张拉锚跨丝股施工悬索桥的方法技术

张拉锚跨丝股施工悬索桥的方法属悬索桥施工方法技术领域。其所要解决的技术问题是：提供一种既不需要顶推，也不受顶推作业预偏量的严格控制，能够在地面作业，可以精确控制塔柱线形的张拉锚跨丝股施工悬索桥的方法。其技术要点是：索塔顶固结有主索鞍；将主缆中的丝股嵌入主索鞍槽内，丝股通过塔顶后由索股锚头上的丝股锚杯锚固，索股锚头通过锚固拉杆与前锚面的连接器连接；在锚固拉杆与索股锚头连接的一端安装由千斤顶、撑脚和连接套筒构成的张拉设备；在建桥过程中及成桥时，可分阶段启动张拉设备对丝股进行锚跨张拉，使塔顶位移恢复至零状态。本方法改善了作业环境，减小了作业风险，并可精确控制塔柱线性，是悬索桥施工的又一次飞跃。

【技术实现步骤摘要】
张拉锚跨丝股施工悬索桥的方法
：本专利技术涉及一种悬索桥的施工方法，特别是一种悬索桥上部结构施工过程的方法。
技术介绍
：我国自进入现代悬索桥的建设以来，其设计理论及建桥技术日趋世界先进水平，并建成了多座各具流派特点的悬索桥。目前，在悬索桥的设计和施工过程中，为保证结构的受力状态和线形与设计一致，要求两锚碇之间、锚碇与鞍座之间的主缆无应力长度在架设时和以后保持不变。根据这一要求，通常悬索桥的施工方法是：以各跨主缆的无应力长度为定值、桥塔顶两侧主缆的水平分力相等、散索鞍(套)两侧主缆张力相等为条件，计算出架设主缆时各跨的跨度和线形，将各鞍座按计算的跨度设置并临时锁定；以理论线形为目标，调整各跨主缆线形和锚跨张力，然后对主缆进行永久锚固；主缆架设完成后，安装索夹，吊装加劲梁，放松各鞍座，让各鞍座随着加劲梁的吊装逐渐回到设计的永久位置(如果鞍座底的摩擦力较大，有时需要顶推鞍座才能使其回到设计的永久位置)。由于空缆时主缆只受自身重量作用，因此空缆时按力平衡条件计算的主缆跨度与成桥时不相等，就需要将各鞍座偏离永久位置，即设置鞍座预偏。对于鞍座预偏的设置，通常的方法有两种：第一种是架缆时保持塔的竖直状态，将鞍座在塔顶的位置偏离成桥设计位置一定距离，吊装加劲梁时引起桥塔偏离设计位置时，再将鞍座向设计位置回顶，使成桥时鞍座中心回到设计位置；第二种是对于比较柔性的钢塔，可采用临时拉索，将桥塔顶预偏需要的水平距离，而鞍座安装在设计塔顶位置，吊装加劲梁等施工时，逐渐放松临时拉索，使桥塔逐渐恢复到设计的位置。因此，这种施工方法往往需要对顶推作业预偏量进行严格的控制，并需要在塔顶进行顶推作业，其作业风险大、作业环境恶劣，且顶推鞍座需要在较大的塔顶截面上才能进行。
技术实现思路
：本专利技术所要解决的技术问题是：旨在克服上述现有悬索桥施工过程中存在的不足，提供一种既不需要顶推，也不受顶推作业预偏量的严格控制，能够在地面作业，可以精确控制塔柱线形的张拉锚跨丝股施工悬索桥的方法。其技术方案是：一种张拉锚跨丝股施工悬索桥的方法，其特征在于：1)建索塔时，采用栓焊结合装配式将主索鞍固结于索塔顶；2)在索塔顶处，将主缆中的每根丝股嵌入主索鞍槽内，丝股通过塔顶后由封闭索夹包裹，在IP点处通过散索套将主缆发散为单根丝股；-->3)每根丝股由丝股锚头上的锚杯锚固，丝股锚头通过两根锚固拉杆与被预应力钢束锚固于前锚面的连接器连接；锚固拉杆与丝股锚头的连接端由内、外球面垫圈和锁紧螺母固定，并安装由千斤顶、撑脚和连接套筒及工具拉杆构成的张拉设备；4)丝股安装架设完成后，先进行主缆空缆线型及锚跨拉力的调整，对于