[發明專利]一種先纜后梁的自錨式懸索橋設計與施工方法

在審

• 申請號: 201911120151.X
• 申請日: 2019-11-15
• 公開（公告）號: CN110761168A
• 公開（公告）日: 2020-02-07
• 發明（設計）人: 沈佳偉;尹冉;崔正春;劉德寶;張紅星;陳文敏;黃鑫;王巍;吳文清;王亮東;郭萬中;游川;李曉峰;肖灑;朱恩錢
• 申請（專利權）人: 浙江省交通規劃設計研究院有限公司
• 主分類號: E01D11/02
• 分類號: E01D11/02;E01D21/00
• 代理公司: 33224 杭州天勤知識產權代理有限公司
• 代理人: 王琛

本發明公開了一種先纜后梁的自錨式懸索橋設計與施工方法，包括：(1)施工橋塔、橋墩，施工主梁錨固段；(2)施工臨時錨錠，安裝臨時扣索；(3)進行主纜架設，同步張拉臨時扣索；(4)吊裝主梁節段，頂推橋塔頂部主索鞍和張拉臨時扣索；(5)主梁形成整體，拆除臨時扣索，完成體系轉換。本發明具有受力清晰、便于監控且不中斷橋下通航等優點，施工方法較為簡便，便于設計與監控；與先梁后纜施工方法相比，本發明能保證橋下通航要求，避免了在河床較深的河道中搭設滿堂支架、臨時墩等臨時措施，可以解決位于橋下通航要求較高、河床較深處的自錨式懸索橋施工難題，進一步提升大跨度自錨式懸索橋的競爭力。

技術領域

本發明屬于橋梁設計與施工技術領域，具體涉及一種先纜后梁的自錨式懸索橋設計與施工方法。

背景技術

自錨式懸索橋與傳統地錨式懸索橋的最大區別在于：前者主纜錨固于主梁上，后者主纜錨固于大地上。由于自錨式懸索橋的主纜錨固于主梁上，導致其主梁在成橋后受到巨大的水平分力；在施工過程中主梁是逐步拼裝成整體的，只有當主梁形成整體后才能承受較大的主纜水平分力；因此，如何將主纜水平分力轉移至主梁上成為自錨式懸索橋設計與施工的關鍵技術之一。

傳統的自錨式懸索橋施工方法主要是先梁后纜法，其施工步驟為：先將主梁形成可以承受水平力的整體，再通過張拉吊索及主索鞍頂推，將主纜水平分力不斷傳遞至主梁上；根據主梁架設方法的不同，先梁后纜法又可分為支架施工、頂推施工及大節段吊裝等。

支架施工法雖施工簡便，但對于跨度較大、河床較深且有臨時通航要求的橋址，支架法施工造價急劇增加，因此對于跨度較大且有臨時通航要求的自錨式懸索橋，支架法施工便不再適用。頂推法施工可滿足有橋下通航要求的橋梁，但是存在鋼箱梁應力集中和滑道脫空等問題，且導梁高度較高，有可能侵占通航凈空，為減少鋼箱梁應力，需架設較多臨時墩，不適用于橋下通航等級較高的自錨式懸索橋。大節段吊裝法可滿足橋下臨時通航要求，且節段吊裝施工較為簡單，由于主梁架設后存在初始內力及初始線形，雖可通過設置主梁預拱度使主梁成橋線形滿足設計要求，但無法消除初始內力的影響，將會導致成橋后主纜、吊桿等不滿足合理成橋狀態。

公開號為CN105648917A的中國專利提出采用纜梁同步的施工方法，主梁采用頂推施工，在頂推施工中同時進行主纜施工，其本質就是采用主梁頂推的先梁后纜施工方法，由于要設置導梁、臨時墩等構件，對于臨時通航等級較高的河道不再適用。因此，新的先纜后梁施工方法受到關注，先纜后梁施工方法的步驟是：在主梁形成整體前，先架設主纜，隨后吊裝主梁，通過設置臨時構件來承擔主纜力；先纜后梁要解決的關鍵性問題是：在吊裝主梁過程中主梁的自重，或者說主纜水平分力由誰來承擔？

公開號為CN107059637A和CN106149569A的中國專利提出了采用臨時鋼塔和臨時斜拉索的方法進行懸臂拼裝主梁節段，施工中由臨時鋼塔和臨時斜拉索先承受主梁自重力，待主梁形成整體后進行吊索張拉施工，實現體系轉換；為了充分利用臨時斜拉索的拉索力，該施工方法往往需要較高的臨時鋼塔，從而導致鋼塔縱向剛度較小，對主梁節段定位和監控帶來困難。隨著跨度的加大，臨時鋼塔可能比永久橋塔造價更高。

公開號為CN106149569A、CN204418031U和CN104652285A的中國專利提出采用塔-梁臨時錨固裝置，通過該臨時錨固裝置來承擔施工過程中的主纜水平分力；但隨著自錨式懸索橋的跨度不斷加大，主纜的水平分力也在不斷加大，主梁和墩塔之間的臨時固結以及墩塔自身的抗推剛度限制了自錨式懸索橋跨度的進一步加大。

發明內容

鑒于上述，本發明提供了一種先纜后梁的自錨式懸索橋設計與施工方法，其通過設置臨時錨錠和臨時扣索，由臨時扣索承擔施工過程中的主纜水平分力并將其傳遞至臨時錨錠，以實現后續的主梁吊裝施工，能夠在施工過程中平衡主纜水平分力。

一種先纜后梁的自錨式懸索橋施工方法，包括如下步驟：

(1)施工橋塔、橋墩、邊跨主梁、錨跨主梁以及主梁錨固段；