CN101914897B

CN101914897B - 单主缆斜吊杆地锚式悬索桥的施工方法

Info

Publication number: CN101914897B
Application number: CN2010102466277A
Authority: CN
Inventors: 唐俊; 姚松柏; 李飞; 周新亚; 王玉林; 周运志; 杨慧丰; 李光均; 夏亚飞; 冯海珍; 彭涤飞
Original assignee: China Tiesiju Civil Engineering Group Co Ltd CTCE Group; First Engineering Co Ltd of Shanghai Civil Engineering Co Ltd of CREC
Priority date: 2010-07-30
Filing date: 2010-07-30
Publication date: 2011-08-31
Anticipated expiration: 2030-07-30
Also published as: CN101914897A

Abstract

本发明公开了一种单主缆斜吊杆地锚式悬索桥的施工方法，其特征是：在分别完成锚碇施工、主塔施工、钢箱梁施工、主缆及吊杆的施工之后，采用千斤顶牵拉吊杆的前锚头并固定于钢箱梁上，调整吊杆的张力，直到吊杆张力和主缆线形符合要求，拆除所有临时支座并下落钢箱梁到作为永久支座的主塔横梁上即完成施工，整个施工过程安全可靠，为保证工程质量提供了必要的前提。本发明施工方法合理、高效、简洁，不仅可保证工程进度，还能有效减少施工成本。

Description

单主缆斜吊杆地锚式悬索桥的施工方法

技术领域

本发明涉及一种桥梁施工方法，更具体地说是一种悬索桥的施工方法。

背景技术

随着社会的不断进步，桥梁成为了在公路、铁路和城市道路中不可或缺的组成部分，桥梁能有效缩短线路长度和节约工程造价，在城市路网中，多数桥梁还作为城市景观或标志性建筑，以美化城市。单主缆斜吊杆地锚式悬索是一种新的悬索桥的形式，如图1a、图1b和图1c所示，其结构形式是，在桥的两端各设置一重力式锚碇100和一主塔200，主塔200为A形，A形主塔采用全钢箱结构，由两根倾斜的主塔塔柱201和连接在两根倾斜的主塔塔柱之间的主塔横梁202组成，主塔塔柱201采用分节段的三维变截面的形式，从下往上各节段的截面逐渐变小，主塔顶部设置鞍座横梁203，鞍座横梁203上安装主索鞍700，鞍座横梁上方为塔冠，主桥采用扁平流线型钢箱梁300，桥体采用单根主缆400，主缆400通过两主塔顶部的主索鞍700后分别锚固在两端的锚碇100上，在主跨范围的主缆上设置索夹和吊杆，吊杆锚固在钢箱梁桥面上，其中靠近主塔的五对吊杆为成对设置的斜吊杆500，是以处在中轴位置上的主缆呈倾斜吊向桥体两侧，其余吊杆均采用单根直吊杆600，由主缆直接吊在桥体中轴位置上。针对这一全新的桥体形式，目前还没有一套完整的相适应的施工方法的公开报导。

发明内容

本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种单主缆斜吊杆地锚式悬索桥的施工方法，以使单主缆斜吊杆地锚式悬索桥的施工结构更趋简洁、明快，受力明确，在确保施工安全和施工质量的前提下，最大限度的缩短了桥梁施工的时间，丰富国内桥梁施工内容。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：

本发明单主缆斜吊杆地锚式悬索桥的施工方法的特点是：

在分别完成锚碇的施工、主塔的施工、钢箱梁施工、主缆及吊杆的施工之后，采用千斤顶牵拉吊杆的前锚头并固定于钢箱梁上，调整吊杆的张力，直到吊杆张力和主缆线形符合要求，拆除所有临时支座并下落钢箱梁到作为永久支座的主塔横梁上即完成施工；