通过张拉锚跨丝股消除塔顶水平的方式，丝股的初应力必须保持相同，控制丝股锚跨张力与设计值的差在±10kN范围内；5)在中跨索夹、吊索、加劲梁、桥面系等施工过程中，由于加载而引起塔顶向中跨方向水平位移达到20-50mm时，即分阶段启动张拉设备对丝股进行锚跨张拉，以确保塔顶水平位移始终不超过50mm和张拉过程中丝股应力差不超过150MPa的设计要求；6)成桥时，采用张拉对丝股进行锚跨最终张拉调整，使塔顶位移恢复至零状态，并拆去张拉设备。与现有技术相比，其技术效果是：由于将主索鞍固结于塔顶，把塔顶顶推作业转移到地面作业，从而改善了作业环境，减小了作业风险；并可对丝股进行多次循环张拉，在张拉锚跨时可以基本做到丝股应力均匀，使设计张拉量管理的目标更有效、更直接；且张拉设备不受常规顶推作业预偏量的严格控制，消除塔柱弹模、主缆弹模等材料特性不准确的影响，可以精确控制塔柱线性，使其恢复到零状态。因此，本专利技术的施工方法不仅开辟了又一种不同于顶推索鞍法施工悬索桥的新方法和新途径，而且通过实践也证明了这种施工方法是正确的、合理的，是切实可行的，既为张拉锚跨丝股施工悬索桥提供了成功的范例，也为这种悬索桥的施工方法的推广提供了技术保障。附图说明：图1为本专利技术的澜沧江悬索桥总体布置图；图2为主缆断面图；图3为散索套结构示意图；图4为张拉设备连接示意图；图5为等力同步多顶张拉设备液压输送示意图。具体实施方式：澜沧江悬索桥(见图1)位于国道214线云南祥云至临沧公路K122+616处，横跨澜沧江，是连接云南省大理州和临沧地区的一条重要纽带。大桥全长716m，主桥为跨径380m的钢—混叠合梁悬索桥。主缆1跨径为120m+380m+120m的三跨结构，桥梁全宽16.6m，桥面有效宽度12.4m，行车道宽度11.0m，行车道内设有2％双向横坡，桥面设置1％双-->向纵坡，桥梁位于半径R＝27000m的凸型竖曲线上，设计荷载汽-超20级，挂-120。地震基本烈度8度。索塔采用门式框架结构，塔柱为实心钢筋砼柔性结构，矩形截面，祥云岸塔高88.0m，临沧岸塔高90.0m。索塔横桥向塔柱均以1/20的斜率向内侧倾斜，塔柱顶端横向中心距离12.4m，底端横向中心距离21.2m。塔柱横桥向按2.5m等宽设计，顺桥向由塔底宽度4.0m渐变到塔顶宽度3.0m。索塔在塔顶及加劲梁支点下方共设置两道横梁，横梁采用实心断面预应力混凝土结构，高度均为3.0m，上横梁宽度2.8m，下横梁宽度3.26m。索塔桩基采用直径5.5m的大直径挖孔桩，每个塔柱设置一根桩，桩基铅垂设置，桩基采用C25混凝土。因两岸地质状况差异，祥云岸桩长均为30m，临沧岸上、下游桩长分别为45m和55m。锚碇采用钢筋砼重力式锚碇，锚碇总高度20.0m，由基础、前、后锚块和锚室三部分组成。锚碇基础高度为5.0m，平面尺寸28.0m×28.0m，采用C25混凝土。前锚块内设置由丝股锚固拉杆和预应力锚固钢束组成的锚固连接系统，且布设支撑锚固连接系统的型钢支架，采用C40预应力钢筋混凝土。后锚块采用C25混凝土，主要用于压重和封闭锚固预应力锚具。由于该悬索桥是一座主跨380mm的钢板加劲钢-混叠合桥面的单跨悬索桥，桥塔设计截面较小，且采用散索套分散主缆丝股，为避免因顶推主鞍座需要增大塔顶截面，故设计采用栓焊装配式将主索鞍直接永久固定于索塔顶。