[发明专利]一种基于斜拉桥成梁转换的自锚式悬索桥施工方法

权利要求书

1.一种基于斜拉桥成梁转换的自锚式悬索桥施工方法，其特征在于，包括：

步骤S1、施工形成由索塔(1)、主梁(2)和多根临时斜拉索(3)组成的临时斜拉桥；

步骤S2、按照自锚式悬索桥的设计图纸，在所述索塔(1)和主梁(2)上的相应位置施工主缆(4)，使得主缆(4)处于空缆线型状态(4A)；

步骤S3、按照所述设计图纸记载的吊杆安装位置，在所述主缆(4)与主梁(2)之间安装相应数量的吊杆(5)，并且，拆除所述临时斜拉索(3)，以形成所述主梁(2)处于裸梁状态(2B)的自锚式悬索桥；

步骤S4、在所述主梁(2)上施工桥面系，以完成所述自锚式悬索桥的施工，所述主梁(2)此时处于成桥状态(2C)；

所述步骤S1中，通过调整各根所述临时斜拉索(3)的张拉索力，使得所述主梁(2)处于目标斜拉成梁线型状态(2A)，该目标斜拉成梁线型状态(2A)同时满足以下两个条件：

条件一、所述目标斜拉成梁线型状态(2A)为所述成桥状态(2C)与裸梁状态(2B)之间的中间状态；

条件二、加权计算结果W＝k*x+j*y最小，其中，k和j分别为预设的吊杆安装成本权重和主梁最大负弯矩权重，x为所述步骤S3中安装吊杆(5)所需投入的吊杆安装成本，y为所述主梁(2)在所述步骤S3的施工过程中受到的主梁最大负弯矩包络值；

在所述步骤S1开始前，确定所述目标斜拉成梁线型状态(2A)的方式为：

首先，通过仿真软件，建立主梁(2)处于成桥状态(2C)的第一自锚式悬索桥模型；

其次，通过移除所述第一自锚式悬索桥模型中的桥面系，以得到主梁(2)处于裸梁状态(2B)的第二模型；

再次，通过维持所述第二模型中处于裸梁状态(2B)的主梁(2)，并移除所述第二模型中的吊杆(5)，以得到主缆(4)处于空缆线型状态(4A)的第三模型；

然后，按照所述设计图纸记载的吊杆安装位置，在维持处于空缆线型状态(4A)和裸梁状态(2B)的情况下，计算所述主缆(4)与主梁(2)在跨中位置的跨中距离，记为最小间距(Hmin)；并且，按照所述设计图纸记载的吊杆安装位置，在维持处于空缆线型状态(4A)和成桥状态(2C)的情况下，计算所述主缆(4)与主梁(2)在跨中位置的跨中距离，记为最大间距(Hmax)；

最后，在所述第三模型维持主缆(4)处于空缆线型状态(4A)不变的基础上，通过多次增加所述主缆(4)与主梁(2)在跨中位置的跨中距离，直至所述主缆(4)与主梁(2)在跨中位置的距离达到所述最大间距(Hmax)，使得：在逐次增加所述跨中距离的调整过程中，所述主梁(2)的线型由所述裸梁状态(2B)逐渐变化至所述成桥状态(2C)；并且，从所述调整过程得到的各根主梁(2)的线型中，找出同时满足所述两个条件的线型，即为所述目标斜拉成梁线型状态(2A)。

2.根据权利要求1所述基于斜拉桥成梁转换的自锚式悬索桥施工方法，其特征在于：所述步骤S3中，所述吊杆(5)的安装和临时斜拉索(3)的拆除按照以下方式进行：

将所述主梁(2)沿长度方向划分为多个区间(S)，以逐个区间(S)进行作业，且在对任意一个所述区间(S)进行作业时，先安装位于该区间(S)内的吊杆(5)，再拆除位于该区间(S)内的临时斜拉索(3)；

并且，满足安全作业条件：在对任意一个所述区间(S)进行作业之前，先计算所述主梁(2)在该区间(S)安装吊杆(5)后所受到的主梁最大负弯矩，记为第二主梁最大负弯矩，如果该第二主梁最大负弯矩超过所述主梁(2)所能够承受的主梁最大负弯矩安全阈值，则放弃在当前时刻对该区间(S)进行作业，改为选择其他区间(S)进行所述安全作业条件判断。

3.根据权利要求1所述基于斜拉桥成梁转换的自锚式悬索桥施工方法，其特征在于：所述步骤S1中，在所述索塔(1)施工完成后，通过悬臂拼装法施工所述主梁(2)和临时斜拉索(3)，以形成所述临时斜拉桥。

4.根据权利要求3所述基于斜拉桥成梁转换的自锚式悬索桥施工方法，其特征在于：所述临时斜拉索(3)采用平行钢丝索或钢绞线索。

5.根据权利要求3所述基于斜拉桥成梁转换的自锚式悬索桥施工方法，其特征在于：所述临时斜拉索(3)通过箱梁纵腹板与所述主梁(2)进行临时索梁锚固。