大跨度悬索桥落梁法成桥施工技术研究

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1、大跨度悬索桥落梁法成桥施工技术研究-建筑技术1前言　　　　悬索桥由于其自身的美观和经济性在大跨度桥梁建设中得到了广泛应用，其中的自锚式悬索桥由于不需要建设巨大的锚锭，且其桥型优美在大跨城市桥梁建设中开始得到广泛的应用。　　　　2自锚式悬索桥施工流程　　　　大跨度桥梁的分段施工时都要经历一个结构体系的转换过程，体系转换过程前后两个不同结构体系的受力特点和变形特点均不相同，但最终将转化成永久的结构体系-成桥状态[1]。　　自锚式悬索桥由于其自身固有的特点，其上部结构的施工顺序为：先采用顶推、分段预制吊装或支架现浇方法施工悬索桥的加劲梁，在主塔及加劲梁均施工完成后进行主缆的安装，然

2、后进行吊索安装，最终完成全桥的体系转换。自锚式悬索桥的体系转换过程，通常采用张拉吊索法来完成[2-3]。张拉吊索法通过在安装吊索的过程中不断调整吊索的连接长度从而使加劲梁的恒载作用逐渐转移由主缆承受，通常张拉吊索法需分三级进行，且需对每根吊杆进行张拉调整，因此施工作业周期长，对于施工机具的占用多，且施工费用较高。落梁法则依靠进行加劲梁施工的临时墩先顶升加劲梁，然后无应力安装所有吊索，最后一次落梁形成体系。显然，落梁法与张拉吊索法相比具有施工周期短，施工机具占用少，施工费用低的优点。　　本文结合长沙市三汊矶大桥的施工情况，对一次落梁法成桥的施工技术中需要进行控制的施工参数进行了

3、研究和探讨，对落梁法进行体系转换的施工技术的发展应用具有参考价值。　　　　3三汊矶大桥落梁法施工情况　　　　3.1三汊矶大桥工程简介　　三汊矶湘江大桥是湖南省长沙市二环线上跨越湘江的重点工程。该桥的主跨为五孔的双塔双索面自锚式悬索桥，其总体布置示意见图1；主孔跨径328m，两边孔132m，两次边孔70m。成桥状态矢跨比：中跨为1/5，边跨为1/10.6。加劲梁型式为单箱五室扁平闭口钢箱梁，采用Q345d钢。全桥箱梁分标准梁段、索塔附近区段、主锚锚固段及压重节段。吊索与主缆连接方式为上下销接式，吊索在钢箱梁上的锚固采用通过锚拉板的销接连接。显然，吊索的这种连接方式最为简单，但无

4、法进行吊索的张拉施工，因此无法应用张拉吊索法进行体系转换。　　　　3.2三汊矶大桥临时墩跨径布置　　在三汊矶大桥施工期间，为了满足湘江的通航要求，结合考虑标准钢箱梁的重量（约200t），对钢箱加劲梁采用多点连续顶推方法使其到位，考虑到顶推钢箱梁施工中的安全性和经济性，全桥设置了6个临时墩（编号依次为LSD1～LSD6），其跨径布置见图1。根据滑道布置情况，横桥向设置了2个单独的临时墩，其中心距为22.8m。每个临时墩采用4根Φ1.5m钻孔桩作为基础，再用4根Φ1200×12mm钢管接长至设计标高，4根钢桩之间通过型钢、节点板连接成整体共同受力。为了进行加劲钢箱梁的起顶，在钢桩

5、顶先设置横桥向分配梁，然后分配梁顶设置纵向滑道梁，分配梁及滑道梁均采用钢板焊接制作。在滑道梁两侧设置起顶牛腿，以便在钢箱梁被顶推就位后，可起顶较大高度来安装吊杆。　　　　3.3三汊矶大桥的落梁法施工简介　　对于三汊矶大桥，待全部钢箱梁按照成桥线型标高顶推施工就位后，通过起顶中跨的LSD2-LSD5这4个临时墩顶上事先设置好的顶推滑道，根据空缆与成桥主缆线形的变化情况，将加劲钢箱梁沿竖向起顶一定的高度，使得吊索能在无应力状态下安装就位，待全部吊索安装完成后，逐步落梁至各梁段的成桥设计标高，使主缆和吊杆共同承受原本由4个临时墩承受的钢箱梁荷载，以达到完成体系转换的目的。　　　　起

6、顶时11、12号墩钢箱梁竖向位置不变(事先在压重梁段上压重)。因临时墩支反力较大，若采用千斤顶直接顶升钢箱梁，则在滑道与箱梁结合部位处易产生应力集中而造成钢箱梁局部屈曲变形，故可通过起顶滑道梁上、下游两侧设置在分配梁位置的钢牛腿(每一滑道梁设4个)来起顶滑道梁，进而起顶钢箱梁，然后在无应力状态下安装吊杆，安装完毕后再逐步落梁。起顶过程中在滑道梁与分配梁之间加设钢垫块，以逐步将钢箱梁起顶到设计位置（钢垫块高度根据实际情况确定）。对每一滑道梁采用4台千斤顶，每2个千斤顶共配1台油泵，以尽量做到同步均匀地起顶滑道梁。　　　　4三汊矶大桥落梁法成桥的施工过程仿真分析　　　　4.1钢箱

7、梁起顶施工过程仿真分析模型　　施工技术方法确定后，必须考虑具体施工过程中的控制操作流程，而决定操作流程的是结构安全性，包括各临时墩的起顶安全性、钢箱梁的应力及变形安全性等。为此建立施工过程的仿真分析模型，以确定每一顶升点的顶升量、顶升分级数及安全稳定性等，从而能够。运用大型通用有限元分析软件建立平面非线性有限元仿真模型，图2为离散仿真分析模型。　　　　4.2钢箱梁起顶点起顶量的确定　　在钢箱梁起顶施工过程中，处理的关键在于对各起顶点起顶量的确定。由于主缆自由悬挂状态与成桥状态的索夹节点存在一定的竖向位移