山区钢桁梁悬索桥主梁架设方法及应用_论文__墨水学术,论文发表,

所属栏目：项目管理论文范文发布时间：2011-02-25浏览量:222

副标题#e#
　　山区钢桁梁悬索桥主梁架设方法及应用
　　吕治国
　　（湖南省高速公路管理局，湖南长沙，410016）
　　摘要：本文从分析钢桁梁架设单元和顺序入手，对山区钢桁梁悬索桥主梁架设方法中的带桁运行跨统吊装法和顶推施工法进行探讨，并运用具体工程实例对刚性轨道全长顶推施工工艺进行了说明。
　　关键词：山区钢桁梁悬索桥；架设方法；刚性轨道全长顶推
　　0引言
　　无论是国内还是国外大跨度悬索桥一般都修建在平原或是海洋上，主梁的架设节段也主要借助驳船进行水平运输然后通过吊机垂直提升。这对架设在大江和海面上的大跨悬索桥无疑是一种效率很高的架设方法。但是随着我国国民经济飞速发展以及西部大开发的政策实施，许多高等级公路在崇山峻岭V型峡谷中穿越时将出现大跨径悬索桥。例如贵州坝陵河大桥（1088m）和湖南矮寨特大悬索桥（1176m）。这些山区悬索桥与世界上已经建成大江大河，近海悬索桥不同，其一是桥下地形崎岖，没有运梁条件，其二是桥高数百米，起吊高度远超过一般吊机要求。主梁架设水平运输困难。到目前为止可以说中国山区悬索桥架设主要采用的是桥面吊机方法和缆索吊装方法。
　　1钢桁梁架设单元与架设顺序
　　1.1假设单元
　　钢析梁悬索桥加劲析架由总多杆件组成，因此其架设方法较多，从架设单元来分，钢析梁悬索桥的架设方法可以分为以下三种:单根杆件架设、平面构件架设和立体节段架设。
　　采用何种架设方法需要根据工程实际情况确定，一般而言，当条件具备时采用立体节段架设可在缩短工期的同时提高精度。早期美国、欧洲及近代日本，大多采用立体节段架设钢析梁悬索桥，当对某些部位有困难时局部采用平面构件架设甚至单根杆件架设。
　　值得注意的是，无论是单根杆件架设、平面构件架设还是立体节段架设，均需考虑架设构件引起的主缆变位对加劲析梁和吊杆的内力影响，施工中应加强控制，保证安全。
　　1.2假设顺序
　　钢析加劲梁的架设顺序一般可以分为两种，一种是从桥塔两侧分别向主跨跨中和两侧桥台推进，一种是从主跨跨中及两侧桥台向两侧桥塔推进。美国的金门桥、麦金奈克桥，欧洲葡萄牙的4月25日桥均采用第一种架设方法，欧洲的塞文桥、亨伯尔桥等均采用第二种架设方法。在日本，几乎所有的桥梁都采用了第一种假设方法。日本的明石海峡大桥，钢析加劲梁的架设顺序是边跨从桥台向桥塔推进，主桥从桥塔向跨中推进，即一座桥同时采用第一、第二两种方法。
　　2山区钢桁梁悬索桥主梁架设方法
　　中国目前修建完成的山区钢析梁悬索桥跨度均在600m以内，从表2.3可以看出，万州长江二桥、忠县长江大桥以及丰都长江大桥均采用缆索起吊法进行主梁架设。对于千米级大跨度悬索桥而言，缆索吊装法很难满足经济的要求。如果采用桥面吊机对钢析梁以单根杆件或者平面构件为单位进行架设，则由于工艺和设备水平所限，施工周期将大大延长，不能满足我国桥梁建设对于工期的要求。在针对矮寨悬索桥施工技术方案设计中，同济陆宗林教授级高工提出的加劲梁“带析运行跨缆吊装法”和肖汝诚教授提出的主梁顶推施工法。
　　2.1带桁运行跨统吊装法
　　带桁运行跨缆吊装法是通过带桁运行跨缆吊机将加劲梁起吊并带梁运行到相应地点提升安装的一种方法，该法关键是设计出能带析运行大重量节段的跨缆吊机。
　　跨缆吊装法工序如下：
　　（1）预拼场起吊。带精跨缆吊机从近桥塔处起吊预拼好的钢析梁节段。
　　（2）桁梁滑移到指定位置。带桁跨缆吊机和吊装的主梁一起在主缆上滑行，直到到达指定位置。
　　（3）指定位置提升安装。带桁跨缆吊机运行到指定位置后，提升钢v梁节段，就位后安装。
　　（4）跨缆吊机空载返回。
　　（5）钢桁梁合龙。按(1)~（4）同样工序进行直到钢桁梁合拢。
　　2.2顶推施工法
