陈培标
中交三航局厦门分公司，福建 厦门 361006
[摘 要] 双鱼岛内环北路桥为无背索独塔斜拉桥，拉索以塔柱后背作为锚固点，通过索道预埋管斜穿实心主塔。索道管预埋钢管长，且受主塔柱分节段施工影响，整段安装施工难度大、精度要求高，成本较高。本工程超长索道预埋管采用分段施工，可靠性、经济性大大提高。
[关键词] 超长索道预埋管 分段方案 精度控制
1 索道预埋管分部
主塔斜拉索分部于桥梁中央分隔带，共有10对索（20根斜拉索），分别表示Cb1、Cb2、Cb3、Cb4、Cb5、Cb6、Cb7、Cb8、Cb9、Cb10。斜拉索索体截面形式从Cb1至Cb6为（85-7型），从Cb7至Cb10为（73-7型）。相对应索道预埋管规格从Cb1至Cb6为（?245×12mm型），从Cb7至Cb10为（?219×8mm型）。
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图1 桥梁总体形象图
2 索道预埋管分段
内环北路桥主塔索道预埋管一共有20根，单根长度4.5m～16.5m，单根重量281～1030kg。根据主塔分节段施工要求，而索道预埋管长度超长，将相应索道预埋管，横跨主塔节段进行分段。
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图2 索道预埋管分段图
3 超长索道预埋管施工技术
3.1 工艺原理
3.1.1 分段考虑因素
根据索道预埋管长度及主塔施工分节段位置，综合考虑主塔节段高程、索道预埋管安装条件及精度要求，将预埋管进行分段。
3.1.2 分段位置
按索道预埋管横跨主塔节段数量及安装位置难易要求进行分段。举例说明：Cb1索道管(长度15.872m)横跨三节段主塔，将预埋管分段连接处设置在第二节段主塔，从而Cb1预埋管长度分为（5.374m+10.498m），既能满足超长预埋管安装条件又能满足两段预埋管对接精度。依照该方法确定其余预埋管分段位置。
3.1.3 分段模拟
施工吊装机械为塔吊，属于垂直吊装设备，而预埋管安装成品后为斜边，对于垂直吊装设备有一定难度，需进行改进。利用AutoCaD图形软件进行位置模拟，考虑劲性骨架已经安装完成，将对预埋管安装造成一定难度。综合上述两个因素进行模拟。
3.1.4 分段方案确认
由于预埋管安装将直接影响斜拉索后续的安装精度，通过分析模拟确认预埋管施工方案。以主塔塔体施工分段要求为前提，根据预埋管自身安装、精度要求高的特点进行合理改进论证。最后结合现有施工条件要求进行分段。
3.2 超长预埋管制造
（1）原材料控制
根据设计图纸要求预埋管采用q345C钢材，并通过镀锌对预埋管外表面进行防腐处理。原材料进场后需进行取样检测，满足要求方可使用。
（2）下料长度控制
由于预埋管长度将影响斜拉索索体长度，对于预埋管长度控制是施工过程重要环节之一。预埋管一端属于斜拉索塔端锚点位置，另一端属于主塔模板施工过程内边缘。
下料时，利用固定模架进行固定根据每段预埋管分段处进行精确测量后，采用专业切割机进行切割。切割完成后再次进行测量两个预埋管长度，并进行拼接后测量总长度。同时进行预埋管下口坡口切割，切割时在预埋管上进行测量标记出需切割坡口位置。施工过程均将预埋管固定于台座上，并对切割分进行试验，得到切割缝消耗宽度为0.5mm，事先预留相应长度。
（3）分段处连接
预埋管分段连接采用法兰盘连接，利用高强螺栓进行固定。考虑主塔施工过程混凝土水泥浆在连接处渗透，法兰盘制作时设置突出小槽口并增加橡胶垫圈。法兰盘制作完成与预埋管进行焊接控制法兰盘平整度，法兰盘连接完成进行试拼装，检验连接口平整度、预埋管总长度。
（4）预埋管表面处理
预埋管进行镀锌之前，需进行内外表面除锈处理，并打磨防止毛刺残留，镀锌后发生结块现现象，影响后续斜拉索穿束；并对法兰盘连接处进行打磨平顺，不得出现错台。镀锌过程由于预埋管长度较长，需控制镀锌厚度、平整度，及时清除流挂现象，保证镀锌完成预埋管内壁光滑，并标记预埋管序号。
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图3 索道预埋管分段连接图
3.3 超长预埋管安装
3.3.1 预埋管安装顺序
①劲性骨架安装、②单个管重量确定、③吊点位置确定、④劲性骨架上安装定位架、⑤预埋管吊装临时就位、⑥测量固定。
3.3.2 预埋管安装机具
预埋管安装采用塔吊进行吊装，吊装过程利用牵引绳进行牵引防止预埋管碰撞产生变形。
3.3.3 预埋管吊点确认
根据每个分段预埋管自重，确认预埋管倾斜角度（21°15′41″）计算吊点布置位置。每根预埋管吊点设置两个吊点，通过计算确定相对位置，标记吊点。举例Cb2预埋管分为两段（4.328m+11.178m），取第二段最长作为分析对象（11.178m）。分别将该段预埋管平均分为4段，取1/4、3/4处为吊点位置。根据预埋管角度大小计算：
