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1、文稿自锚式悬索桥目 录自锚式悬索桥施工1一、前言11.概况：12.自锚式悬索桥结构受力及施工特点概述13.发展历程：3二、施工工艺方法及其重点61.主塔施工：62.鞍部施工：63.加劲梁施工：74.锚跨/锚块施工105.主缆施工：106.主缆吊杆施工11三、监理质量控制重点及措施131.悬索桥锚跨/锚碇施工142.悬索桥塔柱施工监理要点153.悬索桥钢箱梁的制作174.悬索桥钢箱梁的安装215.悬索桥主缆系统制作安装266.大跨度自锚式悬索桥施工监测监控和吊杆的加载控制337. 自锚式悬索桥施工质量标准361自锚式悬索桥施工一、前言悬索桥的桥面支承在悬吊的主缆上，而主缆则一般锚固于巨大的地下锚
2、碇。相对地锚式悬索桥而言，如果将主缆直接锚固在加劲梁端部，从而取消了庞大的锚碇，就成为自锚式悬索桥。对于地基基础很差的地区可采用自锚式体系代替地锚式体系建造悬索桥。1.概况：自锚式悬索桥的加劲梁大多采用钢结构，如1990年通车的日本此花大桥，韩国永宗悬索桥、美国旧金山奥克兰海湾新桥、爱沙尼亚穆胡岛桥等。我国近十年发展很快，2000年来我国已相继建成二十余座风格各异的自锚式悬索桥，加劲梁分别采用钢桁梁、钢箱梁和混凝土梁。例如广东佛山平胜大桥，2006年10月建成，独塔单跨四索面自锚式悬索桥，主跨350米跨径为同类型桥梁世界第一，钢箱加劲梁采用顶推施工；河南桃花峪黄河大桥主跨达406m，2010年
3、3月开工，预计2013年6月建成，钢箱加劲梁、边锚固跨采用混凝土，后改为钢锚梁；在建的哈尔滨松花江大桥和即将开工的武汉市江汉六桥则为钢-混凝土组合梁。中国大连金石滩金湾桥是世界上第一座钢筋混凝土加劲梁的自锚式悬索桥，于2002年7月建成，此后吉林、辽宁、浙江又有多座钢筋混凝土自锚式悬索桥相继设计和建造。2.自锚式悬索桥结构受力及施工特点概述自锚式悬索桥结构是主缆通过自身结构体系的锚梁和加劲梁锚固并承受和分布主缆反力的悬索桥结构。由于主缆锚固于加劲梁端的锚梁而无需建造强大的、占地面积很大的重力式锚碇，故适于城市较狭窄地面，跨越不大于500m的的河流与道路。并且易于做得造型优美，成为城市的标志景点
4、。自锚式悬索桥加劲梁须承受主缆水平反力，由于锚梁承受或分布主缆纵向力和竖向力，加劲梁及锚梁截面须设计的相对强大，锚梁构造复杂并同时具有主缆锚固区段的前、后锚面的构造和功能。自锚式悬索桥形成恒载状态的施工过程，必须在锚梁及加劲梁施工完成并实现锚梁与加劲梁锚固连接施工之后。加劲梁须采用支架上安装施工或采用设置临时墩顶推就位；在锚梁及加劲梁施工之后，再进行鞍座安装、主缆安装及调股、张拉及索夹安装、吊索系统安装及张拉等；通过分批、分级张拉吊索、加劲梁脱架、精确调整加劲梁线形及吊索力，实现自锚式悬索桥恒载状态。自锚式悬索桥吊索的安装和张拉是主缆与加劲梁从单独受力转成共同受力的体系转换过程，是自锚式悬索桥
5、区别于一般悬索桥的主要特点之一，也是自锚式悬索桥的控制重点。1）优点：不需要修建大体积的锚碇，所以特别适用于地质条件很差的地区。因受地形限制小，可结合地形灵活布置，既可做成双塔三跨的悬索桥，也可做成单塔双跨的悬索桥；保留了传统悬索桥的外形，在中小跨径桥梁中是很有竞争力的方案。加劲梁的刚度大。采用钢筋混凝土加劲梁，承受主缆传递的压力，刚度会提高，大大节省预应力构造体系，同时也避免了钢加劲梁在较大轴向力下容易压屈的缺点。采用混凝土材料可克服以往自锚式悬索桥用钢量大、建造和后期维护费用高的缺点，能取得很好的经济效益和社会效益。由于采用钢筋混凝土材料造价较低，结构合理，桥梁外形美观，所以不只局限于在地
