自锚式悬索桥施工控制技术(图文并茂)--113页

独塔自锚式混凝土悬索桥的施工控制姜霖【摘要】以临沂市柳清河迎宾桥为工程实例,介绍了该桥整个施工控制过程中的主要内容和应重视的问题,为类似结构的安全施工控制提供参考及借鉴.【期刊名称】《山西建筑》【年(卷),期】2013(000)010【总页数】3页(P163-165)【关键词】悬索桥;成桥状态主缆线形;吊杆张拉;施工控制【作者】姜霖【作者单位】大连理工大学土木建筑设计研究院有限公司,辽宁大连116024【正文语种】中文【中图分类】U445为了保证自锚式悬索桥竣工后结构的受力和变形尽量与理想的设计状态一致，施工过程中的监控工作显得尤为重要。

一般设计图纸中仅给定理想状态下自锚式悬索桥竣工后的内力、线形，由于施工中所用材料的力学性能存在偏差，构件制造安装误差，以及假定误差等客观因素，都会对自锚式悬索桥的内力、线形造成影响，所以施工单位往往需要在施工控制单位的协助下才能完成悬索桥的施工。

此外根据设计图纸，精确的计算出各部分构件在无应力状态下的尺寸，以便指导施工前的下料工作也是施工控制的重要组成内容［1-3］。

迎宾桥位于临沂市柳清河下游地段，桥梁结构采用独塔双索面自锚式混凝土悬索桥形式，桥梁主跨为70 m，边跨为25 m，主缆中心距32 m，吊索沿顺桥向间距4 m。

索塔采用欧式塔型，塔结构总高34 m，桥面以上塔结构高24．2 m(其中2．5 m为装饰部分，桥面至主缆中心点为21．7 m);横断面上共两个欧式塔，中间不设横向连接。

桥梁横断面宽43 m，上部加劲梁采用双边肋纵梁与吊杆间横梁相交的框架体系，纵横梁高度采用2．3 m，其间设置现浇钢筋混凝土桥面板，桥面铺装采用7 cm厚沥青混凝土。

下部结构主塔基础采用φ150 cm的群桩，主跨桥台采用钻孔灌注桩，小边跨桥台采用半整体式重力桥台。

图1和图2分别为施工中的迎宾桥照片和立面布置图。

混凝土自锚式悬索桥是由主缆、主梁、主塔、吊杆等构件组成的柔性悬吊组合体系，此类桥型的施工控制由初始状态的工程控制和施工中的工程控制两部分组成。

自锚式混凝土悬索桥主梁施工控制摘要自锚式混凝土悬索桥主梁施工是全桥施工的控制点之一。

主梁施工过程中主梁支架、主梁线型、主梁结构尺寸、主梁预埋件定位精度是影响主梁施工质量的关键。

关键词：自锚式混凝土悬索桥主梁支架预埋件Construction Control of the Main Beam of a Self-AnchoredConcrete Suspension Bridge(Wuhan Branch,China railway Major Engineering Group CO.Ltd,Wuhan 430050,china) Abstract：The construction of the Main Beam of a Self-anchored concrete suspension bridge is one of the contrlo points of the whole bridge. The bracket、linetype、measurement and siting precision of embeded parts of the main beam is the cruxes of quality of the main beam in the construction.Key words：Self-anchored concrete suspension bridge Main Beam bracket embeded parts一、引言自锚式混凝土悬索桥是指加劲梁采用混凝土结构的自锚式悬索桥。

自锚式混凝土悬索桥这种结构体系,其主缆是直接锚固于主梁而非锚锭体上,则由主缆传递给主梁的巨大水平轴向分力对主梁的受力有很高的要求。

这种情况下主梁的构造和材料性质便显得非常重要。

主梁采用混凝土材料,同钢桥相比,虽然增加了体系的自重,但也增加了体系的刚度,在一定的跨度允许范围内,使桥梁的安全性指标、适用性指标、经济性指标、美观性指标得到了完美的统一。

