本發(fā)明涉及土木工程橋梁技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種超大跨徑的新型斜拉式吊橋主梁的施工方法。

背景技術(shù)：

橋梁是公路、鐵路、城市和農(nóng)村道路及水利建設(shè)中，當(dāng)遇到線路中斷時(shí)為了跨越障礙(如河流、山谷等)的一種功能性的結(jié)構(gòu)物。按結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)劃分，橋梁可分為梁、拱、剛架、吊與組合體系。吊橋也稱懸索橋，是以承受拉力的纜索或鏈索作為主要承重構(gòu)件的橋梁，由懸索、索塔、錨碇、吊桿、橋面系等部分組成。吊橋的主要承重構(gòu)件是懸索，它主要承受拉力，一般用抗拉強(qiáng)度高的鋼材(鋼絲、鋼纜等)制作。

一種超大跨徑的斜拉式吊橋，較之傳統(tǒng)吊橋，具備更大的跨越能力、對(duì)材料利用能力更高、使結(jié)構(gòu)的受力更合理、經(jīng)濟(jì)性更好等優(yōu)勢(shì)，并且克服了傳統(tǒng)吊橋的剛度小、變形較大、抗風(fēng)穩(wěn)定性較差、懸索主纜下?lián)洗?、工程造價(jià)較高、極限跨徑有待進(jìn)一步提高等不足。

針對(duì)超大跨徑的斜拉式吊橋主梁的施工，由于其結(jié)構(gòu)形式和受力特點(diǎn)的要求，傳統(tǒng)斜拉橋主梁的施工方法與施工方案，無法實(shí)現(xiàn)斜拉式吊橋主梁的施工建造。因此，提出一種斜拉式吊橋主梁的施工方法，并保證其施工準(zhǔn)確與安全要求，對(duì)實(shí)現(xiàn)橋梁的一次跨越發(fā)展具有重要的應(yīng)用價(jià)值與工程意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提出一種超大跨徑斜拉式吊橋主梁的施工方法，以實(shí)現(xiàn)斜拉式吊橋主梁的施工，并保證施工過程中施工控制與安全要求。所施工的超大跨徑斜拉式吊橋結(jié)構(gòu)，包括一個(gè)水平設(shè)置的主橋主梁，在所述的主橋主梁上豎直的設(shè)有中主塔和邊主塔，所述的主塔通過斜拉索進(jìn)行錨固；在所述的主橋主梁在靠近主塔的部位設(shè)設(shè)有主橋豎向支座和縱向彈性阻尼限位器，主梁縱向依靠斜拉索索力的幾何剛度和縱向彈性阻尼限位器保持穩(wěn)定。

為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方法包括以下步驟：

一種斜拉式吊橋主梁施工方法，如下：

步驟1在吊橋的兩側(cè)的地面上施工地錨；

步驟2在安裝吊橋主塔的地面上施工橋塔基礎(chǔ)，在所述的基礎(chǔ)上設(shè)置承臺(tái)和塔身；

步驟3懸掛各主塔頂最上部的1號(hào)斜拉索，包括中跨斜拉索中的1號(hào)斜拉索和錨跨斜拉索的1號(hào)斜拉索；

步驟4提升主梁跨中梁段至安裝位置，連接中跨斜拉索中的1號(hào)斜拉索至跨中梁段、連接錨跨斜拉索的1號(hào)斜拉索至地錨，張拉中跨1號(hào)斜拉索懸吊跨中梁段，并同步張拉錨跨斜拉索的1號(hào)斜拉索保持橋塔受力平衡；

步驟4在已懸吊的跨中梁段的兩端拼裝懸臂吊機(jī)，懸掛各塔頂?shù)?號(hào)斜拉索，通過懸臂吊機(jī)起吊安裝梁段至安裝位置，連接該安裝梁段至已完成安裝的梁段；

