一种基于狭长山涧地形的悬索桥及其施工方法技术

本申请涉及一种基于狭长山涧地形的悬索桥及其施工方法，涉及桥梁工程领域，该悬索桥包括加劲梁、桥墩、吊杆以及若干根缆索；其中：加劲梁沿山涧走向设置，加劲梁两侧设有若干根竖直的吊杆；桥墩位于加劲梁下方，桥墩顶端通过支座与加劲梁底部连接；缆索两端分别固定在狭长山涧两侧的岩体上，且缆索位于加劲梁上方，吊杆上端连接在缆索上。本申请借助狭长山涧的特殊地形，将缆索两端分别锚固在桥位两侧岩体上，由吊杆连接缆索和钢桁梁，无需架设传统的悬索桥主塔，也避免了悬索桥随着跨径的增大，主缆面积大幅增大的缺陷，节约了工程造价，施工方法简单，工程造价低，桥梁景观效果好，具有良好的经济效益和社会效益。

【技术实现步骤摘要】
一种基于狭长山涧地形的悬索桥及其施工方法
本申请涉及桥梁工程领域，特别涉及一种基于狭长山涧地形的悬索桥及其施工方法。
技术介绍
在狭长山涧地形架设桥梁，由于桥下净空高，桥墩和桥下临时支架施工很困难。由于山涧地形狭长，桥梁设计时常规的简支梁、连续梁等梁式结构难以满足要求，故相关技术中，跨越能力强的悬索桥是该地形修建桥梁的主要选择。然而，架设常规的悬索桥需修建高耸云端的主塔，需架设主缆，而主塔和主缆的施工时间均较长，通常悬索桥主塔的修建时间多超过1年，猫道及主缆架设工期也较长，在主塔、主缆架设完成后再开始主梁的架设，桥梁施工工期较长，且随着桥梁跨度的增大，主塔的高度随之增大，悬索桥主缆的直径也相应增大，工程造价随之提高。
技术实现思路
本申请提供一种基于狭长山涧地形的悬索桥，以解决相关技术中狭长山涧地形修建常规悬索桥，桥梁的主塔和主缆施工周期长，造价高昂的问题。第一方面，本申请提供了一种基于狭长山涧地形的悬索桥，包括加劲梁、桥墩、吊杆以及若干根缆索；其中：加劲梁沿山涧走向设置，加劲梁两侧设有若干根竖直的吊杆；桥墩位于加劲梁下方，桥墩顶端通过支座与加劲梁底部连接；缆索两端分别固定在狭长山涧两侧的山体上，且缆索位于加劲梁上方，吊杆上端连接在缆索上。一些实施例中，每根缆索上设有两根吊杆，两根吊杆下端分别固定在加劲梁两侧，既能充分利用缆索，减小工程造价。一些实施例中，每根缆索两端的高度相同或不同，每根缆索两端的高度根据狭长山涧两侧山体的可锚固位置变化。<br>一些实施例中，加劲梁上下游两侧的吊杆的长度相同或不同，吊杆的长度根据上方缆索与加劲梁的距离变化。一些实施例中，加劲梁采用跨越能力大、安装速度快、构件易于修复和更换的钢桁梁，且上下层均可通行车辆，增加桥梁的运输能力。一些实施例中，钢桁梁采用正交异性钢桥面板，由若干个纵梁支承在钢桁梁的上横梁上。一些实施例中，加劲梁单侧的吊杆间距与钢桁梁的节间间距一致。一些实施例中，钢桁梁的节间间距为10m～12m。一些实施例中，缆索通过高强钢拉杆锚固在山体上。一些实施例中，缆索由钢丝通过预制平行钢丝束股法形成，钢丝标准抗拉强度为1770MPa。一些实施例中，吊杆为钢绞线，钢绞线的抗拉强度不低于1670MPa。另一方面，本申请提供一种基于狭长山涧地形的悬索桥的施工方法，包括以下步骤：S1、采用空中牵引架设法将缆索两端分别固定在桥位两侧的岩体上；S2、采用桥面吊机从两岸向跨中架设加劲梁；S3、每节段加劲梁架设完成后，在该节段加劲梁两侧安装吊杆，并进行张拉；S4、重复S3若干次，安装临时铰，桥面架梁机过铰；S5、重复S4若干次，直至跨中合龙段；S6、加劲梁合龙；S7、桥面铺装。优选地，为缩短工期，S1与S2同步进行。一些实施例中，由于缆索数量较多，且跨度不大，可采用遥控飞艇牵引法对缆索进行架设。一些实施例中，加劲梁为钢桁梁。一些实施例中，临时铰包括耳板和拼接板，其中：耳板位于钢桁梁的主桁架上，由主桁架的上弦杆两侧的腹板向上延伸而成，耳板上设有销轴孔；拼接板通过销轴孔铰接在上弦杆外侧。一些实施例中，上弦杆侧面设有若干通孔，拼接板上设有与上弦杆上通孔对应的通孔，二者通过插入通孔的销子加固连接。由于临时铰释放了铰处的弯矩传矩，铰前梁段前端吊索力较小，但铰后梁段的吊索力仍较大，且处于高应力水平时间较长，且铰处梁段仅靠铰耳板进行连接，横向刚度较差，在风荷载作用下安全性较低。因此，为避免此处永久吊索受力不利，施工过程中此处增加一对临时吊索，通过张拉使此处受临时吊索力，同时在铰前、后梁段间上、下平面设置八字形抗风拉索，由于随梁段架设抗风拉索会出现松驰现象，施工过程中拉索需设置可调节装置，并阶段性补张。