CN112647431B - 一种自锚式悬索桥可更换主缆的施工方法及设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明为解决桥梁工程领域中存在的主缆腐蚀问题，提供一种自锚式悬索桥可更换主缆的施工方法和一种自锚式悬索桥可更换主缆的设计方法，通过在设计阶段即考虑主缆更换以及设计一种增设临时支墩的主缆更换方式。从而使得旧主缆拆除和新主缆安装过程完全独立，新旧主缆间不存在力的传递，更换主缆全过程结构体系受力明确，不存在安全隐患；主缆更换全过程施工工艺常规，实际可操作性强；从根本上解决主缆腐蚀后不可更换从而影响全桥使用寿命的问题；在桥梁设计时充分考虑主缆更换工况，从理论上实现主缆可更换，并且确保主缆更换过程简单，不存在安全隐患，使小跨径自锚式悬索桥主缆更换具备实际可操作性。

Description

一种自锚式悬索桥可更换主缆的施工方法及设计方法

技术领域

本发明涉及桥梁工程领域，特别涉及一种自锚式悬索桥可更换主缆的施工方法及设计方法。

背景技术

主缆作为悬索桥最重要的承重构件，也是全桥的生命线，设计时主缆寿命应满足全桥的设计基准期要求，故悬索桥主缆在设计时理论上不可更换；然而悬索桥主缆的防腐是一个世界性难题，主缆钢丝的腐蚀与防腐问题伴随着桥梁的使用一直存在，国内外许多悬索桥的主缆钢丝都存在一些锈蚀问题，现有的悬索桥主缆的防腐结构容易开裂，导致后期检测维修费用非常高，且主缆的腐蚀不可逆，将严重影响桥梁的使用寿命。

现有技术在理论上实现了悬索桥主缆的更换，但是都仅仅适用于地锚式悬索桥；对于自锚式悬索桥，由于主缆通过管道穿越主梁后锚固于主梁端部，在旧主缆拆除前没有新主缆穿过主梁的通道，所以目前的现有技术不适用于自锚式悬索桥主缆更换。现有的地锚式悬索桥主缆的更换时对施工控制要求也很高，实际操作难度较大，实施过程中如果施工控制精度不理想可能对主体结构带来损伤，也存在一定的安全隐患。

可见：①目前没有自锚式悬索桥更换主缆的理论方法；②对于地锚式悬索桥更换主缆的方法也存在操作难度较大、施工控制精度要求高的问题，也仅仅停留在理论阶段；③对于设计时没有考虑主缆可更换工况，后期采取一系列措施来更换主缆实际操作难度大、风险大，对于具备条件的悬索桥应尽可能在设计时考虑主缆可更换工况。

发明内容

本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明第一方面提供一种自锚式悬索桥可更换主缆的施工方法，第二方面提供一种自锚式悬索桥可更换主缆的设计方法，从设计到实施使小跨径自锚式悬索桥主缆更换具备实际可操作性，主缆更换简单，不存在隐患，新旧主缆间不存在力的传递，从根本上解决主缆腐蚀后不可更换从而影响全桥使用寿命的问题。

根据本发明的第一方面实施例的一种自锚式悬索桥可更换主缆的施工方法，包括步骤：

F1、在主梁的底部安装临时支墩；

F2、通过索力调节装置分级放松各吊索；

F3、按照吊索的原安装顺序依次逆序拆下各吊索；

F4、拆下索夹；

F5、在梁端锚固区域箱室空间中，依次拧开各股主缆的调节螺母并放松旧主缆；

F6、拆下索鞍鞍罩；

F7、移走旧主缆；

F8、拧开索鞍的定位螺栓，按照原安装要求设置预偏量；

F9、按照原安装要求依次完成新主缆的架设；

F10、按照原安装要求完成索夹、吊索、索鞍鞍罩的安装；

F11、拆除临时支墩。

根据本发明实施例的一种自锚式悬索桥可更换主缆的施工方法，至少具有如下有益效果：旧主缆拆除和新主缆安装过程完全独立，新旧主缆间不存在力的传递，更换主缆全过程结构体系受力明确，不存在安全隐患；主缆更换全过程施工工艺常规，实际可操作性强；从根本上解决主缆腐蚀后不可更换从而影响全桥使用寿命的问题。