主缆跨径为120m+380m+120m的三跨结构，在设计成桥状态下，中跨理论跨径为380m，理论垂度35.0m，垂跨比1∶10.857，边跨完全对称，边跨垂跨比约为1∶2.715。主缆采用预制平行钢丝丝股逐根架设的施工方法(PPWS法)。全桥共2根，上、下游各一根。每根主缆由52股91丝φ5.0mm镀锌高强钢丝组成，每根主缆共4732丝。紧缆后，主缆为圆形(见图2)，其直径为370mm(索夹处)和375mm(索夹间)，空隙率为16％(索夹处)和18％(索夹间)。架设主缆时将主缆中的每根丝股由正六边形变为方形嵌入主索鞍槽内，丝股通过塔顶后由封闭索夹包裹变化为圆形。主缆架设以保证主跨无应力长度为条件，按设计跨度计算主跨线形和内力，以桥塔两侧主缆索力水平分力相等和边跨与锚跨无应力长度等于成桥值为条件，计算出散索套和主缆锚固点的位置。主缆在IP点(见图1)处通过散索套(见图3)分散为单根丝股。每根丝股均与索股锚头12(见图4)上的丝股锚杯锚固，丝股锚头通过两根锚固拉杆与被预应力钢束锚固于前锚面的连接器2连接；在锚同拉杆与丝股锚头连接的一端分别由内、外球面垫圈和锁紧螺母固定，并分别安装两台由千斤顶10、撑脚7和连接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种张拉锚跨丝股施工悬索桥的方法，其特征在于：１）建索塔时，采用栓焊结合装配式将主索鞍固结于索塔顶；２）在索塔顶处，将主缆中的每根丝股嵌入主索鞍槽内，丝股通过塔顶后由封闭索夹包裹，在ＩＰ点处通过散索套将主缆发散为单根丝股；　 　３）每根丝股由索股锚头上的丝股锚杯锚固，索股锚头通过两根锚固拉杆与被预应力钢束锚固于前锚面的连接器连接；在锚固拉杆与索股锚头连接的一端由内、外球面垫圈和锁紧螺母固定，并安装由千斤顶（１０）、撑脚（７）和连接套筒（８）及工具拉杆（９）构 成的张拉设备；４）丝股安装架设完成后，先进行主缆空缆线型及锚跨拉力的调整，对于通过张拉锚跨丝股消除塔顶水平的方式，丝股的初应力必须保持相同，控制丝股锚跨张力与设计值的差在±１０ｋＮ范围内；５）在中跨索夹、吊索、加劲梁、桥面系 等施工过程中，由于加载而引起塔顶向中跨方向水平位移达到２０－５０ｍｍ时，即分阶段启动张拉设备对丝股进行锚跨张拉，以确保塔顶水平位移始终不超过５０ｍｍ和张拉过程中丝股应力差不超过１５０ＭＰａ的设计要求；６）成桥时，采用张拉对丝股进行锚 跨最终张拉调整，使塔顶位移恢复至零状态，并拆去张拉设备。...

【技术特征摘要】
1、一种张拉锚跨丝股施工悬索桥的方法，其特征在于：1)建索塔时，采用栓焊结合装配式将主索鞍固结于索塔顶；2)在索塔顶处，将主缆中的每根丝股嵌入主索鞍槽内，丝股通过塔顶后由封闭索夹包裹，在IP点处通过散索套将主缆发散为单根丝股；3)每根丝股由索股锚头上的丝股锚杯锚固，索股锚头通过两根锚固拉杆与被预应力钢束锚固于前锚面的连接器连接；在锚固拉杆与索股锚头连接的一端由内、外球面垫圈和锁紧螺母固定，并安装由千斤顶(10)、撑脚(7)和连接套筒(8)及工具拉杆(9)构成的张拉设备；4)丝股安装架设完成后，先进行主缆空缆线型及锚跨拉力的调整，对于通过...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫子才，黄新，郭晓，杨涛，
申请(专利权)人：中铁四局集团第二工程有限公司，
类型：发明
国别省市：34[中国|安徽]