[发明专利]自锚式悬索桥先缆后梁施工的体系转换方法

说明书

【技术领域】

本发明属于悬索桥施工技术领域，具体涉及一种自锚式悬索桥先缆后梁施工的体系转换方法。

【背景技术】

自锚式悬索桥由于主缆锚固在主梁上，施工过程中主缆会产生巨大的水平分力，所以传统的施工方法是“先梁后缆”，即搭设支架——>支架上架设主梁——>架设主缆，主缆两端锚固于梁端——>张拉吊索——>二期铺装——>拆除支架。这种方法由于必须搭设满堂支架以安装主梁，故不可避免的会干扰航道通行或路面交通，且该工艺存在只适合于在浅水河流上搭设支架修建、大跨度搭设支架费用高、不安全因素多、安全及工期风险高等问题，其已经成为限制自锚式悬索桥广泛应用的主要因素。

在现有研究中，“先缆后梁”施工的临时固结法主要有2种：①临时地锚法，即采用拉索连接主缆锚固块与临时地锚，将主缆力传递给临时地锚。该方法的优点是传力路径清晰，但由于需要开挖地基，设置大体积临时地锚，对地基承载力有一定要求，且经济性较差；且使用连接地锚的临时拉索，施工风险较大。②边墩—主缆锚固块临时固结法，即将主缆锚固块与其桥墩临时固结，将主缆力传递给主桥边跨支墩。该方法无须设置地锚，墩梁临时锚固装置构造简单，拆卸方便快捷；但边跨支墩的抗推刚度较小，承担的水平力有限，不适合大跨度。

在上述临时固结法的基础上，发明专利公开号：104652285A；申请号：201510030958.X提出一种新型的临时锚固法——塔梁临时锚固法，即延长施工临时体系的主缆力传递路径，通过塔梁临时锚固装置将主缆水平力传给桥塔基础来实现中跨主梁的“先缆后梁”吊装施工。该发明提出的塔梁锚固法中只针对施工过程的临时体系进行了系统的阐述，但是对于从施工临时体系转换为成桥永久体系这个关键的过程没有给出确定性的技术方案。

在塔梁临时锚固施工方法的实施下，主缆的水平力均通过边梁由塔梁临时锚固装置传递给桥塔承受，在桥梁的体系转换过程中，需完成水平力的平稳转移，期间要配套合龙间隙的调整技术与装置以调整主梁压缩量和合龙段吊装过程引起的施工误差。待加劲梁合龙后，再进行合龙口间隙的调整，将主缆水平力从桥塔基础平稳地完全地转移至加劲梁，完成体系转换。体系转换时，在切掉塔梁临时锚固装置时，需进行同步的跨中梁端的合龙。

但是在最后体系转换合龙时，会有以下问题：中跨主梁吊装完成后即可进行相邻梁段的环缝焊接，直至只剩最后一道环焊缝，即合龙口间隙。目标合龙口间隙是在设计温度下达到标准焊接缝宽。由于合龙段吊装过程引起的施工误差，合龙口间隙一般大于其目标值，需要在体系转换过程中进行调整，直至达到目标值后再开始焊接，最后才进行水平力转移，完成体系转换。并且，在合龙口处进行环焊的几个小时中时，天气温度出现较大变化时，以防止温度应力将合龙口焊缝、马板拉裂，马板为焊接前两个主梁梁段之间起到固定作用的临时构造结构；合龙口应保持间隙大小不变化，即合龙口间隙调整装置能适时调整。

拆除塔梁临时锚固装置和跨中合龙口间隙的调整需协调、同步进行。保证拆除临时锚固装置时桥梁整体结构不受到损伤、构件受力合理，同时从塔梁临时锚固装置释放出来的水平力需均匀传递给跨中合龙口间隙调整装置，直至最终临时锚固装置全部拆除，并且跨中合龙口间隙达到规范要求范围之内，方可进行最后一道环焊缝的焊接。

【发明内容】

本发明的目的在于克服现有技术中存在的问题，提供一种自锚式悬索桥先缆后梁施工的体系转换方法，能够在施工临时体系转换为成桥永久体系时对合龙段间隙进行调整。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

包括以下步骤：

步骤一：搭建自锚式悬索桥的边梁和桥塔，安装边梁和桥塔的塔梁临时锚固装置，架设主缆和形成主梁的主梁梁段，将相邻主梁梁段进行环缝焊接，直至到达最后两个相邻的主梁梁段之间，确定为合龙口所在位置；获取此时主缆对边梁的水平拉力值；

步骤二：在塔梁临时锚固装置内分别均匀布置若干台桥塔千斤顶，在合龙口处均匀布置若干台合龙口千斤顶，其中，桥塔千斤顶和合龙口千斤顶的最大总顶力值大于主缆对边梁的水平拉力值；桥塔千斤顶和合龙口千斤顶均沿主梁纵向水平设置；

步骤三：依次启动合龙口千斤顶和桥塔千斤顶，控制合龙口千斤顶和桥塔千斤顶的实际总顶力值等于主缆对边梁的水平拉力值；

步骤四：启动合龙口千斤顶和桥塔千斤顶，采用分级对称卸载的方式，调整合龙口的间隙距离，直至达到焊接需求值时锁定合龙口千斤顶和桥塔千斤顶，完成自锚式悬索桥先缆后梁施工的体系转换。