一些实施例中，由于临时铰处的相对坡度较大，为了确保桥面吊机能够安全过铰，针对铰处梁段坡度较大的问题，对桥面吊机行走的轨道梁进行支垫，调整轨道梁的坡度约为5％，以减小爬坡难度。进一步地，加强轨道的锚固系统，在吊机前、后设置挡块预防吊机意外滑出；过铰过程中设专人负责下弦开口的监测，吊机每行走一个行程(1m)测试一次，与计算值及时校核，发现异常则立即停止作业。一些实施例中，S6中先合龙主桁架，然后进行主横桁架架设；其中，主桁架的合龙顺序依次为上弦杆、下弦杆、斜腹杆、上平联和下平联。一些实施例中，在架设缆索前对缆索的下料长度和吊杆的下料长度预先进行精确计算，吊杆采用钢绞线的原因也在于钢绞线方便调整吊杆的无应力索长。本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：本申请省去了高耸云端的主塔和超大直径的主缆，结构简单，可以实现钢桁梁吊装和缆索架设同步施工，缩短了施工工期，且降低了工程造价。本申请实施例提供了一种基于狭长山涧地形的悬索桥及其施工方法，由于山涧两侧都是岩体且两侧岩体相距较短，本申请利用通过高强钢拉杆将缆索两端分别锚固在山涧两侧的岩体上，每根缆索通过加劲梁两侧设置的吊杆张拉加劲梁，因而省去了高耸云端的主塔和超大直径的主缆，且钢桁梁吊装和缆索架设同步施工，缩短了施工工期，降低了工程造价。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本申请实施例提供的基于狭长山涧地形的悬索桥的结构示意图；图2为本申请实施例提供的基于狭长山涧地形的悬索桥的侧视图；图3为本申请实施例提供的钢桁梁吊装示意图；图4本申请实施例提供的临时铰的结构示意图；图5不同设铰数量时上弦杆名义应力包络示意图；图6不同设铰数量时下弦杆名义应力包络示意图；其中：1-加劲梁，11-钢桁梁上层桥面，12-钢桁梁下层桥面，13-竖腹杆，14-斜拉杆，2-吊杆，3-桥墩，4-支座，5-缆索，6-山体，7-吊架，8-上弦杆，9-耳板，91-销轴孔，10-拼接板。具体实施方式为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于狭长山涧地形的悬索桥，其特性在于，包括：/n加劲梁，所述加劲梁沿山涧走向设置，所述加劲梁两侧设有若干根竖直的吊杆；/n桥墩，所述桥墩位于加劲梁下方，所述桥墩顶端通过支座与加劲梁底部连接；/n若干根缆索，所述缆索两端分别固定在狭长山涧两侧的岩体上，且所述缆索位于加劲梁上方，所述吊杆上端连接在所述缆索上。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于狭长山涧地形的悬索桥，其特性在于，包括：
加劲梁，所述加劲梁沿山涧走向设置，所述加劲梁两侧设有若干根竖直的吊杆；
桥墩，所述桥墩位于加劲梁下方，所述桥墩顶端通过支座与加劲梁底部连接；
若干根缆索，所述缆索两端分别固定在狭长山涧两侧的岩体上，且所述缆索位于加劲梁上方，所述吊杆上端连接在所述缆索上。


2.如权利要求1所述的基于狭长山涧地形的悬索桥，其特征在于：每根缆索上设有两根吊杆，两根吊杆下端分别固定在钢桁梁两侧。


3.如权利要求1所述的基于狭长山涧地形的悬索桥，其特征在于：所述加劲梁单侧的吊杆间距与加劲梁的节间间距一致。


4.一种权利要求1所述的基于狭长山涧地形的悬索桥的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、采用空中牵引架设法将缆索两端分别固定在桥位两侧的岩体上；
S2、采用桥面吊机从两岸向跨中架设加劲梁；
S3、每节段加劲梁架设完成后，在该节段加劲梁两侧安装吊杆，并进行张拉；
S4、重复S3若干次，安装临时铰，桥面架梁机过铰；
S5、重复S4若干次，直至跨中合龙段；
S6、加劲梁合龙；
S7、...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾德礼，王文洋，叶敏，彭旭民，蔡正东，柳静，张美玲，唐家睿，
申请(专利权)人：中铁大桥科学研究院有限公司，中铁大桥局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42