中铁大桥局集团第八工程有限公司 重庆 400000
摘要：随着我国交通运输业的快速发展，多数高等级公路的建设都需穿越山区，进而使得跨越能力最强的悬索桥得以广泛应用。基于此，本文重点分析、研究了山区悬索桥主梁安装施工技术及其优缺点，以供同行参考。
关键词：山区；悬索桥；主梁安装；施工技术
1.山区悬索桥主梁节段安装概述
主梁架设顺序如下：（1）从主跨跨中部位向桥塔两侧推进，直至两侧合拢，方可最大限度的降低主缆次应力，此方法应用较广；（2）从桥塔两侧向主跨跨中部位推进，直至中间合拢，使用此方法时，可从引桥部分运输主梁节段，施工较为便捷。
根据空中拼接数量，可将山区悬索桥主梁架设划分为以下三种类型：1）单根杆件架设；2）平面分片架设；3）整体节段架设。
2.山区悬索桥主梁安装施工技术
２.1缆索吊法安装主梁
安装主梁时，使用缆索吊法，方可利用水平运输方式运输主梁节段，运用垂直起吊法起吊主梁部分。但由于山区悬索桥的索塔与锚碇的承载能力及刚度相对较大，因此，将其用做缆索吊的塔架及锚碇系统使用，与此同时，还需配备起重系统、牵引及主索，这样方可组成一个完整的缆索吊。缆索吊法架设通常是从跨中部位向桥塔两侧方向对称吊装施工，同时也可使用单边起吊法。
悬索桥缆索吊的跨径实质上就是桥梁的跨径，缆索吊的索鞍即可布设于横梁上，也可布设于索塔外侧。当索鞍布设于横梁上时，则无须使用吊具，可直接将缆索吊吊点与主梁吊耳连接在一起。使用此方法时，两侧同时起吊则不会受到任何影响，当中间梁段安装就绪后，若使用单边起吊法吊装另外一侧的梁段时，就需越过已安装就绪的梁段，这样则会降低缆索吊主索的矢跨比，增加主索成本，与此同时，此过程中还需不断旋转空中梁段，直至其能够避开已安装的吊索。当索鞍布设在索塔外侧时，此时则应在索塔外侧布设悬臂牛腿，为索鞍提供支撑，同时，还需使用C型吊具或三角形吊具将起重系统与梁段连接在一起，这样则会大大提升吊装重量。优点是缆索吊可从已吊装好的梁段下方通过，可有效提升主索的矢跨比，缩减主索成本。但为了安全考虑，非必要情况下，通常都不会选择在索塔外侧布设索鞍的方式。
缆索吊法主梁安装要点：1）架设主缆时方可安装缆索吊；2）主梁安装应从跨中部位向桥塔两侧推进，节段间应采取全铰法连接，满足设计线形后方可进行刚性连接；3）在地面完成所有节段的拼接，方可在空中进行整体安装。
应用发现，缆索吊法主梁安装施工优缺点如下：1）可整体运输、起吊主梁节段，缩短工期，缩减施工成本，同时也可有效控制施工质量，缩减空中作业量，降低施工风险；2）架设缆索时，可同步架设主缆、紧缆、安装索夹；3）施工期间，可在主塔上施加临时荷载，因此，不会影响主梁结构的设计，主梁节段可实现无应力安装；4）当主缆接近设计线形时，方可安装与塔柱距离较近的梁段，但塔柱附近吊索索夹的最后紧固可在塔顶部位的主缆仅留有很小的恒定角变阶段时进行，这样方可有效降低主缆中的次应力；5）随着悬索桥跨径的增加，各主梁节段的重量也随之增加，所以，就应进一步提升缆索吊主索的强度，同时也对牵引系统提出了更高要求，进而则会成倍增加经济指标，降低缆索吊系统安全。
2.2桥面吊机法安装主梁
桥面吊机法安装主梁使用的施工方法为行走式桥面吊机悬臂拼接法，架设方向则是从两侧的桥塔向跨中部位推进，最后在跨中合拢。
使用桥面吊机法安装主梁操作要点：1）主塔侧第一节段及第二节段的钢桁梁需在主塔底部拼接完成后，整体吊装就位；2）剩余钢桁梁节段需以桁片形式使用桥面吊机悬臂安装，但需在塔底拼接好桁片，拼接完成后方可通过塔身的提梁门机将桁片吊装至桥面，然后还需使用运梁车将其运送至安装点；3）第一节段的钢桁梁需使用临时铰支座限制其位移，但铰支座可随桁梁垂直旋转；4）需在整个桥上安装钢桁架的临时铰，以减轻钢桁架刚接过程中的杆件应力；5）在主缆上安装临时吊索，吊装钢桁梁，方可有效连接钢桁梁与永久吊索；6）需使用C形、L形等特殊吊具解决安装期间吊机大臂的角度问题。
实际应用发现，桥面吊机法安装主梁施工优缺点如下：1）若施工工序是从桥塔向跨中推进，方可使用水平运输方法运输梁节段，不仅可降低机械成本，也可提升施工可控度；2）横梁的安装多在空中作业，工期相对较长且安全性较差；3）由于桥面吊机较重，所以，使用过程中就会增加梁段的附加应力，这将会在一定程度上影响主梁永久结构的设计，降低主梁杆件的作用，增加施工成本；4）桥面吊机运行期间，需将其与梁段牢固连接于一起，以防应力变化而影响高栓的安装质量。