6、基很差、锚碇修建困难的地区采用。2）自锚式悬索桥也不可避免地有其自身的缺点：由于主缆直接锚固在加劲梁上，梁承受了很大的轴向力，为此需加大梁的截面，对于钢结构的加劲梁则造价明显增加，对于混凝土材料的加劲梁则增加了主梁自重，从而使主缆钢材用量增加，所以跨径受到限制。自锚式悬索桥的施工顺序和地锚式悬索桥有着很大的区别: 必须在加劲梁、桥塔做好之后才能架设主缆，将主缆锚固于梁端后再安装吊索、张拉吊杆最终形成自锚式悬索桥。施工步骤受限制，需要搭建大量临时支架、设置导梁等以安装加劲梁。所以自锚式悬索桥若跨径增大，其额外的施工费用就会增多。无论采用钢导管散开锚固或是直接锚固、环绕式锚固等，锚固区局部受力复杂
7、，锚跨结构复杂，高空施工（相对于地锚）难度较大。与地锚式悬索桥不同，由于先梁后缆，建造桥面系必须进行体系转换，并通过吊杆张拉对主梁进行强制性线性调整。在此过程中，主缆非线性的影响很大，使得吊杆张拉时的施工控制比较复杂。3）受力分析自锚式悬索桥的上部结构包括：主梁、主缆、吊杆、主塔四部分。传力路径为：桥面重量、车辆荷载等竖向荷载通过吊杆传至主缆，主缆承受拉力，而主缆锚固在梁端，将水平力传递给主梁。自锚式悬索桥中的主梁具有一定抗弯刚度、与主缆共同承受活载。主缆拉力的水平分力在桥梁的上部结构中产生压力，其垂直分力将使桥梁的两端产生上拔力。为抵抗这种上拔力，可增加主缆锚固区重量，或在锚块处设置拉压支座
8、，还可在主桥端部设置牛腿，将引桥的重量压在主梁上。当主梁采用混凝土材料时，必须计入混凝土的收缩/徐变等非线性因素的影响，这就使得混凝土自锚式悬索桥的受力较钢桥更为复杂。在钢箱梁采用顶推施工时，钢箱梁截面会受到较大的反复附加应力，其中一部分附加应力并可能残留到运营阶段。3.发展历程：19世纪后半叶，自锚式悬索桥最早构思于奥地利和美国（1867）、出现于波兰（1870约瑟夫.朗金）；到20世纪，自锚式悬索桥已经在德国兴起，1915年起建成了主跨185m科隆莱茵河桥，美国宾夕尼亚州的匹兹堡跨越阿勒格尼河的3座桥和日本东京清洲桥，在20世纪30年代，美国德国修建了许多座自锚式悬索桥，其中1929年建成
9、主跨315m科隆-米尔海姆桥。20世纪90年代起，又掀起修建自锚式悬索桥的热潮。1）国外现代自锚式悬索桥有：日本此花大桥： 1990年通车，跨径布置为（120+300+120）m，是现有最大跨径的自锚式悬索桥。该桥采用单主缆，用PWS法施工，吊索做成倾斜形，构成三角形吊杆，体现了英国式悬索桥的特点。人字形上塔柱要在加劲梁节段架设后才能安装。韩国永宗大悬索桥：位于高速公路上，是世界上第一座双层行车的公铁两用自锚式县索桥。跨径布置为125+300+125m，1999年建成。加劲梁三跨连续，其腹板及行驶铁路部分的下层为桁架。梁8个节段用浮吊架设，全部放在临时排架或塔上，然后安设吊索。美国旧金山奥克兰
10、海湾新桥：原计划20世纪30年代中期修建，主航道桥为自锚式悬索桥，跨径为385+180m，。其它自锚式悬索桥：Sorok岛桥是韩国与Geogcum岛连接本土的桥梁，主跨250m、边跨2*110 m，钢箱加劲梁，H形桥塔。1996年J.F.Klcin介绍一种自锚式悬索桥方案，跨径布置为303m+950m+303m，采用单主缆，主跨跨中约200m长的主缆与梁固结，主缆截面沿桥梁可变、大大节省主缆造价。2）国内自锚式悬索桥发展落后于国外，近十年发展很快，2001年来我国已相继建成二十余座风格各异的自锚式悬索桥。跨度不断刷新，结构形式更加多样化。大连金石滩金湾悬索桥：2002年7月在大连建成，主桥为自