所述锚碇施工按如下步骤施工：

a、开挖基坑，在基坑上部采用放坡开挖，开挖后进行喷锚支护，基坑下部采用垂直开挖，在所述基坑下部的开挖之前，在基坑内周施工基坑混凝土支护桩、基坑外周施工基坑高压旋喷桩，并在基坑高压旋喷桩的区域内灌浆形成封闭的基坑止水帷幕，在基坑混凝土支护桩的桩顶部施工冠梁；垂直开挖后随着向下开挖，分三层施工钢筋混凝土连续拱圈直至基坑底部；基坑开挖完成以后，对基坑底部进行封底，并在基坑底部和垂直开挖部分的四周基坑侧壁上进行防水施工；

b、施工锚碇，锚碇采用钢筋混凝土结构，由锚碇基础和锚体构成，采用防水混凝土；基坑内的锚碇基础在平面上分块施工，各块之间的间隙为后浇段；在锚体的施工过程中预埋主缆的锚固系统，锚体内部预留有一处用于检修锚固系统的检修腔室，锚体露出地面；

所述主塔按以下步骤施工：

a、施工主塔基础

主塔基础采用桩基承台结构，在上下游处各设一主塔承台，主塔承台的顶部设置一用于安装主塔塔柱的塔座，主塔承台的底部以钻孔灌注桩支承，两主塔承台之间设置箱型系梁，两主塔承台和箱型系梁之间设置有预应力钢绞线；所述主塔承台与箱型系梁在围堰中进行施工；主塔承台和箱型系梁均为钢筋混凝土结构，并采用防水混凝土，在主塔承台的顶面预埋钢板；

在主塔承台完成施工以后，在主塔承台的顶面预埋的钢板上以焊接的方式连接用于固定主塔下承压板的定位支架，再将主塔下承压板准确定位之后焊接在定位支架上，最后以钢筋混凝土结构施工塔座；

b、安装主塔

首先施工用于安装主塔的门架，门架以钢管搭设，将在围堰范围内预埋的钢管桩接高，在接高的钢管桩之间分别以纵向钢管和横向钢管进行纵横联系，形成桁架；在桁架的顶部设置由贝雷梁组成的供提升系统行走的轨道梁；主塔的首节段通过提升系统吊装至塔座上方，并与对应位置上预埋的下承压板焊接锚固；主塔的其他节段依次与上一节段焊接，主塔横梁、鞍座横梁以及塔冠分别焊接各自位置上，主索鞍固定安装在鞍座横梁上；

所述钢箱梁按以下方式施工：

在主跨一端的岸边搭设钢箱梁运输轨道和顶推焊接平台，在主跨和主跨另一端的岸边、沿着主跨的轴线搭设顶推临时支墩，每个顶推临时支墩之间通过钢绞线连接，钢箱梁在顶推焊接平台上逐段焊接，并逐段向主跨另一端顶推；所述顶推是在各顶推临时支墩上设置顶推千斤顶，在钢箱梁的底部安装拉锚器，由顶推千斤顶通过拉索牵拉钢箱梁底部的拉锚器带动钢箱梁前行；

所述主缆及吊杆按以下方式施工：

主缆的两端固定于锚体中的主缆锚固系统，主缆穿过主塔时固定在主索鞍上；依次由主塔塔顶向跨中安装索夹；利用塔吊起吊吊杆，将吊杆用天车滑移到设定位置后，下放吊杆前锚头，将吊杆以销接连接于索夹上，再采用千斤顶牵拉吊杆前锚头并固定于钢箱梁上。

本发明施工方法的特点也在于：在施工主塔基础的环节中，所述围堰是以抗滑混凝土桩与锁口钢管桩相结合的联合围堰形式，在所述抗滑混凝土桩与锁口钢管桩相接的位置上，在抗滑混凝桩的外周设置带有锁口的全程钢护筒，以所述全程钢护筒与相邻位置上的锁口钢管桩采用锁口相互连接，形成封闭围堰。