大跨度悬索桥主缆控制大跨度悬索桥主缆的受力图式可简化为受沿索长分布的均布荷载和吊索处的集中荷载作用的柔性索，主缆的计算即可转化为求理想索结构的线形和内力问题。

主缆线形是以吊点为分段点的分段悬链线，通过分段悬链线解析计算理论可以求得主缆在荷载作用下的线形和内力。

在对设计成桥状态精确计算的前提下，为了使竣工后的主缆线形符合设计要求，还需要在施工过程中对主缆的线形进行控制。

其方法是事先计算出各施工阶段的超前控制值，并在施工过程中不断进行跟踪分析和调整。

大跨度悬索桥的结构线形主要受主缆线形和吊索长度的控制，主缆一旦架设完成，其线形将不能进行调整;吊索长度根据主缆完成线形提出，一般也不预留太大的调整长度。

因此主缆施工阶段的控制是整个施工过程中最重要的部分。

精确计算出主缆初始安装位置和吊索制作长度等超前控制值非常关键，是保证悬索桥成桥后几何线形满足设计的必要条件。

5.1主缆系统施工控制计算的基本原理5.1.1成桥主缆线形计算原理悬索桥的成桥主缆线形是主缆设计的目标和基础，主缆索股下料长度计算、索股架设线形计算、索鞍的预偏量计算、空缆索夹安装位置计算、吊索的下料长度计算等均与成桥主缆线形有关，因此精确地计算成桥主缆线形是完成施工控制的前提。

悬索桥的成桥理想设计状态为:①恒载状态下中跨的线形满足设计矢跨比;②索塔塔顶在恒载状态下没有偏位，塔根不存在弯矩;③恒载由主缆承担，加劲梁在恒载状态下不产生弯矩。

其中，状态③通常不易达到，跟主梁施工方法、顺序有关。

对于大跨度悬索桥，事先只知道设计成桥状态结构的控制性几何形状参数，如主缆理论顶点、垂度、主缆跨径中点位置、桥面竖曲线、索夹水平位置、鞍座中心位置等，而主缆的精确线形和结构内力都是未知的，无法通过倒拆法精确计算架设参数。

根据设计给定的控制性几何形状参数，如给定主缆理论顶点和锚固点，则相当于悬索的几何约束边界条件已知。

通过下列条件可确定主缆的成桥线形:①主缆上吊点的水平位置已知;②索夹上作用的集中荷载已知(吊索内力可以通过基于有限位移理论的非线性有限元法求得):③主缆通过给定点，如跨中的标高己知;④相邻两跨主缆在塔顶或索鞍处的平衡条件已知。

自锚式悬索桥施工监控技术研究1前言自锚式悬索桥不同于一般的悬索桥，是一种新兴的适用于城市地区的新桥型。

它的主缆直接锚固在加劲梁的梁端，由主梁直接承受主缆中的水平拉力，不需要浩大的锚碇，这给不便利建筑锚碇的地方修建悬索桥供应了一种解决方法。

1915年德国就修建了第一座自锚式悬索桥，日本1990年建成的北港桥，韩国1999年建成的永宗大桥堪称是自锚式悬索桥的代表。

自锚式悬索桥有如下特点：(1)在形状结构上，取消了其它悬索桥两端大体积锚锭混凝土，节约了占地面积。

(2)在受力结构上，利用桥梁桥面系来平衡主缆的水平拉力，悬索部分和钢桁梁自成体系形式，上部结构中的恒载和活载通过自锚体系传力至索塔，再传至索塔基础，最终传力至地基[1]。

(3)在施工步骤上，其它悬索桥先施工主缆，然后再进行梁体的安装或浇筑，而自锚式悬索桥由于主缆锚固在主梁两端，故先进行钢桁梁的施工，再安装主缆。

(4)在施工监测监控上，自锚式悬索桥要求精度较其它悬索桥高，钢梁拼装、主缆安装调整、索夹和吊杆的安装调整、索塔的偏位变形等都应在监控之下，使桥梁时刻处在良好的施工掌握状态和操作状态。

总之，自锚式悬索桥保留了传统悬索桥的形状,桥梁造型美观,在地基很差或锚碇修建困难的地区也可采用，是城市中小跨径桥梁设计方案的抱负选择[2]。

2桥梁施工监控桥梁施工监控是一个“施工—测量—计算分析—修正—预报”的循环过程，即通过事先在塔、梁和拉索等主要部位埋设数种性能各异的的传感器和相关的测试仪器获得大量的数据，包括几何参量和力学参量;并利用高效计算机程序，对数据进行分析处理，并确定一个阶段的施工参数。