步驟5連接中跨斜拉索中的2號(hào)斜拉索至安裝梁段，張拉中跨2號(hào)斜拉索和錨跨2號(hào)斜拉索，保證已安裝梁段的受力和橋塔的平衡；

步驟6前移懸臂吊機(jī)，重復(fù)前述的吊裝和張拉過程，從跨中兩側(cè)向橋塔安裝，與塔端梁段合龍完成主跨鋼梁安裝。

進(jìn)一步地，所述的斜拉式吊橋分為單跨結(jié)構(gòu)體系和多跨結(jié)構(gòu)體系，上述施工步驟主要針對(duì)單跨結(jié)構(gòu)體系；對(duì)于多跨結(jié)構(gòu)體系，各主跨的施工步驟中斜拉索與地錨的連接工序僅為一側(cè)連接或不連接，其他施工步驟與單跨結(jié)構(gòu)體系相同。

進(jìn)一步地，所述的多跨結(jié)構(gòu)體系，各主跨間宜進(jìn)行同步安裝；如無法實(shí)現(xiàn)同步安裝，須根據(jù)吊橋的中主塔承受不平衡力的能力嚴(yán)格控制節(jié)段差。

進(jìn)一步地，所述的主梁在施工過程中承受斜拉索的水平拉力，一般采用抗拉強(qiáng)度較高的鋼箱梁或鋼桁梁。

進(jìn)一步地，所述的跨中梁段的施工是主梁施工的關(guān)鍵。施工時(shí)，待跨中梁段拖運(yùn)至待安裝位置水面后，采用專業(yè)提升設(shè)備提升。

進(jìn)一步地，跨中梁段提升施工前，監(jiān)測(cè)施工當(dāng)天江面、海面的實(shí)際情況，盡量避免較大風(fēng)浪等惡劣天氣。

進(jìn)一步地，所述的跨中梁段安裝和張拉完畢后，進(jìn)行前幾梁段的懸臂吊裝和安裝施工時(shí)，由于此時(shí)已安裝梁段少，主梁質(zhì)量相對(duì)較輕、穩(wěn)定性差，故前幾梁段的懸臂吊裝應(yīng)同步對(duì)稱施工；待主梁的質(zhì)量和穩(wěn)定性提高后，方可在保證安全的前提下不需嚴(yán)格同步對(duì)稱進(jìn)行吊裝工作。

進(jìn)一步地，所述的斜拉式吊橋在施工時(shí)，須加強(qiáng)對(duì)主梁線形、斜拉索和主塔的內(nèi)力和變形、地錨及其周圍的受力和變形情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)和反饋；當(dāng)出現(xiàn)較大誤差時(shí)，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行修正計(jì)算和工程補(bǔ)救。

進(jìn)一步地，所述的邊主塔的斜拉索以分組集束的方式錨固于分散式地錨上，對(duì)各斜拉索的分組方式和索力大小進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，保證主梁的線形，同時(shí)控制邊主塔的內(nèi)力和變形。

進(jìn)一步地，所述的各梁段的斜拉索張拉施工時(shí)，須保證當(dāng)前施工梁段的各斜拉索同步張拉，保證梁段的平穩(wěn)和姿態(tài)準(zhǔn)確，防止不同步張拉帶來的斜拉索受力不均，引起梁段不平衡或扭轉(zhuǎn)，甚至導(dǎo)致個(gè)別斜拉索受力集中過度而產(chǎn)生斜拉索斷裂、梁段傾覆等重大問題。

進(jìn)一步地，在靠近主塔部位設(shè)主橋豎向支座和縱向彈性阻尼限位器后，所述的塔端梁段在合龍之前采用船舶吊機(jī)或其它方式安裝支承于塔旁托架上。

進(jìn)一步地，所述的分散式地錨和各主塔的基礎(chǔ)、承臺(tái)、塔身宜同時(shí)施工，縮短工期。

與現(xiàn)有技術(shù)方法相比，本發(fā)明具有以下突出優(yōu)點(diǎn)：

(1)可以成功實(shí)現(xiàn)斜拉式吊橋這種結(jié)構(gòu)和性能設(shè)計(jì)更合理、理論跨越能力極大的先進(jìn)橋型的主梁施工，填補(bǔ)現(xiàn)有施工技術(shù)的空白，具有良好的應(yīng)用價(jià)值；

(2)本發(fā)明的主梁施工方法針對(duì)斜拉式吊橋，施工過程中的主梁承受斜拉索的水平拉力，可用于跨越寬深水域的河口、海峽的超級(jí)橋梁的施工，具有良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益；

