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山区悬索桥施工关键技术研究

发表时间：2021/5/13 来源：《基层建设》2021年第2期作者：崔翔

[导读] 摘要：悬索桥是交通工程中一种常见的桥梁类型，但由于山区地形复杂、交通不便，加大了悬索桥的施工难度，因此，在山区悬索桥工程施工中，需要根据实际情况，合理选择悬索桥的关键施工技术，保障悬索桥工程的施工质量。

        中铁大桥局集团第八工程有限公司重庆 400000
        摘要：悬索桥是交通工程中一种常见的桥梁类型，但由于山区地形复杂、交通不便，加大了悬索桥的施工难度，因此，在山区悬索桥工程施工中，需要根据实际情况，合理选择悬索桥的关键施工技术，保障悬索桥工程的施工质量。
        关键词：山区；悬索桥；关键；技术
        1.工程概况
        虎跳峡金沙江大桥主桥为跨度766m的单跨独塔地锚式钢桁梁悬索桥，矢跨比1/10。主缆孔跨布置为766m+160m。钢桁加劲梁跨径为671m。两根主缆中心距为26m，主缆采用预制平行钢丝索股，全桥共两根主缆，单根主缆通长索股为97股，丽江岸边跨另设2根背索，公称抗拉强度为1770MPa，吊索标准间距为11.5m。丽江岸锚碇采用重力式锚，香格里拉岸采用隧道锚。索塔与丽江岸桥台之间为引桥，引桥上部结构为6×41m钢混组合梁。

