坝陵河大桥东锚碇预应力锚固系统施工

　　摘要：主要介绍坝陵河大桥东锚碇预应力锚固系统中的预应力管道的定位测量、控制及安装，并简述了锚固系统的张拉与管道灌油施工工艺等。
　　关键词：悬索桥；锚碇；预应力管道；锚固系统；施工
　　
　　1概况
　　贵州镇新高速公路坝陵河大桥中跨主缆由2×208根索股组成，边跨主缆由2×216根索股组成。索股由2×120个锚固单元（24个单索股锚固单元和96个双索股锚固单元）组成的预应力锚固系统锚固，具体布置如图1。大桥东岸采用重力式锚碇，前锚面与后锚面之间的距离为21.0m，锚固系统预应力锚具采用特制T15-12和T15-24型优质锚具，其间采用符合YB/T152-1999标准的低松驰镀锌钢绞线连接，公称直径抗拉强度为1860MPa，钢绞线外套有预应力管道，预应力管道尺寸为：Φ152×5和Φ219.1×5，如图2。管道中灌注防腐油脂以保护刚绞线不受损坏。以下对其东锚碇预应力锚固系统的施工作作介绍。
　　
　　图1前锚面布置图
　　
　　图2锚固单元一般构造
　　2预应力管道安装方案
　　坝陵河大桥东锚碇锚固系统的预应力管道定位安装是锚碇施工中的一个重要环节，其安装精度要求较高，并且在施工过程中必须保证管道不变形，不漏浆，使预应力刚绞线能顺利穿过。为了满足以上要求,决定采用定位钢支架实现预应力管道安装,并以“分层浇筑、分节支承、分段接管”为原则，由定位支架并在其上设置定位片来实现预应力管道的安装和定位精确。
　　根据施工现场的地形条件和塔吊的起重能力,定位骨架按分层浇筑的要求进行分层加工,同时预应力管道也分段加工。每浇筑一层混凝土，就安装一层定位骨架和一段预应力管道。直到锚体混凝土的浇筑完成。其总体效果如图2。
　　图2分层安装效果图
　　2.1定位支架设计
　　根据预应力管道的施工要求，定位支架系统由基准架、定位骨架和平联组成。
　　2.1.1基准架设计
　　基准架主要由立柱和斜杆组成。依据定位骨架的安装要求，每排定位骨架的下面以一定的间距安置基准架。其中中部的基准架片两两相对拼接构成桁架结构，两边为单个片基准架。各片之间采用平联焊接连接构成整体。如图3。
　　
　　图3基准架示意图
　　2.1.2定位骨架
　　由于预应力管道在空间上斜向收敛，在设计定位骨架时采用CAD3D制图方法完成定位骨架的线型设计。
　　定位骨架主要由竖杆、平杆、斜杆和横杆组成框架结构。其中横杆的加工和拼装精度决定了预应力管道在z方向上的安装精度，其在竖向上的安装误差控制在-3mm内。如图4、图5。
　　
　　图4定位骨架单元示意图
　　
　　图5定位骨架整体示意图
　　2.2定位支架加工
　　定位支架是预应力管道定位的关键构件,加工时要严格控制杆件的尺寸。根据其结构形式制作胎膜，按照刚构件加工工艺严格操作确保各个杆件之间连接面的平整度符合设计要求。为保证预应力管道的安装精度，在制作定位骨架时，先不把横杆焊接在定位骨架上,待定位骨架安装到位后,再精确安装横杆。在基准架与定位骨架、定位骨架之间连接的杆件上预留2个螺栓孔，在安装时可以直接将支架临时固定，保证杆件焊接精度，节省安装时间，提高工作效率。为了满足定位支架的安装精度，定位支架加工完成后在地面上试拼，校核并进行编号，满足设计要求后，运至施工现场进行吊装。
　　2.3定位支架安装
　　定位支架安装时按照基准架、定位骨架和定位平联的顺序进行。根据混凝土的浇筑情况逐步加长，直到预应力管道安装完成。各个构架运输、安装过程中，要避免碰撞变形。为方便定位支架的安装，采取分节段由塔吊配合进行吊装定位。定位支架定位检测与调整采用坝陵河桥轴坐标系坐标，使用三维坐标测量的方法进行。
　　2.3.1基准架的安装
　　基准架的安装，关键在控制基准架顶面标高，以便于定位骨架的精确安装。为了方便基准架的安装，每两片先组成整体安装定位，再各组之间用型钢连成完整的框架结构。在浇筑基准架底层混凝土前，基准架底面四角先放点并预埋钢板,预埋钢板高程应比设计高程减少10mm,方便基准架的高程调整。安装时，基准架与预埋钢板先不焊接,利用塔吊调整基准架的高程,然后填塞钢板,再焊接,依此安装基准架。检测基架顶面是否达到设计位置，主要是通过全站仪采用三维坐标法。使得x值和高程误差控制在+3mm以内，确保基准架顶面高程及斜面角度符合精度要求。y方向的限差放大，在定位片的左右调节时进行控制。