1/4处吊点:Sinθ= X/（11.178/4），X=1.01m，同理求得3/4处吊点：Y=3.04m，从而确定两个吊点高差为Z=3.04-1.01=2.03m。
3.3.4 预埋管就位过程
通过塔吊吊装至就位点附近，受劲性骨架干扰，需将预埋管下端先固定于劲性骨架上，解除第一个吊点，利用外力牵引至劲性骨架内临时支撑架，再利用塔吊固定第一个吊点，同时解除第二个吊点，通过外力牵引，直至预埋管全部放置临时支撑架。
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图4 索道预埋管安装过程图
3.4 超长预埋管精度控制
内环北路桥主塔索道预埋管在劲性骨架安装焊接结束后，进行索道预埋管的安装定位。预埋管根据分段要求进行分段安装，安装过程需准确分段位置、下口、锚固点坐标准确无误。确定后进行固定于劲性骨架上。
3.4.1 预埋管测量控制点确定
根据设计图纸有第三方监控单位计算索力及斜拉索材料特性最终确定斜拉索锚固点位置坐标。
斜拉索预埋管修正表
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通过确定预埋管下口坐标、锚固点坐标，并在任意分度位置进行计算相应坐标点。
3.4.2 预埋管初步定位
预埋管利用外力牵引，进行微调就位至大致位置。并在预埋管设置中心点，采用小型角钢临时焊接于钢管，同时丈量出相对中心点，再利用测量设备进行坐标点控制测量，调整至初步位置。
具体定位方法：
（1）在全站仪的配合下，按照索道预埋管的倾斜度，焊接一高一矮的两条水平横撑。
（2）在水平横撑上利用全站仪测量，定位重量较轻的索道预埋管定位模具，使模具的中心与索道预埋管的中心轴线吻合。
（3）焊接定位模具，使其牢固与劲性骨架连接。
（4）吊装索道预埋管放置在模具里面，利用外力牵引使索道预埋管可以顺着模具在中心轴线上下移动来调整三维坐标。
通过上述几个步骤调整，索道预埋管完成初步定位。
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图5 索道预埋管中心构造图
3.4.3 预埋管精确定位
通过初步定位后进行第一次测量坐标点放样控制。先确定预埋管下口位置坐标（X,Y,Z），利用外力牵引先进行Z轴微调就位，同时调整上口Z轴位置就位，依次进行X,Y轴位置就位固定。
具体定位方法：
1．索道预埋管精确就位利用全站仪进行定位，保证全站仪在合适温度、测距、后视点精度。
2．利用定位磨具进行索道预埋管重复测回固定、调整。
3．将测量索道预埋管口，固定观测棱镜，只要调整管口的标高、平面位置即达到设计要求，索道预埋管的安装定位完成。
4．加固索道预埋管与劲性骨架牢固连接，回收定位模具，以重复使用。
5．索道预埋管上下口坐标定位完成后，进行固定加固，最后需进行最终校核，满足要求。
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3.4.4 预埋管分段定位
分段预埋管定位需增加部分工序，在第一段预埋管定位按上述方法进行，第二段预埋管定位是先对第一段预埋管上口进行复测。进行第二段预埋管安装与第一段预埋管采用螺栓固定完成后，进行上口坐标复核。当不能满足要求时，利用橡胶圈在连接处进行调整，以达到目标坐标位置。
4 索道预埋管分段取得效益
通过对超长索道预埋管进行分段施工，在工艺改进后起到三方面效益：
质量效益：
合理划分分段位置及数量，确保预埋管安装过程可靠及安全性得到保障。分段施工，使测量精度控制提高，吊装过程能够更准确，避免超长索道预埋管太长产生扰度变形，影响斜拉索安装。
工期效益：
分段制作、安装过程提高安全性、可控性，提高工作效率，使工期相对提前。若采用整体安装每个预埋管需另增加2个工日，全桥共有7对索14根预埋管，以此计算节省28个工日。
成本效益：
整体吊装与分段吊装对比：需增加人工6人每人每天150元，增加手拉葫芦牵引设备4台每台成本600元，安装每个预埋管需增加2个工日。且在后方搭设临时钢管支架平台，需人工2人2天，钢管采用租赁需2吨每吨每天租金80元。通过工艺改进减少成本费用为150*6*28+600*4+150*2*2*7+2*80*42=38520元。
5 结束语
通过预埋索导管分节段施工工艺，减少不必要安全风险；提高了工作效率从而加快总体施工进度，节省了工期；减少了人员、其他辅助吊具及临时操作平台的投入，经济效果好；
利用该桥梁的超长索道预埋管分段施工技术成功案例，为今后类似工程的施工提供了有效的技术指导。