广西路桥工程集团有限公司 广西南宁 530000
摘要：以往拱桥系杆施工时，多采用“一岸索盘放索，另一岸卷扬机牵引，河中施工船辅助”的施工方案。但随着拱桥跨度增大，以往临时系杆安装方法存在较多问题，如：临时系杆张拉后垂度较大阻碍格子梁安装、临时系杆保护难度大、系杆长度不足等。针对以往临时系杆安装存在的问题，采用12道临时横梁，在临时横梁上设置有防刮轮、限位装置，并根据格子梁线型调整临时横梁高度，可有效解决传统施工工艺存在问题，达到良好的施工效果。
关键词：临时系杆；兜吊；施工
引言
系杆拱桥是通过张拉系杆来平衡主拱产生的水平推力，对基础承载力要求较低，具有适应性好、施工速度快、跨越能力强的特点，在我国得到迅速发展。以往工程建设中，临时系杆多采用卷扬机直接牵引拖拉过河的方式安装。但随着系杆拱桥建设向大跨度、低能耗发展，临时系杆多采用永久系杆材料，采用传统拖拉过河方式安装临时系杆存在损坏系杆外PE保护层、临时系杆安装张拉挠度大等系列技术问题。本文主要针对六景郁江特大桥 “兜吊法”安装临时系杆施工技术进行研究。
1 工程概况
六景郁江特大桥为钢管混凝土下承式系杆拱桥，拱轴线采用悬链线，拱肋计算跨径265m，计算矢高58.889m，计算矢跨比为1/4.5，拱轴系数1.352。桥跨组合4×（4×30）（预应力混凝土连续小箱梁）+280（钢管砼下承式系杆拱桥）+3×（4×30）（预应力混凝土连续小箱梁）m，桥长1127m。
主桥系杆为体外预应力束，采用XGK-II15-37型全防腐型整束可换可调高强度低松弛钢绞线成品拉索，施工拱座时提前预埋锚垫板及连接筒，系杆从拱肋及其两边通过并锚固于拱座端部。每片拱肋下布置18个系杆张拉孔道，其中16束张拉永久系杆，2束预留换索孔道，端部配套锚具应具有防腐、重复张拉及可更换功能。
系杆钢绞线、吊杆钢绞线采用标准《预应力混凝土用钢绞线》（GB/T 5224-2003）Φs15.20 高强度低松弛钢绞线，其标准强度为1860MPa，钢绞线弹性模量EP=1.95×105MPa。系杆钢绞线标准强度fpk=1860 MPa，设计张拉强度为0.3fpk，控制张拉力为2880KN。
2 临时系杆安装总体方案
从拱肋下挂多道横梁系统，减小临时系杆安装及张拉挠度，并结合格子梁安装线型设置横梁系统标高，避免与格子梁安装出现碰撞；同时在横梁上部安装防刮轮及限位装置作为系杆保护措施，防止临时系杆安装过程出现损伤。临时系杆安装由一岸卷扬机牵引，另一岸索盘放索，并通过定位防刮滑轮、限位装置等辅助牵引穿过系杆预埋孔，安装两岸临时系杆锚具，进而临时系杆安装到位。
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图1 总体安装方案三维图
3 施工难点
（1）临时系杆保护难度大：设计将永久系杆材料用作临时系杆，即临时系杆通过转换设置为永久系杆，而现场施工环境复杂，系杆保护难度大；
（2）临时系杆安装难：六景郁江特大桥跨径大，主跨达265m，导致其安装挠度大。设计将永久系杆材料用作临时系杆，系杆露出拱座预埋孔工作长度不足，系杆无法进行张拉；
（3）临时系杆安装标高控制难：若跨中无支承情况下，临时系杆张拉后挠度仍达1.2m，且主桥桥面竖曲线为凸曲线，会在格子梁安装时与其空间位置上产生冲突，需设置临时兜吊系统作为临时系杆支承。而横梁系统标高影响因素众多，且横梁系统安装标高计算复杂、安装后标高测量及调整难度大，临时系杆安装标高控制难。
4 关键技术
4.1 兜吊横梁系统设计
横梁由拱肋悬挂钢丝绳吊挂，通过纵桥向水平钢丝绳固定，并考虑系杆限位及防刮伤措施。整个横梁系统由横梁、吊挂钢丝绳、水平固定钢丝绳、定位滑轮、限位装置、吊耳组成。
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图2 横梁系统构造图
4.2 横梁系统安装
将横梁系统用固定钢丝绳按设计间距连接，按安装次序梳理整齐，转移至施工船，行船至“设计横梁位置”正下方处，用工作索逐根安装横梁系统，将吊挂钢丝绳上端吊到指定标高后，用绳卡固定于拱肋处，直至全部横梁系统安装完成。后期通过预紧可达到固定横梁系统的效果，以此避免吊篮高空作业。
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图5 横梁系统安装
4.3 横梁系统标高控制
（1）横梁系统安装标高计算
主桥桥面竖曲线为凸曲线，若均按拱座处预埋孔口标高进行横梁系统安装标高控制，张拉后临时系杆仍与格子梁安装在空间上产生冲突。而临时系杆安装后直接由兜吊横梁系统支撑，因此各横梁系统标高必须经过精确计算确定。横梁系统安装标高主要影响因素有：格子梁安装标高、横梁悬挂钢丝绳松弛长度及悬挂钢丝绳伸长量。主要计算方法如下：
① 格子梁安装标高：格子梁安装标高考虑成桥设计标高、桥面经验预抬值、格子梁及桥面板等桥梁自重荷载下拱肋挠度及吊杆伸长量、二期恒载作用等，并由监控单位根据以上因素计算后给出，设定格子梁安装标高为HL；