与已有技术相比，本发明有益效果体现在：

1、本发明整个施工过程安全可靠，为保证工程质量提供了必要的前提。

2、本发明施工方法合理、高效，可保证工程进度。

3、本发明施工方法简洁并易于施工，可有效减少成本。

附图说明

图1a为本发明悬索桥主视示意图

图1b为本发明悬索桥俯视示意图。

图1c为本发明悬索桥主塔结构示意图。

图2a为锚体与基坑结构示意图。

图2b为基坑立面结构示意图。

图3为锚碇基础与锚体及锚固系统结构示意图。

图4为钢箱梁顶推示意图。

图中标号：100锚碇、101基坑混凝土支护桩、102基坑高压旋喷桩、103基坑止水帷幕、104基坑上部、105基坑下部、106冠梁、107钢筋混凝土连续拱圈、108锚碇基础、109锚体、110锚固系统、111检修腔室、

200主塔、201主塔塔柱、202主塔横梁、203鞍座横梁、204主塔承台、205塔座、206钻孔灌注桩、207箱型系梁、208主塔的首节段、

300钢箱梁、301顶推千斤顶、302拉锚器、303拉索、304分配梁、305调平钢板、306顶举千斤顶、307过渡垫、308垫梁、309橡胶垫、310滑道梁、311四氟滑板、

400主缆、500斜吊杆、600直吊杆、700主索鞍。

具体实施方式

本实施例中单主缆斜吊杆地锚式悬索桥的施工方法是在分别完成锚碇100的施工、主塔200的施工、钢箱梁300的施工、主缆400及吊杆的施工之后，采用千斤顶牵拉吊杆的前锚头并固定于钢箱梁300上，调整吊杆的张力，直到吊杆张力和主缆线形符合要求，拆除所有临时支座并下落钢箱梁300到作为永久支座的主塔横梁202上即完成施工；

所述锚碇100施工按如下步骤施工：

a、开挖基坑，如图2a和图2b所示，在基坑上部104采用放坡开挖，开挖后进行喷锚支护，基坑下部105采用垂直开挖，在基坑下部105的开挖之前，在基坑内周施工基坑混凝土支护桩101、基坑外周施工基坑高压旋喷桩102，并在基坑高压旋喷桩102的区域内灌浆形成封闭的基坑止水帷幕103，在基坑混凝土支护桩101的桩顶部施工冠梁106；垂直开挖后随着向下开挖，分三层施工钢筋混凝土连续拱圈107直至基坑底部；基坑开挖完成以后，对基坑底部进行封底，并在基坑底部和垂直开挖部分的四周基坑侧壁上进行防水施工；

b、施工锚碇，如图3所示，锚碇100为钢筋混凝土结构，由锚碇基础108和锚体109构成，采用防水混凝土；基坑内的锚碇基础108在平面上分块施工，各块之间的间隙为后浇段；在锚体109的施工过程中预埋主缆的锚固系统110，锚体内部预留有一处用于检修锚固系统的检修腔室111，锚体109露出地面；

所述主塔按以下步骤施工：

a、施工主塔基础

如图1c所示，主塔基础采用桩基承台结构，在上下游处各设一主塔承台204，主塔承台204的顶部设置一用于安装主塔塔柱的塔座205，主塔承台204的底部以钻孔灌注桩206支承，两主塔承台之间设置箱型系梁207，两主塔承台和箱型系梁之间设置有预应力钢绞线；主塔承台204与箱型系梁207在围堰中进行施工；主塔承台204和箱型系梁207均为钢筋混凝土结构，并采用防水混凝土，在主塔承台204的顶面预埋钢板；

在主塔承台204完成施工以后，在主塔承台的顶面预埋的钢板上以焊接的方式连接用于固定主塔下承压板的定位支架，再将主塔下承压板准确定位之后焊接在定位支架上，最后以钢筋混凝土结构施工塔座205；

b、安装主塔

首先施工用于安装主塔200的门架，门架以钢管搭设，将在围堰范围内预埋的钢管桩接高，在接高的钢管桩之间分别以纵向钢管和横向钢管进行纵横联系，形成桁架；在桁架的顶部设置由贝雷梁组成的供提升系统行走的轨道梁；主塔的首节段208通过提升系统吊装至塔座205上方，并与对应位置上预埋的下承压板焊接锚固；主塔的其他节段依次与上一节段焊接，主塔横梁202、鞍座横梁203以及塔冠分别焊接各自位置上，主索鞍700固定安装在鞍座横梁203上；