2.3轨索滑移法安装主梁
轨索滑移法安装主梁系统由以下部件组成：主缆、吊索、吊鞍、轨索、运梁小车以及跨缆吊机等。运梁小车需悬挂于轨索上，固定在堤岸两侧山体上的轨索可借助吊索搁置在永久吊索的下端，并将力传递至主缆，以形成轨索滑移运梁系统。在梁段滑移至设计位置后，则可使用跨缆吊机转换受力，垂直起吊梁段，直至梁段悬挂于永久吊索上方可。
其操作要点如下：1）架设好主缆后，在主缆线形无问题的情况下，则需进一步安装所有的索夹及吊索；2）需在吊索底部安装吊靴并固定轨索；3）需将运梁小车安装于轨索上，完成两端的整体拼接后方可将其与运梁小车相连接，并运用牵引设备将运梁小车纵移至梁端设计位置下端，进而在运用吊装设备吊装主梁，并将其连接至永久吊索。
应用发现，轨索滑移法安装主梁施工优缺点如下：1）使用此方法时，轨索系统的吊点为永久吊索，吊点间的距离相对较短，其承载能力较强且多用于多跨度主梁安装，应用较广，尤其是在跨径较大的悬索桥施工中，其优势更大；2）安装好所有吊索预示着轨索系统的形成，而吊索的长度需根据主缆的线形而定，后期加工速度较慢，所以，与其他方案相比，滑移系统施工周期较长；3）整体安装主梁，方可提升安装速度；4）安装吊靴时，吊索底端应位于高空，并紧靠吊笼下方的施工人员，安全风险相对较大；5）主梁节段可直接连接运梁小车，而其他节段需在梁端设置垂直起吊设备，吊装主梁节段以连接运梁小车；6）此方法不适用于单边安装方式。
2.4其他主梁安装技术
除了上述三种主梁安装方式外，我国还在研究其他主梁安装方式。
2.4.1梁底运梁＋跨缆吊机方案安装主梁
其安装方向是由主塔向跨中方向推进，进行梁端整体安装。此过程中，需先使用吊装设备安装所有的靠近于主塔方向的无吊索梁段，进而在将下一个梁段吊装至已安装好的梁段上，滑移轨道需依附于梁段上，并运用牵引设备纵移梁段，直至纵移梁段伸出吊装梁段后，方可借助主缆上的跨缆吊机转换受力体系，转换好受力体系后，方可连接已吊装的梁段与起吊梁段。
2.4.2跨缆吊机带梁行走安装主梁。
此方法与缆索吊法的区别在于，该方法的行走轨道布设于主缆，但牵引方式及其他起吊基本与缆索吊法相同，该系统实际上使用的是主缆承载负荷的缆索吊系统，主梁安装方向是由主塔向跨中方向推进，完成所有梁段的安装。
2.4.3荡移法安装主梁
此方法则是借助临时吊索及索夹摆荡主梁节段，让其移动，尽管此方法已被应用于山区的无吊索桥梁端及临江海的浅滩区。但吊装距离较长时，使用荡移法需要很多的吊索及索夹且多需要高空作用，受力体系的转化所需时间也较长，因而则会增加施工成本及施工风险。
3.山区悬索桥主梁安装实例
.png)
香丽高速虎跳峡金沙江特大桥全长1017m，桥跨布置为766m悬索桥+6×41m钢混组合梁+5m桥台，是全线的控制性工程。主桁架为带竖腹杆的华伦式结构，由上弦杆、下弦杆、竖腹杆和斜腹杆组成。全桥共分59个吊装节段，最大吊装长度为12.5m，最大吊装重量为103t。
3.1主梁拼装与运输
钢梁拼装场设置在跨中侧主线右侧800米处，在钢梁拼装场拼装，完成节段内高栓施拧、附属结构安装及油漆喷涂工作后，将拼装完成的钢梁吊装至运梁台车上，通过800米运输道路运至起吊平台，安装吊具，准备吊装。
.png)
3.2主梁架设
采用2×65t缆索吊机吊装钢梁，吊装顺序为：先吊装两岸的B1、B2、B3、B59、B58、B57，其余梁段从跨中向两岸对称吊装，将B4、B56作为合龙段。根据缆索吊设计，距离索塔中心线22m范围内为吊装盲区，故B59、B58节段采用荡移法吊装。水平荡移系统采用两台5t卷扬机走2布置，卷扬机均固定在下横梁上。荡移最大角度9°，B59梁段103t，最大水平牵引力16.3t，然后向大里程方向滑移4m至支座位置。
结束语
综上所述，山区悬索桥主梁安装均需使用大型机械设备。桥面吊机法对柔性悬索桥结构的质量及安全性影响相对较大，因而，使用此方法时，必须慎重考虑。从目前来看，我国山区悬索桥主梁安装多使用的是缆索吊装法，在主塔侧吊装盲区，巧妙的使用荡移（二次荡移），也更加完善了山区悬索桥主梁的安装技术。
参考文献：
[1]李勋国.张明山.陆磊.浅析千米级大吨位悬索桥主梁安装施工技术[J].公路，2017（4）.