般分两个循环进行，第一循环的目的是进行体系转换，保证所有吊杆锚头能够安装上锚环，即可以拆下张拉接长杆。第二循环在落架后进行，目的是将吊杆力调整至理

3、论值，在二期铺装施工完成后吊杆力自动增长至成桥吊杆力。随后进行桥面铺装等二期恒载施工，理论上此阶段不需要进行吊杆张拉，但根据实际经验，由于二期恒载并非理论计算中采用的完全均布荷载，因此存在部分吊杆调整张拉力的可能。具体张拉吊杆顺序根据监控单位及设计单位计算确认的施工顺序进行，主索鞍顶推在吊索张拉过程中也是根据监控指令进行顶推与锁定。2、体系转换施工技术准备及施工机具配备2.1施工技术准备2.1.1测量放样，按照设计图纸要求安装好索夹、吊索。对已安装索夹的螺杆轴力再次进行复查，并使用螺杆拉伸器再次

4、复拧。对吊杆与索夹的连接进行检查，以保证体系转换时索夹及销轴连接安全性。2.1.2在吊挂实施前，需向监控单位组提供塔柱位置、箱梁线性，主缆线性，索夹位置等初始数据，监控单位采集塔根部、吊杆预埋钢套管处等元件的应力数据，修正张拉顺序以及张拉力。在张拉过程中，监控根据在每个锚杯处安装的压力环检测实际张拉力来实时修正张拉力及顺序，并要求监控单位提供塔偏允许值，在体系转换过程中以便观测、控制塔偏，保证结构安全性。2.1.3施工通道和平台准备搭设梁底施工通道和平台可利用梁底承重支架，施工通道须保证张拉机具

5、和操作人员可以沿顺桥方向顺利移动，以保证施工效率，同时施工平台应该保证张拉机具在吊索张拉处安全起降及人员安全。2.2主要施工机具2.2.1张拉千斤顶根据体系转换施工工况需求，配备满足最大量批次张拉吊杆的千斤顶（例如某一阶段张拉吊杆数量为20根，则需配备满足吊杆张拉力的千斤顶20台）；施工前，张拉千斤顶须做标定，相关压力表须校检合格，并根据张拉力计算得出油压表读。2.2.2张拉接长杆张拉接长杆根据空缆线性及吊索长度来确定，材质一般选用40Cr，外径与吊杆锚头内径匹配。施工前按要求加工足够的接长杆和

6、张拉组件，使用前应进行试连接，包括接长杆与吊索锚头的连接、工具锚圈和接长杆的连接等，以检查各连接件之间的牙型匹配情况。2.2.3张拉反力座张拉反力座数量根据张拉千斤顶配备加工，一般根据张拉点张拉力大小及锚头直径大小设计。3、施工方法概述3.1施工方法体系转换施工主要是在吊索锚垫板下根据监控指令用千斤顶同步、对称顺序进行张拉吊杆，以主缆变形量、吊索力、伸长量和索塔偏移量等作为控制参数，通过施加外力使混凝土梁逐渐脱离模架，同时不断调整，达到预期效果。吊索张拉示意图上图是正常情况下吊杆张拉时的示意图，

7、安装张拉组件时应先装接长杆与吊索锚杯连接，然后依次安装工作锚圈、工具锚圈和张拉千斤顶，最后锁定张拉螺母。张拉组件安装好后，将千斤顶与油泵油路连接，在监控指导下，千斤顶同时启动，分级加载，至指定张拉力相应的油压之后停止，监测人员测定吊索拉力符合要求后，人工旋紧工作锚圈到位，使锚圈密贴锚垫板，最后再卸压锚固。由于脱模状态吊索的长度大于成桥状态，因此在脱模状态下，大部分吊杆不能正常锚固，而需要通过接长杆将吊杆接长锚固。张拉时，首先将吊索与接长杆连接，穿入锚管，然后通过千斤顶分次张拉至设计张拉力并锚固。

8、3.2体系转换施工顺序吊索的张拉，是在监控的指导下严格遵循监控单位提供的数据进行，包括张拉顺序和张拉力。3.3主索鞍顶推在体系转换过程中，由于吊索张拉是从中跨开始，而且中跨恒载比边跨重，随着外力的不断增加，主跨主缆的张力也不断增大，这将给索塔带来很大的水平推力。为了平衡索塔两侧的水平力，防止索塔出现较大的偏移量，导致塔根应力过大，需要改变索鞍的位置，使索鞍向主跨方向推移。体系转换的过程也是索鞍不断向中心移动的过程，需要同步进行索鞍顶推工作。索鞍的顶推次数、顶推量按照监控提供数据严格执行。顶推前，