[发明专利]一种双塔三跨平面主缆自锚式悬索桥吊索张拉与体系转换的方法

说明书

技术领域

本发明涉及自锚式悬索桥领域，具体为一种双塔三跨平面主缆自锚式悬索桥吊索张拉与体系转换方法。

背景技术

自锚式悬索桥不需修建体积庞大的锚碇，对地质条件要求低，跨径布置灵活，且景观效应好，其应用愈来愈多^[1]。自锚式悬索桥的桥形主要有独塔单跨（仅主跨有吊索）、独塔双跨（主、边跨均有吊索）、双塔单跨（仅主跨有吊索）、双塔三跨（主、边跨均有吊索）、双塔双跨、多塔多跨等多种形式^[1]。

自锚式悬索桥的架设方法之一是采用有临时锚锭的“先缆后梁”法，如跨度33m+90m+33m的苏州竹园大桥的架设即是采用此方法^[2]。该方法只适应跨径较小的主梁采用结合梁的自锚式悬索桥。

大跨径自锚式悬索桥的架设方法通常是“先梁后缆”，再通过吊杆张拉，使主梁的重量由临时墩转移到主缆承担，如中国发明专利CN201010301437公开的独塔双跨，（这个过程称为体系转换，自锚式悬索桥这种架设方法简称吊索张拉与体系转换方法详细施工过程为：下部结构施工→主塔与主梁施工→主缆安装→吊索张拉与体系转换→桥面系施工）。在吊索张拉，使主梁（主梁）的重量由临时墩转移到主缆承担的关键施工程序中，吊索张拉顺序、同步张拉的吊索数量、同一根吊索张拉次数、张拉索力或者张拉后锚固的无应力索长等吊索张拉与体系转换方法（方案）应满足目标、安全、构造相容和经济等四原则^[3 ]。

文献^[3]-[5]已按上述四原则分别给出了独塔单跨、独塔双跨、双塔单跨的吊索张拉与体系转换方案（方法），且实施效果良好。

为了使两桥塔布置于尽量远离河谷的水深较浅的两侧位置，并节省造价，三跨平面主缆悬索桥的边、主跨跨径之比通常在0.4以下。这种双塔三跨平面主缆自锚式悬索桥除了采用前述的通过吊索张拉使主梁重量由临时墩转移到主缆的方法外，还可使用“主梁顶升+吊索无应力安装+主梁分级逐步下降”的方式实现体系转换^[6 ]。后一种方法需要数量较多的大吨位千斤顶，并且适应范围有限，因此，本发明研究的是通过吊索张拉实现体系转换的方法。

主跨的吊索张拉既可按从两主塔向跨中的顺序，也可按由跨中向两主塔的顺序；其边跨的吊索张拉既可按从主塔向散索鞍（套）的顺序，也可按从散索鞍（套）向主塔的顺序，还可按从跨中分别向主塔和散索鞍（套）的顺序。因此，双塔三跨平面主缆自锚式悬索桥体系转换在理论上存在六种吊索张拉方法（方案），但哪种张拉方法才能有效和较好满足目标、安全、构造相容和经济等四原则呢？

本发明即是这针对这种三跨平面主缆悬索桥，根据这种桥型施工力学特性而发明的能有效和较好满足上述四原则的吊索张拉与体系转换方法（方案）。

发明内容

为了确保双塔三跨平面主缆自锚式悬索桥的吊索张拉与体系转换满足目标、安全、构造相容和经济等四方面的要求，本发明经过对背景工程的六种可能方案进行论证，本发明旨在提供一种双塔三跨平面主缆自锚式悬索桥吊索张拉与体系转换方法，该方法施工速度快，工期大为缩短，所需千斤顶及接长杆少，成本大为节约。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种双塔三跨平面主缆自锚式悬索桥吊索张拉与体系转换方法，包括如下步骤：

1）形成主梁、两座主塔和两座边墩；安装主缆；

2）在主缆上安装索夹与吊索，并将猫道吊挂在主缆上；

3）张拉锚固吊索：

a）当两边跨吊索数相同，且主跨两个半跨张拉锚固的吊索数相同时，由边跨跨中分别向主塔和散索套的顺序张拉锚固至成桥无应力索长，同时，将主跨靠近两主塔侧的吊索由主塔向跨中的顺序对称张拉锚固至成桥无应力索长；待边跨的吊索全部张拉锚固至成桥无应力索长后，主跨跨中附近剩余吊索继续按由两主塔向跨中的顺序，以跨中为对称中心，单侧两相邻编号的吊索为一组，以主跨跨中为对称中心与该组吊索对称的两相邻编号吊索为另一组；每一组中，靠主塔一侧的吊索张拉锚固至成桥无应力索长，而靠跨中一侧的吊索，在此步张拉至靠主塔侧吊索在张拉至成桥无应力索长过程中该靠主塔侧吊索的索力安全系数满足设计和规范要求，而所述靠跨中一侧的吊索在下一步张拉锚固至成桥无应力索长，直至全部吊索张拉至成桥无应力索长；