通过二者的有机结合，调整掌握桥梁的内力和线形，实现桥跨结构的内力和线形同时达到设计预期值，确保桥梁施工安全和正常运营，并保证其具有美丽的外观外形。

自锚式柔性悬索钢桁梁桥的主缆锚固在桥梁两端的铺锭横梁上，加劲钢桁梁的两端也分别埋入两端的锚锭横梁中，锚固梁通过板式橡胶支座支撑在桥台上，主缆水平力与加劲梁水平力平衡，如主缆张拉力过大则简单引起加劲钢桁梁内力超限，造成加劲梁局部失稳，甚至全桥垮塌，主缆鞍座偏心过大，造成主塔弯曲拉应力过大，形成施工过程的担心全。

独塔自锚式悬索桥缆索系统施工控制山东东方路桥建设总公司摘要：迎宾悬索桥位于临沂市柳清河上，是山东省第一座独塔自锚式钢筋混凝土悬索桥。

2007年3月开工建设，2008年11月竣工通车。

由于桥面较宽，按10车道进行设计，两跨又极端不对称，结构内部受力复杂，施工控制困难。

自锚式悬索桥在国内尚不多见，本文仅对挂索施工及复杂的索力调整等关键工序进行了系统的介绍。

关键词：独塔自锚式悬索桥；缆索架设安装；受力体系转换1工程概况桥梁结构方案采用独塔双索面自锚式钢筋混凝土悬索桥形式，桥梁主跨为70m，边跨为25m，主缆中心距32m，顺桥向吊索间距4m。

索塔采用欧式塔型，塔结构总高34米，桥面以上塔结构高24.5米,桥梁横断面宽43米，上部加劲梁采用双边肋纵梁与吊杆间横梁相交的框架体系，纵横梁高度采用2.3米，其间设置现浇钢筋混凝土桥面板，桥面铺装采用7cm厚沥青混凝土。

下部结构主塔基础采用φ150cm的群桩，主跨桥台采用φ120cm钻孔灌注桩，边跨桥台采用半整体式重力桥台。

纵横梁、主塔、桥面板均采用C55混凝土。

本桥图纸由临沂市公路局设计院设计，上海同济大学进行审核，大连理工大学进行施工监控，山东东方路桥建设总公司进行施工。

由于本桥土建部分为普通钢筋混凝土施工工艺，在此不再赘述，本文仅就上部缆索系统施工工艺作以介绍。

2 缆索系统施工本桥主缆及采用φ5.25x127平行钢丝成品索(不带外护套)，标准强度σb=1770MPa，每根主缆37股；吊杆共34根（带PE护套），标准强度σb=1670MPa，规格为四种：φ7x73、φ7x121、φ7x163及φ7x223。

另外边跨桥台内设置可更换的锚固张拉杆104根（带PE护套），连接纵梁及台身。

缆索体系施工方案主要包括：预埋件、主索鞍及散索套安装；主缆架设及线形调整；猫道架设；紧缆；索夹及吊杆索安装；悬索受力体系转换；主缆缠丝；体系防腐。

2.1 预埋件、主索鞍及散索套安装定位全桥共有索股锚固钢箱四个，吊杆孔预埋钢管34套,索鞍两个，散索套四个，全部在专业生产厂家定做。

自锚式悬索桥施工测量控制技术综述解光路（中交第二航务工程局第四工程有限公司，安徽芜湖412000）摘要：为克服自锚式悬索桥施工困难及风险大的缺点以及施工测量控制中的难点，着重介绍大桥施工建设期间，在保证大桥质量和精度的前提下，主要构造物所采用的测量控制方法，并经过实践证明，此类技术方法满足相关规范精度指标的要求，同时总结了自锚式悬索桥在施工测量过程中的一些注意事项，对今后同类及类似桥梁施工测量控制提供借鉴。