11、锚式混凝土悬索桥，主缆直接锚固于加劲梁的两端，加劲梁采用钢筋混凝土边主梁形式，施工主要工序为：钻孔桩基础；浇筑桥墩桥塔；搭设临时支架，支架上浇筑加劲梁；加劲梁达到强度后挂主缆，上索夹，张拉吊杆。浙江省平湖市海盐塘桥：主跨跨径组合为（30+70+30）m，主缆锚于梁端，不需锚碇；主梁采用钢筋混凝土箱梁，利用主缆的水平分力，为主梁施加免费预应力，主梁内不再配置预应力钢束；塔顶不设置鞍座，主缆直接锚固在塔顶上。这种桥型结构新颖，造型美观，结构轻巧，构件受力合理，用材经济，造价比同等跨径的预应力混凝土连续梁桥、部分斜拉桥都要低，桥型在中小跨径内非常具有竞争力。佛山平胜大桥， 2006年10月28日建成
12、，独塔单跨四索面自锚式悬索桥，主跨350米跨径为同类型桥梁世界第一，钢箱加劲梁采用顶推施工。常州龙城大桥全长665.06m，主桥采用拱门独塔三跨72+114+30m自锚式悬索斜拉协作体系，空间悬索斜拉协作体系为国内首创，2008年1月建成。杭州钱塘九桥（江东大桥）由两座跨径83+260+83m自锚式空间缆系悬索桥组成，2005年12月28日开工，2008年12月26日建成通车。其空间缆自锚式悬索桥结构、树脂沥青组合体系钢桥面铺装、五段连续曲线顶推安装钢箱梁、五轴联动数控等多项大桥设计、施工技术均实现了国内首创。南昌洪都大桥通航孔桥为85+195+85m独柱双塔、三跨单索面、钢加劲梁自锚式悬索桥
13、，钢主梁采用顶推法施工，主缆锚固区钢箱内填充混凝土，国内首次采用。2006年10月开工，2009年2月竣工。钢主梁采用搭建临时支架顶推安装，顶推过程中梁体截面要承受正负交替出现的弯矩，施工工艺复杂，要充分计算并控制钢箱梁的安全性、局部稳定性和抗倾覆性。其他自锚式悬索桥：近几年相继建成的有序号桥名建成年份跨径（m）主桥加劲梁类型备注绍兴滨海大桥77.8+188+77.8钢箱梁绍兴市解放路3号桥200678+180+78混凝土天津富民海河大桥200786.4+157.08钢箱双主梁长沙三叉矶湘江大桥200770+132+328+132+70三室钢箱梁安庆庆丰大桥2008110+280+110四室钢
14、箱梁辽宁朝阳黄河路大桥200873+180+73混凝土北京昌平南环大桥200870+175+70钢梁杭州江东大桥2009两座83+260+83分离双钢箱梁钱塘江九桥广州猎德大桥201047+167+219+47钢箱梁青岛海湾大桥大沽河航道桥201180+260+190+80分离双钢箱梁恩施红旗桥2011总长340.6米，主跨152米预应力混凝土凯旋门式索塔正在施工的有：福州市螺洲大桥北汊主桥，采用三塔自锚式钢箱梁悬索桥，桥跨布置为80+2168+80m；福州市鼓山大桥，主桥为50+150+235+35m 的自锚式钢箱梁悬索桥；哈尔滨三环路跨松花江大桥跨度组成为46m+108m+248m+108
15、m+46m，是国内跨度最大的自锚式钢-混凝土组合梁悬索桥，主跨及边跨主梁为钢-混凝土组合梁。组合梁由2根钢主系梁、横梁和小纵梁组成的钢桥面系与混凝土桥面板形成整体组合截面。河南桃花峪黄河大桥，跨度组成为20+160+406+160+20m的自锚式悬索桥，为我国目前超长跨度的自锚式悬索桥，按监理招标文件，主跨及边跨主梁为钢-混凝土混合梁，主跨为钢箱梁、两端为双悬臂混凝土梁。强大的主缆两端锚固于主梁两端的混凝土锚跨上，锚跨两侧锚固纵梁及散索鞍座、主缆锚固区的结构构造是本桥设计的重大创新之处，也是施工主要难点。封闭箱型钢加劲梁全长766m，顶推施工。武汉市江汉六桥，跨度组成为（50+55+110+252+110+55+50）m的自锚式悬索桥，吊索采用钢绞线形式，加劲梁在主缆锚固部分采用混凝土梁，其余部分均采用钢-砼结合梁。二、施工工艺方法及其重点自锚式悬索桥的主缆是直接锚固在加劲梁端部的锚锭上，这使得自锚式悬索桥的施工顺序是主塔施工后先组装加