(3)施工過程簡單明了，較多采用對(duì)稱施工和同步施工方法，可較大程度縮短工期，節(jié)省施工成本；

(4)對(duì)施工過程中的同步對(duì)稱、施工人員的技術(shù)水平等要求高，有利于提高我國的先進(jìn)施工技術(shù)和設(shè)備、培養(yǎng)高水平施工人員。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為提升主梁跨中梁段至安裝位置示意圖；

圖2為利用已懸吊的跨中梁段兩端的拼裝懸臂吊機(jī)起吊2號(hào)梁段示意圖；

圖3為利用懸臂吊機(jī)重復(fù)前述的吊裝和張拉過程示意圖；

圖4為與塔端梁段合龍的合攏梁段吊裝示意圖；

圖5為主跨鋼梁安裝后主梁整體示意圖；

圖6為多塔多跨的超大跨徑斜拉式吊橋結(jié)構(gòu)的施工完畢后示意圖；

圖7為邊主塔支座部位局部示意圖；

圖8為中主塔支座部位局部示意圖；

其中：1-基礎(chǔ)，2-承臺(tái)，3-主塔，4-邊主塔，5-中主塔，6-斜拉索，7-主跨斜拉索，8-錨跨斜拉索，9-主橋主梁，10-地錨，11-引橋主梁，12-引橋支座，13-主橋豎向支座，14-縱向彈性阻尼限位器，15-跨中梁段，16-安裝梁段，17-已安裝鋼梁，18-塔端梁段，19-運(yùn)輸船舶或船舶吊機(jī)，20-懸臂吊機(jī)，21-主跨斜拉索1號(hào)索，22-錨跨斜拉索1號(hào)索，23-主跨斜拉索2號(hào)索；

具體實(shí)施方式

應(yīng)該指出，以下詳細(xì)說明都是例示性的，旨在對(duì)本申請(qǐng)?zhí)峁┻M(jìn)一步的說明。除非另有指明，本文使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語具有與本申請(qǐng)所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常理解的相同含義。

需要注意的是，這里所使用的術(shù)語僅是為了描述具體實(shí)施方式，而非意圖限制根據(jù)本申請(qǐng)的示例性實(shí)施方式。如在這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數(shù)形式也意圖包括復(fù)數(shù)形式，此外，還應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)在本說明書中使用術(shù)語“包含”和/或“包括”時(shí)，其指明存在特征、步驟、操作、器件、組件和/或它們的組合。

正如背景技術(shù)中所介紹的，一種超大跨徑的斜拉式吊橋，較之傳統(tǒng)吊橋，具備更大的跨越能力、對(duì)材料利用能力更高、使結(jié)構(gòu)的受力更合理、經(jīng)濟(jì)性更好等優(yōu)勢(shì)，并且克服了傳統(tǒng)吊橋的剛度小、變形較大、抗風(fēng)穩(wěn)定性較差、懸索主纜下?lián)洗蟆⒐こ淘靸r(jià)較高、極限跨徑有待進(jìn)一步提高等不足。

針對(duì)超大跨徑的斜拉式吊橋主梁的施工，由于其結(jié)構(gòu)形式和受力特點(diǎn)的要求，常規(guī)吊橋和斜拉橋的主梁的施工方法與施工方案，無法實(shí)現(xiàn)斜拉式吊橋主梁的施工建造。因此，提出一種斜拉式吊橋主梁的施工方法，實(shí)現(xiàn)斜拉式吊橋主梁的施工，并保證斜拉式吊橋的準(zhǔn)確施工與安全要求，對(duì)實(shí)現(xiàn)橋梁的一次跨越發(fā)展具有重要的應(yīng)用價(jià)值與工程意義。