② 横梁悬挂钢丝绳松弛长度：钢丝绳在自重作用下并不足以绷直，呈现为弯曲形态。我们将其由自然下垂状态到完全绷直状态的长度差可称之为“钢丝绳松弛长度”。根据现场统计，钢丝绳自然下垂状态时可按每米0.6mm的松弛长度计算，即lS1=0.006×LZ，其中lS为钢丝绳松弛长度，LZ为钢丝绳自然下垂长度；
③ 钢丝绳伸长量：钢丝绳伸长量是指在横梁自重、钢丝绳自重、系杆重量及系杆张拉后竖向分力等力作用下的钢丝绳伸长量，其计算方法如下：
表4.1.6-1 钢丝绳伸长量计算表
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④ 横梁系统的计算标高为（选择横梁系统顶部为参照点）：
Hh= HL+hXL-hXH+lS1+lS2
Hh为横梁顶安装标高，单位m；
HL为格子梁安装标高，单位m；
hXL为临时系杆与格子梁高差，单位m；
hXH为临时系杆与横梁系统顶部高差，单位m；
lS1为悬挂钢丝绳松弛长度，单位m；
lS2为悬挂钢丝绳伸长量，单位m。
（2）横梁系统标高调整
由于横梁在标高调整前，并未固定纵向水平钢丝绳，横梁系统在高空风力作用下摆动幅度较大，若采用传统方法，在横梁端焊接小棱镜作为标高观测点难以达到预计效果。
最终决定采用水准仪进行横梁标高观测，操作方法为：确定对应桩号处横梁设计标高→通过拱座处水准点，调整水准仪十字丝至观测横梁设计标高→利用十字丝标高调整横梁标高。所有横梁系统调整到位后，采用卷扬机预紧纵向水平固定绳，将横梁系统进行固定。
4.4 临时系杆安装
（1）牵引绳架设
用工作索吊起牵引绳，将其从拱肋处下挂钢丝绳之间穿过，从一岸通过各“横梁系统”上方，到达另一岸。
（2）临时系杆安装
系杆安装总体布置为：在一岸拱座横梁上方放置系杆索盘，于两岸拱座后方设置卷扬机，作为系杆牵引动力。把系杆牵引头与“卷扬机牵引绳”连接，一岸索盘放索，同时另一岸启动卷扬机牵引钢丝绳。利用设置的转向滑轮，并通过横梁间定位滑轮，穿过牵引岸的拱座预留孔道并露出张拉所需的工作长度，安装该岸临时系杆锚具及夹片进行固定；索盘放置岸一侧继续放索，待系杆长度达到可供该岸锚固端工作所需的长度后，用该岸拱座后方卷扬机将系杆穿过该侧拱座预留孔，安装锚具及夹片，完成单根系杆安装。
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图6 临时系杆安装
4.5 临时系杆安装防护措施
（1）系杆放索架
为使系杆顺利从索盘放出，现场采用钢板、钢管、滑轮及型钢加工放索架，其中放索架中轴可套入索盘内孔，底板可随索盘绕放索架中心转动，达到顺利放索的目的。
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图7 系杆放索架
（2）转向滑轮
由于系杆放索架与系杆安装轴线不在同一直线上，在安装时需要进行一定角度的转弯。为防止系杆转弯时与周围构筑物碰撞，及出现转弯半径过小导致PE层开裂现象，在系杆放索架与系杆安装轴线间设置转向滑轮，使系杆从放索架顺利过渡至安装位置。
转向滑轮装置由转向架、滑轮、转轴、限位杆组成，根据现场情况及系杆走向，可采用工作索悬挂、也可固定于地面。滑轮“弧形宽度”应大于2倍系杆直径，“弧形深度”应大于系杆直径，以达到系杆充分防护的目的。
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图10 转向滑轮
（3）孔口防刮轮
在系杆进入预埋孔时，系杆高度与预埋孔不一致，系杆与预埋孔极易出现刮蹭现象而使系杆PE受损。在系杆安装前，对预埋孔进行打磨，并在孔口安装防刮装置。当系杆进入预埋孔时，系杆外PE层直接与防刮装置上滚轮接触，从而避免与孔口出现刮蹭而受损。
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图11 预埋孔口防刮装置
5 结语
六景郁江特大桥临时系杆安装施工技术的应用，有效的解决了大跨度临时系杆安装技术难点。通过从拱肋下挂12道横梁兜吊系统，避免临时系杆张拉后与格子梁在空间位置上冲突，并设置完善的临时系杆安装防护装置，成功将永久系杆材料用作临时系杆，达到预期的施工效果，取得良好的工程效益。
参考文献：
[1]周水兴，何兆益，邹毅松．路桥施工计算手册[M]．北京：人民交通出版社，2001：5．
[2]JTG/TF 50—2011，公路桥涵施工技术规范，北京，人民交通出版社.
[3]GB/T14370-2015，预应力筋用锚具、夹具和连接器应用技术规程，北京，中国建筑工业出版社.
[4]GB/T18365-2001，斜拉桥热挤聚乙烯高强钢丝拉索技术条件，北京，中国标准出版社出版.
作者简介：
马文辉（1991-），男，广西桂林人，助理工程师，主要从事公路与桥梁施工技术研究。