        2山区悬索桥设计重点
        2.1主缆设计
        使用强度较高的镀锌钢丝，此类钢丝具备弹性模量大、稳定性高的优点，且主梁受活载作用力的影响，变形程度较小，具备较强的承载力和耐久性。
        2.2加劲梁设计
        钢桁架加劲梁的缺点是构造繁琐复杂，需要使用节点板焊接或者螺栓连接各杆件，使其形成一个整体，因为对节点板的需要量较大，会耗费大量钢材；但优点是在完成吊装工作后，在拼装时对工艺的要求较为简单，且拼装无需耗费大量时间。
        2.3锚碇设计
        在设计悬索桥锚碇过程中，重力锚和隧道锚是常见的锚碇类型。其中，重力锚是靠自身重量对主缆拉力进行平衡，具备受力明确的优势，但弊端是对混凝土的需求量较高；隧道锚是利用锚塞体与岩体间的黏结力对主缆拉力进行平衡，它的优点是对混凝土需求量相对较少，仅需用到重力锚四分之一的混凝土，但对地质条件提出了较高的要求。在设计隧道锚锚塞体时，其影响因素是抗拔承载力，在确定地质条件后，若抗拔承载力与锚塞体底面、侧面积成正比，在特定锚塞体体积情况下，长底面越细、侧面积越大，且锚洞体型为细长类型，在开挖过程中围岩会具备较强稳定性，因此，在设计锚塞体过程中，可以将其体型设计为细长型。
        3.山区悬索桥施工关键技术
        3.1主缆架设关键技术
        主缆索股架设采用门架式上下游共用的双线往复式牵引系统。索股架设阶段牵引系统主要由：放索系统、拽拉器、支撑系统、牵引卷扬机（两台30t摩擦型卷扬机）、牵引索、门架滑车等组成。由于山区地形对场地的限制，在重力锚后方回填后作为放索区，将隧道锚两台牵引卷扬机交叉布置，减少场地占用。将索股分为基准索股和普通索股，基准索股架设完成后连续观察3天，并调整其线型，然后在架设剩余普通索股。索股牵引完成后，采用自制设备预紧缆，然后用紧缆机最后紧缆。值得注意的是，主缆缠丝需在二期恒载作用之后进行，防止后期钢丝松弛，考虑悬索桥施工前后相关联，主缆缠丝作为工期上的关键工序，可以在桥面上压重代替二期恒载，提前进入缠丝工作。
        3.2钢梁架设关键技术
        由于山区交通的限制，运输大件施工材料难度较大，加之施工现场场地空间有限，需使用缆索吊装设备把重物吊起，然后在中跨全跨范围内移动，其对起吊位置没有限制，具备架设速度快、小投资的优势，通过缆索吊对悬索桥桁架式加劲梁进行吊装，不仅可以方便施工，而且可以降低施工难度和施工费用。
        钢桁梁在拼装场整节段拼装完成后，通过4台运梁运送至钢梁起吊平台，吊装顺序为香格里拉岸3个节段，丽江岸3个节段，剩余梁段从跨中向两端对称吊装，最后两岸均设置一个合龙段。由于缆索吊的吊装盲区，丽江岸靠主塔两个节段钢梁需通过下横梁的存梁平台和卷扬机进行荡移和水平滑移到位。钢梁在运输至起吊平台后，需测量已吊钢梁的位置及倾角，然后根据测量数据，安装钢梁吊装吊具，调整其起吊姿态，更好的完成钢梁对接工作。
        钢梁吊装到位后，在主桁上弦杆设置临时铰，保证节段间的自由转动，在后续节段架设过程中，钢梁下弦的缝隙逐渐缩小，需安排专人每日观察，待两相邻节段缝隙到达设计位置后，马上进行节段间刚接，不能采用倒链将两节段钢梁拉到设计位置，强行刚接，否则钢梁杆件内部会产生次应力。
        3.3混凝土桥面板施工关键技术
        在吊装混凝土桥面板时，因为其恒载比重较大，一定要严格按照吊装流程进行吊装，若在吊装中操作不当，则会损坏杆件或节点连接处，合理选择吊装方式，不仅可以最大限度保障桥面板达到相关设计要求，而且还可以规避因结构部分杆件应力过高损坏部件。在吊装桥面板时，应注意以下事项：（1）按照相关规定流程吊装混凝土桥面板，遵循从一端向另一端整体进行吊装的原则；（2）分批次吊装桥面板和整体吊装方案相比较，施工时加劲梁杆件应力较小，悬索桥跨度和桥面宽度越大，施工时产生的应力越明显，因此，在整个施工中，应尽量选择分批次吊装桥面板的方式进行吊装；（3）从受力角度出发，应从两端开始分批次对称完成吊装工作，此种方式产生的应力最小，在吊装大跨度加劲梁悬索桥桥面板时，亦可采取这种吊装方式，以减少应力。
        3.4地锚索施工关键技术
        在设计阶段，应考虑地锚索的施工周期，扩大基础+钢拉杆锚固明显优于岩体式锚索锚固，岩体式锚索锚固需提前做试验索以及锚索试验，大大增加了工期，增大了施工成本。
        地锚索在后期施工阶段，应充分考虑其工序施工节点时间。随着主桥上部结构荷载的增加，下拉安装地锚索变得越来越困难，因此最好在钢梁架设前完成地锚索与锚固系统的连接，或者在香格里拉岸3个节段钢梁安装完成后，完成地锚索的安装。由于地锚索在制造过程中存在长度误差，在钢梁架设阶段，还需根据监控计算结果，对地锚索的索力进行调整，达到其设计上的最佳受力。
        结束语
        在交通工程建设中，山区悬索桥工程越来越多，但由于悬索桥工程是一种施工复杂、施工量大的工程，若施工中某个环节出现问题，不仅影响悬索桥工程的施工质量，而且还会加大投资费用，以及影响后面的工序，阻碍交通业的进一步发展，因此，必须根据每一座桥的特点和地理环境选择合理的施工技术，使工程顺利完成施工。
        参考文献：
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        [3]葛国库，孙茂等，超大跨度悬索桥上部结构施工关键技术[J]，公路，2020，（3）：291-295
        [4]郑国荣。山区大跨度悬索桥加劲梁施工技术分析[J]。湖南交通科技，2012，38（2）：78-79