以下結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的施工方法作進(jìn)一步說明。

為實(shí)現(xiàn)斜拉式吊橋主梁的施工，并保證施工過程中施工控制與安全要求，本發(fā)明提出一種超大跨徑斜拉式吊橋主梁的施工方法。

根據(jù)圖1～圖5，斜拉式吊橋單跨結(jié)構(gòu)體系的施工步驟為：施工地錨10，施工橋塔基礎(chǔ)1、承臺(tái)2、塔身3，懸掛各塔頂最上部的1號(hào)斜拉索21，提升主梁跨中梁段15至安裝位置，連接中跨斜拉索中的1號(hào)斜拉索21至跨中梁段15、連接錨跨斜拉索的1號(hào)斜拉索22至地錨10，張拉中跨1號(hào)斜拉索21懸吊跨中梁段15，并同步張拉錨跨斜拉索7的1號(hào)斜拉索21保持橋塔3受力平衡，在已懸吊的跨中梁段15的兩端拼裝懸臂吊機(jī)，懸掛各塔頂?shù)?號(hào)斜拉索23，通過懸臂吊機(jī)起吊安裝梁段16至安裝位置，連接該安裝梁段16至已完成安裝的梁段17，連接中跨斜拉索7中的2號(hào)斜拉索23至安裝梁段16，張拉中跨2號(hào)斜拉索23和錨跨2號(hào)斜拉索8，保證已安裝梁段17的受力和橋塔3的平衡，前移懸臂吊機(jī)，重復(fù)前述的吊裝和張拉過程，從跨中兩側(cè)向橋塔安裝，與塔端梁段18合龍完成主跨主梁的安裝。

根據(jù)圖1～圖3，跨中梁段15的施工是主梁9施工的關(guān)鍵?？缰辛憾?5提升施工前，應(yīng)監(jiān)測(cè)施工當(dāng)天江面、海面的實(shí)際情況，盡量避免較大風(fēng)浪等惡劣天氣。施工時(shí)，待跨中梁段15拖運(yùn)至待安裝位置水面后，采用專業(yè)提梁設(shè)備提升?？缰辛憾?5安裝及張拉中跨1號(hào)斜拉索21和錨跨1號(hào)斜拉索22完畢后，進(jìn)行前幾梁段的懸臂吊裝和安裝施工時(shí)，由于此時(shí)已安裝梁段少，主梁質(zhì)量相對(duì)較輕、穩(wěn)定性差，故前幾梁段的懸臂吊裝應(yīng)同步對(duì)稱施工；待主梁的質(zhì)量和穩(wěn)定性提高后，方可在保證安全的前提下不需嚴(yán)格同步對(duì)稱進(jìn)行吊裝工作。各梁段的斜拉索張拉施工時(shí)，須保證安裝梁段16的各斜拉索7同步張拉，保證安裝梁段16的平穩(wěn)和姿態(tài)準(zhǔn)確，防止不同步張拉帶來的斜拉索7受力不均，引起安裝梁段16不平衡或扭轉(zhuǎn)，甚至導(dǎo)致個(gè)別斜拉索受力集中過度而產(chǎn)生斜拉索斷裂、梁段傾覆等重大問題。

施工過程中，須加強(qiáng)對(duì)主梁9線形、斜拉索6和主塔3的內(nèi)力和變形、地錨10及其周圍的受力和變形情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)和反饋；當(dāng)出現(xiàn)較大誤差時(shí)，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行修正計(jì)算和工程補(bǔ)救。邊主塔4的斜拉索8以分組集束的方式錨固于分散式地錨10上，對(duì)各斜拉索8的分組方式和索力大小進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，保證主梁9的線形，同時(shí)控制邊主塔4的內(nèi)力和變形。

根據(jù)圖4、圖7和圖8，在靠近主塔3部位設(shè)主橋豎向支座13和縱向彈性阻尼限位器14后，將塔端梁段18在合龍之前采用船舶吊機(jī)19或其它方式安裝臨時(shí)支承于塔旁托架上。

根據(jù)圖6，對(duì)于多跨結(jié)構(gòu)體系，其與單跨結(jié)構(gòu)體系主梁施工方法的不同之處在于，各主跨9的施工步驟中斜拉索7與地錨10的連接工序僅為一側(cè)連接或不連接，其他施工步驟與單跨結(jié)構(gòu)體系相同。多跨結(jié)構(gòu)體系的各主跨9間宜進(jìn)行同步安裝；如無法實(shí)現(xiàn)同步安裝，須根據(jù)吊橋的中主塔5承受不平衡力的能力嚴(yán)格控制節(jié)段差。

此外，分散式地錨10和各主塔的基礎(chǔ)1、承臺(tái)2、塔身3宜同時(shí)施工，縮短工期。

上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。