[发明专利]一种边跨悬吊-中跨斜拉三塔自锚式组合索桥的架设方法

说明书

技术领域

本发明涉及索桥的架设领域，具体为一种边跨悬吊-中跨斜拉三塔自锚式组合索桥边塔与主梁之间临时固结设置、合理合拢、体系转换并安全成桥的总体施工方法。

背景技术

随着科学技术的进步和国民经济的高速发展，各种功能齐全、造型美观的桥梁大量建成。边跨悬吊-中跨斜拉三塔自锚式组合索桥^[1]结构新颖、造型独特、线形流畅优美，既相对自锚式悬索桥有较高的抗风稳定性^[2-3]，又相对斜拉桥降低了中塔高度，兼备自锚式悬索桥和斜拉桥的许多优点^[1][4]，是一种全新的结构体系。

边跨悬吊-中跨斜拉三塔自锚式组合索桥的边塔与主梁之间往往采用竖向支承，而非固定连接，而中塔与主梁之间往往采用为固定连接，这样既可减少收缩、徐变和温度引起的桥梁结构体系的次内力，又可适当减少了支座数量和支座维护工作量。

边跨悬吊-中跨斜拉三塔自锚式组合索桥，也可称“边塔吊拉-中塔斜拉三塔自锚式组合索桥”，其边塔吊拉部分桥梁施工同普通自锚式悬索桥一样，一般按“先梁后缆”的工序施工。根据该桥型的特点，边塔吊拉的主梁需采用支架现浇、支架拼装或者顶推就位的方式施工。由于边塔吊拉主梁的支架或者临时墩必须在主缆架设完成，并张拉斜拉背索和吊索实现体系转换后才能拆除，因而，该支架或者临时墩施工存续时间较长，往往需要经历汛期，为此，必须采取有效措施确保支架或者临时墩在洪水季节的安全。中塔斜拉桥的主梁则可采用常规的斜拉桥的施工方法，如支架现浇、挂篮悬浇或者悬拼的施工方法施工，为了减少洪水季节阻水面积，应在洪水季节来临之前拆除斜拉桥部分的主梁支架或者采用无支架施工方法进行施工。

除上述桥梁局部施工方法，指主梁本身的施工方法之外，如图1和2所示，该种桥梁常规的总体施工方法为：首先使边塔吊拉段和中塔斜拉段各自独立成桥，包括缆吊系统施工，其中边塔与主梁之间必须设置临时固结，设置后才可进行边塔缆吊系统施工；再施工合拢段使主梁合拢；合拢后拆除边塔与主梁间临时固结，完成体系转换；最后进行桥面及附属结构施工等。

上述的现有总体施工方法中，在边塔缆吊系统架设、斜拉背索与吊索张拉之前，边塔与主梁之间之所以设置临时固结，这是因为同一边塔两侧主梁截面在中跨合拢之前需要承受主缆6、吊索7、斜拉背索8传递给主梁12的水平分力，其水平分力的差值，或称不平衡水平力(可能较大)不能指望由临时支架来承受，而需要通过临时固结措施传递至边塔4。图2所示的中跨合拢之前的边塔4施工、边塔吊拉梁段浇筑、塔梁临时固结施工、主缆架设、斜拉背索与吊索张拉等过程，如图2(d)所示，以下简称为“边塔吊拉梁段独立成桥”过程。在“边塔吊拉梁段独立成桥”过程中，随着缆吊系统，包括主缆、斜拉背索和吊索的架设，同一边塔两侧主梁截面承受水平力分力的差值，即不平衡水平分力将逐渐累积，并通过塔梁间的临时固结传递到边塔上。由汉中西二环大桥的计算表明，跨径为100m左右的边跨悬吊段，单个塔柱承受的不平衡水平力可以累积到2000多吨。

由此可见，临时固结及临时固结以上的边塔截面在“边塔吊拉梁段独立成桥”后、体系转换前将承受巨大的水平力，临时固结以下的边塔截面则不承受缆吊系统引起的水平力，因为形成的桥梁临时体系中，相对于该截面，缆吊系统的张拉和调索是内力。

上述的现有总体施工方法中，主梁合拢，桥梁纵向连成整体后，需拆除塔梁间的临时固结措施。拆除塔梁间承受巨大水平力的临时固结措施，必须考虑到临时固结措施突然失效的强大动力冲击作用和拆除过程的结构安全，因此解除临时固结前，需将临时固结承受的水平力转移到千斤顶上，临时固结拆除后再通过千斤顶逐级释放水平力，以便将该水平力转移到中跨的主梁上，并与另一侧传来的水平力相平衡。显然，这个临时固结拆除与水平力转换过程不仅需要众多数量的千斤顶，而且操作过程时间长、要求高、程序复杂，还存在一定的安全风险。

发明内容

为了克服现有的边跨悬吊-中跨斜拉三塔自锚式组合索桥架设过程中临时固结拆除与水平力转换过程不仅需要众多数量的千斤顶，而且操作过程时间长、要求高、程序复杂，还存在一定的安全风险的不足，本发明旨在提供一种边跨悬吊-中跨斜拉三塔自锚式组合索桥的架设方法，该架设方法取消了边塔与主梁间临时固结施工和解除的施工工序，并将“边塔缆吊系统架设”的施工工序移至主梁全部合拢口合拢之后进行，因此缩短了工期，节约了材料耗费和机械台班耗费，避免了解除承受强大水平力的临时固结所带来的安全风险，又能确保中塔斜拉桥主梁支架施工存续时间和边塔吊拉主梁的支架或临时墩存续时间理论上不长于现有的总体施工方法。