　　同济大学肖汝诚教#p#副标题#e#授针对矮寨悬索桥钢桁梁施工提出四个顶推技术方案，这里介绍其中的整体滑移法。整体顶推滑移法需在临时吊索下端设置滑轮组件，并在加劲精梁上缘设置纵向滑移梁，然后利用滑轮组件夹持滑移梁整体向前推进。其主要施工要点如下：
　　（1）在主缆索夹上扣吊可调式临时吊索。
　　（2）吊索下端设置滑轮组件(吊索为固定锚具)
　　各滑轮组件在纵、横向均用杆件连接，纵向固着于桥塔上，以防止滑轮组件随着加劲梁纵向移动。
　　(3}在加劲桁梁的上弦顶面设置滑移梁，滑轮组件夹持滑移梁；
　　（4）在加劲梁前段设置导梁；
　　（5）加劲梁由固定于吉首岸的千斤顶进行顶推纵移；临时吊索的滑轮组件逐个扣入滑移梁，吊住加劲梁纵向滑移；
　　（6）操纵高压油泵，驱动提升千斤顶的油缸随时调整吊索长度，进而调整滑轮组件的位置(高程)，即保持加劲梁在正确的高程和平顺的线形上前移(即消除由于荷载不断变化而导致的主缆挠度变化—由“工程控制程序”控制)；
　　（7）顶推从吉首岸出发，直至加劲梁架设完成，在茶洞岸合拢，最后一次调整临时吊索长度，把主梁调整到成桥线形；
　　（8）在没有临时吊索的索夹上安装永久吊索；
　　（9）拆卸临时吊索及其附属设施，安装其余的永久吊索；
　　(10)安装加劲梁的其它构件、设施并铺设桥面。
　　3工程实例
　　3．1工程概况
　　吉首至茶洞高速公路是国家规划的八条西部公路大通道中长沙至重庆公路通道的重要组成部分。其中矮寨特大悬索桥系控制性工程。矮寨特大悬索桥设计跨径为1176m的钢桁加劲梁悬索桥。主缆直径85cm吊索对1000.5m桁梁进行悬吊支承。主桁中心线处高为7.5m，全宽为27m，桥面系宽为24.5m。钢桁加劲梁桁高7.5m、宽27m、节间14.5m、重120t。矮寨特大悬索桥主梁架设因为本桥桥位特殊、复杂的地形条件而体现了相当大的难度。
　　3.2刚性轨道全长顶推
　　(1)架设步骤
　　在加劲梁上缘设置纵向滑移梁，然后利用滑轮组件夹持滑移梁整体向前推进。其主要施工要点如下:
　　①在主缆索夹上扣吊可调式临时吊索。如图1。②吊索下端设置滑轮组件(吊索为固定锚具)。如图2。
　　图1临时吊索上端构造
　　图2临时吊索下端构造
　　各滑轮组件在纵、横向均用杆件连接，纵向固着于桥塔上，以防止滑轮组件随着加劲梁纵向移面设置滑移梁，滑轮组件夹持滑移梁。③在加劲柑梁的上弦顶面设置滑移梁，滑轮组件夹持滑移梁。④在加劲梁前段设置导梁。⑤加劲梁由固定于吉首岸的千斤顶进行顶推纵移;临时吊索的滑轮组件逐个扣入滑移梁，吊住加劲梁纵向滑移。⑥操纵高压油泵，驱动提升千斤顶的油缸随时调整吊索长度，的位置(高程)，即保持加劲梁在正确的高程和平顺的线形上前移断变化而导致的主缆挠度变化。⑦顶推从吉首岸出发，直至加劲梁架设完成，在茶洞岸合拢，吊索长度，把主梁调整到成桥线形。⑧在没有临时吊索的索夹上安装永久吊索。⑨拆卸临时吊索及其附属设施，安装其余的永久吊索。⑩安装加劲梁的其它构件、设施、铺设桥面。进而调整滑轮组件。
　　(2)工艺特点
　　该方法充分体现了“顶推”工艺全长连续、施工安全的优点对缩短工期极具重要的意义。
　　悬索桥是目前跨越能力最大的桥梁，钢析梁悬索桥是现代悬索桥起步阶段采用最多的形式。山区钢桁梁桥施工工艺研究，由于国内钢桁梁悬索桥刚刚起步，在山区修建大跨钢桁梁悬索桥又是前所未有的挑战，研究高效山区钢析梁悬索桥施工方法极有意义。
　　参考文献：
　　[1]钱冬生陈仁福.大跨度悬索桥的设计与施工.成都:西南交通大学出版社，1999
　　[2]彭旺虎邵旭东胡建华廖建宏.大跨度悬索桥钢桁加劲梁的选型研究.北京交通大学
　　学报，2006
　　[3]陈明宪.矮寨特大桥方案研究.中国土木工程学会桥梁与结构工程分会编.第十七届
　　全国桥梁学术会议论文集.北京:人民#p#副标题#e#交通出版社，2006