关键词：自锚式悬索桥；施工方案；测量控制网；索塔；主缆调整；索夹安装Self Anchored Suspension Bridge Construction ControlTechnology of MeasurementGuanglu Xie（In the Second Harbor Engineering Bureau of the Fourth Engineering Co. Ltd, Anhui Wuhu 412000）Abstract：In order to overcome the self anchored suspension bridge construction difficulties and disadvantages of high risk and construction control measurement difficulties focuses on bridge during the construction period, in order to ensure the quality and accuracy of the bridge under the premise, main structures used in measurement control method, has been proved by practice that such techniques meet the requirements of relevant norms of precision index, and summarizes the self anchored suspension bridge in construction survey of some matters needing attention, provide a reference for future similar and similar bridge construction control survey.Keywords：Self anchored suspension bridge; construction scheme; control network; cable; cable; cable clamp installation1 引言悬索桥是一种古老桥型，按主缆的锚固形式分为地锚式和自锚式悬索桥，绝大多数悬索桥，特别是大跨度的悬索桥，都采用地锚方式锚固主缆，即主缆的拉力由桥梁端部的重力式锚碇或隧道式锚碇传递给地基，而自锚式悬索桥采用自身锚的形式锚固主缆，故不需单独设置锚碇，主缆拉力直接传递给它的加劲梁来承受；它的优点是适宜用于两岸地基承载力较差，特别是软土地基的桥位，另外，对于城市闹区跨河桥梁可以避免影响景观或无法布置庞大的主缆锚碇建筑物；缺点是桥的跨度不宜过大，为了抵抗巨大的主缆水平分力，加劲梁的截面将非常庞大而很不经济，另外这种桥式一般必须先架设加劲梁，然后再安装主缆，实践中因施工困难、风险大等原因而极少采用。

自锚式悬索桥施工技术指南1. 概述
1.1 自锚式悬索桥的定义及特点
1.2 自锚式悬索桥的适用范围
2. 设计准备
2.1 地质勘察与场地评估
2.2 荷载计算与结构分析
2.3 材料选择与规范要求
3. 基础施工
3.1 锚锭基础施工
3.2 墩柱基础施工
3.3 防护与排水措施
4. 主塔施工
4.1 主塔形式及结构设计
4.2 主塔施工工艺及控制
4.3 主塔质量检测与验收
5. 索面系统施工
5.1 索股制作与安装
5.2 索夹及附属装置安装
5.3 索面张拉与调整
6. 桥面系统施工
6.1 预制梁段制作与运输
6.2 桥面系统拼装与安装
6.3 伸缩缝及附属设施安装
7. 质量控制与安全管理
7.1 材料质量控制
7.2 施工质量控制
7.3 安全风险评估与管理
8. 维护与检测
8.1 日常维护与检修
8.2 定期检测与评估
8.3 加固与维修方案
9. 案例分析
9.1 国内外典型自锚式悬索桥工程案例 9.2 施工难点及解决方案
10. 发展前景与趋势
10.1 自锚式悬索桥的发展历程
10.2 未来发展趋势与展望。

自锚式悬索桥悬索安装施工作业指导书1 适用范围本作业指导书适用于自锚式或同类桥型上部悬索结构的施工。

2 作业准备2.1 作业条件悬索安装前应该满足本作业的施工条件，包括场地、材料、人员和机械、设备的要求。

2.2 技术准备2.2.1上部安装方案经项目部编制、评审后，报监理审核。

并将由建设单位、设计单位及有关专家论证，进一步完善后组织实施。

2.2.2施工前，必须对所有工序，按设计、规范和施工方案要求，对班组进行详细的交底，在关键工序施工前对工班进行岗前培训。

2.2.3测量人员必须对塔柱和吊杆轴线、标高进行测设，并报请监理复核。

2.2.4试验人员在上部悬索结构安装前，必须提前对钢结构进行探伤、拍片检测，钢绞线、锚具、张拉设备等按设计及规范要求进行抽检、检校。

2.3 材料准备上部结构主要材料：钢结构件、钢绞线、锚夹具及辅助材料等已准备到位。

2.4 人员配备施工采用综合作业队进行施工的方法，做到统一领导，分工明确，配合密切，需配置测量工、信号工、张拉工、油泵操作工、电焊工、架子工、电工、机修工、卷扬机司机、普工等，具体根据现场实际情况确定。

2.5 机械配备主要的施工机械设备有：千斤顶、油泵、油压表、单孔传感器、百分表、对讲机、张拉挂篮、卷扬机、移动扒杆等2.6工艺性试验2.6.1摩阻试验，试验应选择具有代表性的主缆钢管和与实际数量一致的钢绞线。