　　2.3.2定位骨架的安装
　　定位骨架的安装以基准架为基础，并逐步接长安装。骨架单元的定位是支架定位中最关键的环节，考虑到加工误差及安装连接面不平引起的骨架总长变化，骨架单元定位采取的方法是：在骨架初步安装就位后，用螺栓与基准架临时连接。然后用全站仪测量骨架背面任意几点记录高程值和x值。
　　（1）
　　式中，x0、H0表示分别表示基准架顶面最高点出的x坐标和高程数值，为常数；x、H表示所测点位的x坐标和高程数值。
　　利用公式（1）计算出高程为H的情况下x坐标，再与实测坐标相比较，得出斜面位置是否正确，则可判断斜角是不是450，或通过比例的上下调整骨架单元，使得骨架单元的高程值和x坐标误差均控制在+3mm内。之后对y方向通过检测骨架同一面上的4个角点判断，并根据所测量结果与理论值相比较，进行横桥向调整，但误差值可以适当放宽，可用定位片以进行y方向的精确调整。定位骨架单元安装完成后，开始精确定位横杆的坐标位置，并安装横杆。
　　2.3.3定位片的安装
　　定位片在每段的定位骨架单元安装完毕后进行安装。定位的准确性关系到预应力管道在y方向上的精确度。放样前先计算出各个断面片架上搭放预应力管道的中心坐标。此坐标的计算主要根据各断面上，各管道中心间距的结构尺寸关系，与坝陵河大桥坐标系相联系，并计算处各点坐标值。
　　在定位片安装之前，首先在安装好的骨架上放样出3个三维坐标点，并给出该三点与定位片中心线的相对距离。据此可以将定位片基本调整到位。利用所测三维坐标，计算出横杆边线与定位片中心顶点之间的x方向距离和竖向距离（即高差），根据这2个值精确定位定位片，使得定位片中心顶点与该断面预应力管道的中心点重合，保证片架的实际定位精度达到较高的标准。
　　2.3.4预应力钢管定位安装
　　预应力管道分3段安装接长，第1段管道安装时，在后锚面模板上放样出锚点中心轴线，然后将锚垫板按轴线精确安装、检查后，将管道套接在槽口中并搭放在第一层定位骨架的定位片上。后续管道以前一段管道的接头点以及下节段上的定位片进行定位。钢管安装到设计位置后，再将管道焊接接长，检查合格后，将管道与定位片焊接。预应力管道定位示意图6。
　　
　　图6预应力管道定位示意
　　2.3.5预应力锚具和张拉槽口模板安装
　　为了保证前后锚面的预应力锚具和张拉槽口位置的准确，在锚块钢筋绑扎现场放样，现场安装。
　　对于前锚面预应力锚具和张拉槽口模板的安装，先用螺栓连接锚具与槽口模板，然后将锚具套到管道端部，临时固定。在每个槽口模板前端边角位置，从前锚面定位支架加焊伸出四根长1m角钢，形成一个与前锚面重合的面，在其上测量定位槽口模板，然后用角钢焊接固定锚垫板及张拉槽口钢筋。
　　后锚面预应力锚具和张拉槽口模板的安装方法同上。
　　3预应力张拉施工
　　当后锚面的混凝土达到100%设计强度时，方可对称张拉预应力钢束。同一块联接板上的两束预应力束应同步在前锚面单向张拉。15-12型的张拉控制力为2016.6KN，15-24型的张拉控制力为4033.2KN，按双控原则控制，引申量允许误差应控制在±5%以内。预应力张拉和灌油的施工工序为：钢绞线下料→编束→穿束→安装锚具、夹片→调整连接器张拉→封锚→孔道灌油→安装锚罩→锚罩灌油。
　　为调整索股连接器的角度，张拉前检查孔道轴线、锚具和千斤顶是否在一条直线上，并预紧。调整完成后方可进行张拉施工，张拉顺序从下往上水平对称张拉，张拉控制程序为：0→初应力10%δk→40%δk→60%δk→100%δk(持荷5min)锚固。
　　预应力管道灌油前，将前锚面的锚垫板、连接筒、连接器平板接触处涂环氧树脂，起密封作用。待环氧树脂风干后，在前锚面用真空泵抽出管道内的空气和水汽，再从后锚面向前锚面方向压注防腐油脂。最后加盖锚罩并使锚罩、橡胶垫圈、锚板之间贴合密实，使内注的油脂充实锚罩。灌注完毕后，拧紧注油及排气孔螺栓。
　　4结语
　　坝陵河大桥东锚碇预应力锚固系统的施工过程中，严格进行过程控制，确保了高精度、高质量安装，使得全部安装精度均满足设计要求。