[發(fā)明專利]雙塔單跨大橫向傾角空間主纜自錨式懸索橋吊索張拉方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010283308.3
• 申請(qǐng)日: 2010-09-16
• 公開（公告）號(hào): CN102021887A
• 公開（公告）日: 2011-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李傳習(xí);柯紅軍;董創(chuàng)文;張玉平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長(zhǎng)沙理工大學(xué)
• 主分類號(hào): E01D21/00
• 分類號(hào): E01D21/00;E01D11/02
• 代理公司: 長(zhǎng)沙市融智專利事務(wù)所 43114
• 代理人: 顏勇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種懸索橋的施工方法，特別涉及一種雙塔單跨大橫向傾角空間主纜自錨式懸索橋吊索張拉方法。

背景技術(shù)

自錨式懸索橋不需修建體積龐大的錨碇，對(duì)地質(zhì)條件要求低，跨徑布置靈活，且景觀效應(yīng)好。而空間主纜自錨式懸索橋，由于橫橋向傾斜的吊索將主纜拉開到一定程度，吊索和主纜均具有保向力，因此其抗風(fēng)能力強(qiáng)，動(dòng)力性能優(yōu)，越來越受到重視。迄今為止，已建或在建的空間主纜自錨式懸索橋有十余座，如韓國(guó)永宗大橋、美國(guó)舊金山新奧克蘭海灣大橋、廣州獵德大橋、杭州江東大橋、天津富民橋、青島海灣大橋大沽河航道橋等。迄今為止，空間主纜自錨式懸索橋按主塔的數(shù)量可以將其分為獨(dú)塔和雙塔；而根據(jù)邊跨有無吊索又可以將獨(dú)塔單跨（僅主跨有吊索）、獨(dú)塔雙跨（主、邊跨均有吊索），雙塔單跨（僅主跨有吊索）、雙塔三跨（主、邊跨均有吊索）；按主纜在成橋時(shí)的橫橋向傾斜程度可分為大橫向傾角和小橫向傾角，如杭州江東大橋主跨主纜在成橋時(shí)橫橋向傾角較大（達(dá)19°），而廣州獵德大橋主纜在成橋時(shí)橫橋向傾角較小（約7°），主纜成橋時(shí)的橫橋向傾角大小與主塔高度、橋梁跨度及橋面寬度相關(guān)。由于受主梁穩(wěn)定性的限制，自錨式懸索橋的跨度一般不太大，所以對(duì)相同主跨的跨度，雙塔單跨空間主纜自錨式懸索橋的主纜成橋橫橋向傾角較獨(dú)塔雙跨（或單跨）大。

無論是平面主纜自錨式懸索橋，還是空間主纜自錨式懸索橋，其施工方法一般為：下部結(jié)構(gòu)施工→主塔、加勁梁施工→主纜安裝→吊索安裝→體系轉(zhuǎn)換，其中體系轉(zhuǎn)換的功能是將由臨時(shí)墩承受的加勁梁自重轉(zhuǎn)換到吊索上，繼而由吊索傳遞給主纜，主纜傳遞給主塔。因此，體系轉(zhuǎn)換為自錨式懸索橋建造過程的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)。

目前，自錨式懸索橋體系轉(zhuǎn)換方法有兩種：第一種稱為頂升法，即先整體頂升加勁梁，然后在無應(yīng)力狀態(tài)下安裝吊索，精確調(diào)整吊索長(zhǎng)度后，解除加勁梁的臨時(shí)墩支承，使加勁梁懸吊于主纜上；第二種稱為吊索張拉法，即先安裝吊索，再分批分階段張拉吊索，將加勁梁由臨時(shí)墩支承轉(zhuǎn)化為主纜懸吊。第一種方法進(jìn)行體系轉(zhuǎn)換的優(yōu)點(diǎn)是一般不需要對(duì)吊索進(jìn)行張拉的設(shè)備，缺點(diǎn)是吊索需要調(diào)整時(shí)難度較大，同時(shí)需要較多的起頂設(shè)備、材料。第二種方法則具有較好的適應(yīng)性，自錨式懸索橋的體系轉(zhuǎn)換絕大部分采用該方法。第二種方法一般是直接張拉永久吊索來完成體系轉(zhuǎn)換，如果大橫向傾角的空間主纜自錨式懸索橋也采用這種方法，則由于空纜與成橋時(shí)的上吊點(diǎn)橫橋向坐標(biāo)相差較大，但吊索錨固導(dǎo)管的橫橋向傾角為成橋時(shí)的傾角固定不變，所以在永久吊索橫向拉開主纜，將主梁提起的過程中，極可能引起永久吊索在其鋼箱梁上的錨固導(dǎo)管口橫向彎折，影響永久吊索的耐久性，嚴(yán)重時(shí)會(huì)折斷永久吊索，出現(xiàn)安全事故。

針對(duì)雙塔單跨大橫向傾角空間主纜自錨式懸索橋，為了解決體系轉(zhuǎn)換的吊索張拉法存在的問題，現(xiàn)有的方法有兩種：第一種是采用相對(duì)較柔的鋼絲繩制作永久吊索，并在鋼箱梁上的錨固導(dǎo)管口設(shè)置一定半徑的滾輪作為轉(zhuǎn)向裝置，讓鋼絲繩吊索沿圓弧逐步轉(zhuǎn)向后錨固到梁底，如韓國(guó)的永宗大橋采用了該法；第二種是采用平行鋼絲制作剛性較大的永久吊索，但在張拉永久吊索前，先張拉幾對(duì)錨固在梁頂?shù)匿摻z繩臨時(shí)吊索將主纜沿橫橋向拉開到一定的程度，然后張拉永久吊索。但是，對(duì)于采用臨時(shí)吊索將主纜先行拉開的方法，在永久吊索張拉過程中，臨時(shí)吊索的索力會(huì)被動(dòng)地變化，有可能超過臨時(shí)吊索的控制張拉力。針對(duì)該問題，顯然可以采用在張拉永久吊索過程中，當(dāng)臨時(shí)索索力較小時(shí)將其張緊到一定程度，當(dāng)臨時(shí)索索力較大時(shí)將其放松到一定程度的方法來完成體系轉(zhuǎn)換。但是，這種方法存在兩個(gè)問題：一是放松臨時(shí)索較困難且非常不安全；二是調(diào)整臨時(shí)索索力需耗費(fèi)大量的時(shí)間，影響工期。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決平行鋼絲吊索雙塔單跨大橫向傾角空間主纜自錨式懸索橋體系轉(zhuǎn)換中存在的臨時(shí)索放松較困難、不安全且耗費(fèi)時(shí)間、影響工期的問題，本發(fā)明提供一種無需在永久吊索張拉過程中調(diào)整臨時(shí)索索力，且安全系數(shù)高、快捷方便的雙塔單跨大橫向傾角空間主纜自錨式懸索橋吊索張拉方法。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案包括以下步驟：

1）主塔、加勁梁施工，主纜安裝；

2）空纜上安裝索夾，并將貓道改吊于主纜上；

3）將各臨時(shí)吊索按照由主塔向跨中的順序張拉，使主纜沿橫橋向拉開到能讓一部分永久吊索能夠張拉而不在其錨固導(dǎo)管口彎折。臨時(shí)吊索的索力及后續(xù)的永久吊索張拉索力由施工控制有限元程序仿真優(yōu)化計(jì)算確定；