在现场进行现场摩阻试验，以确定实际摩阻力的大小。

3 技术要求3.1注意事项3.1.1放样时，所用的量具均经二级以上的计量检定机构检定合格后，才能用于工程，且该量具应作为生产过程中的制作及检测依据。

3.1.2工程主缆、塔柱、吊杆等部件，均应按图纸要求进行各部件1：1放样，以确保最终实际尺寸，并由设计院认可签字。

3.1.3下料前，应根据放样提供的构件配套明细表，核对钢材牌号规格和配套数量，并应照配套表，逐件进行材料跟踪记录，如有异议，应及时反馈。

3.1.4钢材切割时，对主要构件不宜进行剪切，气割零件的尺寸允许偏差应符合规范规定。

阐述自锚式悬索桥在主缆架设的施工控制一、工程介绍河北省张家口清水河建设桥的主桥为平行双索面三跨自锚式悬索桥，纵向加劲梁为钢结构，梁端设混凝土锚碇和端横梁。

主缆采用对称布置，成桥状态下主跨跨度90m，全桥主缆共2根，每根主缆中含19股平行钢丝索股，每股含61Φ5.0的镀锌钢强钢丝，竖向排列成尖顶的近似六边形。

紧缆后，主缆为圆形，主缆空隙率指标：索夹处18%，索夹外20%，主缆理论直径190mm。

主缆的施工采用预制平行钢丝索逐根架设的施工方法（PPWS）。

钢丝为高强度镀锌钢丝，强度为1670MPa。

索股锚头采用热铸锚，主缆索股经散索套发散后，锚头直接锚固在锚跨的后锚面上。

索鞍由鞍体、底座组成，全桥共4个。

底部设3mm厚的四氟板，索鞍座板通过锚栓固定于主塔上。

索夹由上下两个半圆铸钢构件组成，高强螺栓连接，根据吊杆力及索夹处主缆倾角的不同，索夹长度与螺栓数量也不同，索夹螺栓设计紧固力355KN，全桥共设有吊杆索夹29对（分A～E五种类型）和F类封闭索夹4对。

散索鞍的作用是将主缆由一根整索分散成19股单束，构造与索鞍类似，散索鞍在施工时允许1.0cm的顺桥向位移。

二、张家口建设桥主缆安装及施工控制实施步骤1、主缆索股安装流程：前端锚头抽出与牵引系统连接→索股牵引→索股放索过程中扭转、散丝等检查调整→索股前端锚头到达前锚碇横梁，穿入锚碇横梁锚管内临时锚固→整束通长索股检查调整→将前端锚头从牵引系统卸下，并旋上锚固螺母锚固→后端索股放出索盘并卸下后锚头→后端锚头牵引穿入锚碇横梁锚管内临时锚固→索塔索股横移，整形入鞍。

2、主缆线形调整与控制为使上述初步架好的索股与设计规定的线性相吻合，必须进行索股线形调整。

主缆线形是通过对调整主缆垂度来实现的。

白天架设的索股，无论是基准索股还是一般索股，垂度调整必须在温度稳定时进行。

调整时，事先用温度计进行索股外界气温和索股温度的计测，把温度变化小的时间定为调整时间（根据实际测量一般在0∶00-6∶00），垂度调整程序如下图。

独塔自锚式悬索桥塔梁固接段施工技术
杨锋
（2）塔梁固接段三个梁段分别组拼，组拼后三段间的两条横向环焊缝需在设计要求的温度区间5～10℃时进行焊接锁定，减少温度应力对主塔固接段的影响。

（3）塔梁固接段两侧的D梁段的断面尺寸需与后场组拼的C梁段相互匹配。

（4）塔梁固接段梁段组拼时与主塔钢壳安装、钢筋绑（下转237页）
扎同步进行，塔梁固接段钢筋绑扎前需完成混凝土区域的焊缝探伤检测，检测单位出具合格证明后进行混凝土浇筑。

（5）塔梁固接区预应力压降管道相邻上下两组连通，压降管从延伸至梁面出浆孔。

施工时做好横向精轧螺纹预应力筋的保护工作，防止预应力筋损伤和外侧压降管道漏浆堵塞。

（6）塔梁固接区钢壳安装和钢筋、混凝土施工工艺要求同普通钢壳相同。

（7）混凝土强度达到设计规定要求后进行预应力筋张拉，并及时张拉压浆。

5 、塔梁固接段混凝土施工要点
T4节段钢壳安装完毕后，浇筑塔梁固结段混凝土。

两侧塔梁固结处混凝土同时进行浇筑，浇筑方量为309.8m3。

塔梁固接段混凝土采用C50微膨胀混凝土，要求该部分混凝土粗骨料粒级为5～25mm连续级配（圆孔筛），最大粒径不大于25mm。

（1）混凝土浇筑时下料要均匀，注意与振捣相配合，混凝土的振捣与下料交错进行，为防止混凝土离析，塔壳内布设串筒，混凝土自由下落距离
-全文完-。