[发明专利]一种先缆后梁的自锚式悬索桥设计与施工方法

说明书

本发明公开了一种先缆后梁的自锚式悬索桥设计与施工方法，包括：(1)施工桥塔、桥墩，施工主梁锚固段；(2)施工临时锚锭，安装临时扣索；(3)进行主缆架设，同步张拉临时扣索；(4)吊装主梁节段，顶推桥塔顶部主索鞍和张拉临时扣索；(5)主梁形成整体，拆除临时扣索，完成体系转换。本发明具有受力清晰、便于监控且不中断桥下通航等优点，施工方法较为简便，便于设计与监控；与先梁后缆施工方法相比，本发明能保证桥下通航要求，避免了在河床较深的河道中搭设满堂支架、临时墩等临时措施，可以解决位于桥下通航要求较高、河床较深处的自锚式悬索桥施工难题，进一步提升大跨度自锚式悬索桥的竞争力。

技术领域

本发明属于桥梁设计与施工技术领域，具体涉及一种先缆后梁的自锚式悬索桥设计与施工方法。

背景技术

自锚式悬索桥与传统地锚式悬索桥的最大区别在于：前者主缆锚固于主梁上，后者主缆锚固于大地上。由于自锚式悬索桥的主缆锚固于主梁上，导致其主梁在成桥后受到巨大的水平分力；在施工过程中主梁是逐步拼装成整体的，只有当主梁形成整体后才能承受较大的主缆水平分力；因此，如何将主缆水平分力转移至主梁上成为自锚式悬索桥设计与施工的关键技术之一。

传统的自锚式悬索桥施工方法主要是先梁后缆法，其施工步骤为：先将主梁形成可以承受水平力的整体，再通过张拉吊索及主索鞍顶推，将主缆水平分力不断传递至主梁上；根据主梁架设方法的不同，先梁后缆法又可分为支架施工、顶推施工及大节段吊装等。

支架施工法虽施工简便，但对于跨度较大、河床较深且有临时通航要求的桥址，支架法施工造价急剧增加，因此对于跨度较大且有临时通航要求的自锚式悬索桥，支架法施工便不再适用。顶推法施工可满足有桥下通航要求的桥梁，但是存在钢箱梁应力集中和滑道脱空等问题，且导梁高度较高，有可能侵占通航净空，为减少钢箱梁应力，需架设较多临时墩，不适用于桥下通航等级较高的自锚式悬索桥。大节段吊装法可满足桥下临时通航要求，且节段吊装施工较为简单，由于主梁架设后存在初始内力及初始线形，虽可通过设置主梁预拱度使主梁成桥线形满足设计要求，但无法消除初始内力的影响，将会导致成桥后主缆、吊杆等不满足合理成桥状态。

公开号为CN105648917A的中国专利提出采用缆梁同步的施工方法，主梁采用顶推施工，在顶推施工中同时进行主缆施工，其本质就是采用主梁顶推的先梁后缆施工方法，由于要设置导梁、临时墩等构件，对于临时通航等级较高的河道不再适用。因此，新的先缆后梁施工方法受到关注，先缆后梁施工方法的步骤是：在主梁形成整体前，先架设主缆，随后吊装主梁，通过设置临时构件来承担主缆力；先缆后梁要解决的关键性问题是：在吊装主梁过程中主梁的自重，或者说主缆水平分力由谁来承担？

公开号为CN107059637A和CN106149569A的中国专利提出了采用临时钢塔和临时斜拉索的方法进行悬臂拼装主梁节段，施工中由临时钢塔和临时斜拉索先承受主梁自重力，待主梁形成整体后进行吊索张拉施工，实现体系转换；为了充分利用临时斜拉索的拉索力，该施工方法往往需要较高的临时钢塔，从而导致钢塔纵向刚度较小，对主梁节段定位和监控带来困难。随着跨度的加大，临时钢塔可能比永久桥塔造价更高。

公开号为CN106149569A、CN204418031U和CN104652285A的中国专利提出采用塔-梁临时锚固装置，通过该临时锚固装置来承担施工过程中的主缆水平分力；但随着自锚式悬索桥的跨度不断加大，主缆的水平分力也在不断加大，主梁和墩塔之间的临时固结以及墩塔自身的抗推刚度限制了自锚式悬索桥跨度的进一步加大。

发明内容

鉴于上述，本发明提供了一种先缆后梁的自锚式悬索桥设计与施工方法，其通过设置临时锚锭和临时扣索，由临时扣索承担施工过程中的主缆水平分力并将其传递至临时锚锭，以实现后续的主梁吊装施工，能够在施工过程中平衡主缆水平分力。

一种先缆后梁的自锚式悬索桥施工方法，包括如下步骤：

(1)施工桥塔、桥墩、边跨主梁、锚跨主梁以及主梁锚固段；