钢箱梁按以下方式施工：

如图4所示，在主跨一端的岸边搭设钢箱梁运输轨道和顶推焊接平台，在主跨和主跨另一端的岸边、沿着主跨的轴线搭设顶推临时支墩，每个顶推临时支墩之间通过钢绞线连接，钢箱梁300在顶推焊接平台上逐段焊接，并逐段向主跨另一端顶推；顶推是在各顶推临时支墩上设置顶推千斤顶301，在钢箱梁300的底部安装拉锚器302，由顶推千斤顶301通过拉索303牵拉钢箱梁底部的拉锚器302带动钢箱梁300前行；

具体实施中，如图4所示，为了保证钢箱梁300的准确顶推，各临时支墩上的结构设置为：在临时支墩的顶部设置分配梁304，以分配梁304为支撑设置调平钢板305、在调平钢板305上、位于分配梁304的上方，设置顶举千斤顶306、顶举千斤顶306依次通过过渡垫块307、垫梁308和橡胶垫309支撑有滑道梁310，滑道梁310的顶面设置有四氟滑板311，在顶推过程中，钢箱梁300的底部在四氟滑板311上形成滑移。

主缆及吊杆按以下方式施工：

主缆400的两端固定于锚体109中的主缆锚固系统110，主缆400穿过主塔时固定在主索鞍700上；依次由主塔塔顶向跨中安装索夹；利用塔吊起吊吊杆，将吊杆用天车滑移到设定位置后，下放吊杆前锚头，将吊杆以销接连接于索夹上，再采用千斤顶牵拉吊杆前锚头并固定于钢箱梁300上。

在施工主塔基础的环节中，围堰是以抗滑混凝土桩与锁口钢管桩相结合的联合围堰形式，在抗滑混凝土桩与锁口钢管桩相接的位置上，在抗滑混凝桩的外周设置带有锁口的全程钢护筒，以所述全程钢护筒与相邻位置上的锁口钢管桩采用锁口相互连接，形成封闭围堰。

实施例：

柳州市双拥大桥是单主缆斜吊杆地锚式悬索桥，在南北两岸各设置了一个重力式锚碇和主塔，锚碇高度31m，基础采用圆台形结构，基础以上采用带箱室的锚体，其中9m锚体外露出地面；主塔为A形结构，塔高104.811m，采用全钢箱结构，由塔柱和横梁组成，塔柱采用三维变截面，从下至上截面逐渐变小，主塔顶部设置鞍座横梁，横梁上安装主索鞍，鞍座横梁上为塔冠。主桥采用扁平流线型钢箱梁，主桥全长510m，桥面宽38m，钢箱梁高度3.5m。大桥采用单根主缆，主塔通过两主塔顶部的索鞍后分别锚固在两岸的锚碇，在主跨范围的主缆上设置索夹和吊杆，吊杆锚固在钢箱梁桥面上，其中靠近主塔的5对吊杆采用两根斜吊杆，剩余吊杆均采用单根直吊杆。

Claims

1.一种单主缆斜吊杆地锚式悬索桥的施工方法，其特征是：

在分别完成锚碇(100)的施工、主塔(200)的施工、钢箱梁(300)施工、主缆(400)及吊杆的施工之后，采用千斤顶牵拉吊杆的前锚头并固定于钢箱梁(300)上，调整吊杆的张力，直到吊杆张力和主缆线形符合要求，拆除所有临时支座并下落钢箱梁(300)到作为永久支座的主塔横梁(202)上即完成施工；

所述锚碇(100)施工按如下步骤施工：

a、开挖基坑，在基坑上部(104)采用放坡开挖，开挖后进行喷锚支护，基坑下部(105)采用垂直开挖，在所述基坑下部(105)的开挖之前，在基坑内周施工基坑混凝土支护桩(101)、基坑外周施工基坑高压旋喷桩(102)，并在基坑高压旋喷桩(102)的区域内灌浆形成封闭的基坑止水帷幕(103)，在基坑混凝土支护桩(101)的桩顶部施工冠梁(106)；垂直开挖后随着向下开挖，分三层施工钢筋混凝土连续拱圈(107)直至基坑底部；基坑开挖完成以后，对基坑底部进行封底，并在基坑底部和垂直开挖部分的四周基坑侧壁上进行防水施工；

b、施工锚碇，锚碇(100)采用钢筋混凝土结构，由锚碇基础(108)和锚体(109)构成，采用防水混凝土；基坑内的锚碇基础(108)在平面上分块施工，各块之间的间隙为后浇段；在锚体(109)的施工过程中预埋主缆的锚固系统(110)，锚体内部预留有一处用于检修锚固系统的检修腔室(111)，锚体(109)露出地面；

所述主塔按以下步骤施工：

a、施工主塔基础

主塔基础采用桩基承台结构，在上下游处各设一主塔承台(204)，主塔承台(204)的顶部设置一用于安装主塔塔柱的塔座(205)，主塔承台(204)的底部以钻孔灌注桩(206)支承，两主塔承台之间设置箱型系梁(207)，两主塔承台和箱型系梁之间设置有预应力钢绞线；所述主塔承台(204)与箱型系梁(207)在围堰中进行施工；主塔承台(204)和箱型系梁(207)均为钢筋混凝土结构，并采用防水混凝土，在主塔承台(204)的顶面预埋钢板；

在主塔承台(204)完成施工以后，在主塔承台的顶面预埋的钢板上以焊接的方式连接用于固定主塔下承压板的定位支架，再将主塔下承压板准确定位之后焊接在定位支架上，最后以钢筋混凝土结构施工塔座(205)；

b、安装主塔

首先施工用于安装主塔(200)的门架，门架以钢管搭设，将在围堰范围内预埋的钢管桩接高，在接高的钢管桩之间分别以纵向钢管和横向钢管进行纵横联系，形成桁架；在桁架的顶部设置由贝雷梁组成的供提升系统行走的轨道梁；主塔的首节段(208)通过提升系统吊装至塔座(205)上方，并与对应位置上预埋的下承压板焊接锚固；主塔的其他节段依次与上一节段焊接，主塔横梁(202)、鞍座横梁(203)以及塔冠分别焊接各自位置上，主索鞍(700)固定安装在鞍座横梁(203)上；

所述钢箱梁按以下方式施工：

在主跨一端的岸边搭设钢箱梁运输轨道和顶推焊接平台，在主跨和主跨另一端的岸边、沿着主跨的轴线搭设顶推临时支墩，每个顶推临时支墩之间通过钢绞线连接，钢箱梁(300)在顶推焊接平台上逐段焊接，并逐段向主跨另一端顶推；所述顶推是在各顶推临时支墩上设置顶推千斤顶(301)，在钢箱梁(300)的底部安装拉锚器(302)，由顶推千斤顶(301)通过拉索(303)牵拉钢箱梁底部的拉锚器(302)带动钢箱梁(300)前行；

所述主缆及吊杆按以下方式施工：

主缆(400)的两端固定于锚体(109)中的主缆锚固系统(110)，主缆(400)穿过主塔时固定在主索鞍(700)上；依次由主塔塔顶向跨中安装索夹；利用塔吊起吊吊杆，将吊杆用天车滑移到设定位置后，下放吊杆前锚头，将吊杆以销接连接于索夹上，再采用千斤顶牵拉吊杆前锚头并固定于钢箱梁(300)上。

2.根据权利要求1所述的施工方法，其特征是：在施工主塔基础的环节中，所述围堰是以抗滑混凝土桩与锁口钢管桩相结合的联合围堰形式，在所述抗滑混凝土桩与锁口钢管桩相接的位置上，在抗滑混凝桩的外周设置带有锁口的全程钢护筒，以所述全程钢护筒与相邻位置上的锁口钢管桩采用锁口相互连接，形成封闭围堰。