根据本发明的一些实施例，步骤F1中的临时支墩包括多个且沿主梁的延伸方向依次排布设置于主梁两端的桥台之间。

根据本发明的一些实施例，索力调节装置是调节套筒。

根据本发明的一些实施例，梁端锚固区域箱室设置在桥台上的衔接主梁的位置，梁端锚固区域箱室包括前墙、背墙、侧墙、盖板、密封钢板和钢板螺钉，侧墙包括左侧墙、右侧墙和内侧墙，前墙、背墙、左侧墙、右侧墙、盖板在桥台顶部围绕形成梁端锚固区域箱室的壳体，密封钢板和钢板螺钉在左侧墙和右侧墙上均设有，内侧墙设置在壳体内部，调节螺母设置在壳体内，主缆能够穿到壳体内与调节螺母连接。

根据本发明的第二方面实施例的一种自锚式悬索桥可更换主缆的设计方法，包括步骤：

S1、桥梁受力体系选择索梁组合受力体系；

S2、初定桥梁方案，构件至少包括主梁、缆索系统、桥塔和桥台；

S3、初定缆索系统安装时的荷载组合Q1和桥梁运营阶段荷载组合Q2，Q1等于缆索系统的自重、桥面恒定荷载、缆索系统安装时的施工荷载之和，Q2等于桥梁运营阶段的恒定荷载与活动荷载之和；

S4、比选确定桥梁方案及其对应的构件截面尺寸：

S41、初定桥梁方案A，构件包括主梁A0、缆索系统A1、桥塔A2、桥台A3，在缆索系统安装时的荷载组合Q1和桥梁运营阶段荷载组合Q2的作用下满足桥梁设定要求，计算初定主梁A0、缆索系统A1、桥塔A2、桥台A3的截面尺寸；根据上述计算初定的主梁A0、缆索系统A1、桥塔A2、桥台A3的截面尺寸修正缆索系统安装时的荷载组合Q1和桥梁运营阶段荷载组合Q2，重新计算后最终确定主梁A0、缆索系统A1、桥塔A2、桥台A3的截面尺寸；

S42、初定桥梁方案B，构件包括主梁B0、缆索系统B1、桥塔B2、桥台B3、辅助支墩B4，在缆索系统安装时的荷载组合Q1和桥梁运营阶段荷载组合Q2的作用下满足桥梁设定要求，计算初定主梁B0、缆索系统B1、桥塔B2、桥台B3、辅助支墩B4的截面尺寸；根据上述计算初定的主梁B0、缆索系统B1、桥塔B2、桥台B3、辅助支墩B4的截面尺寸修正缆索系统安装时的荷载组合Q1和桥梁运营阶段荷载组合Q2，重新计算后最终确定主梁B0、缆索系统B1、桥塔B2、桥台B3、辅助支墩B4的截面尺寸；

S43、初定桥梁方案C，构件包括主梁C0、缆索系统C1、桥塔C2、桥台C3、临时支墩C4，在缆索系统安装时的荷载组合Q1和桥梁运营阶段荷载组合Q2的作用下满足桥梁设定要求，计算初定主梁C0、缆索系统C1、桥塔C2、桥台C3、临时支墩C4的截面尺寸；根据上述计算初定的主梁C0、缆索系统C1、桥塔C2、桥台C3、临时支墩C4的截面尺寸修正缆索系统安装时的荷载组合Q1和桥梁运营阶段荷载组合Q2，重新计算后最终确定主梁C0、缆索系统C1、桥塔C2、桥台C3、临时支墩C4的截面尺寸；

S44、将桥梁方案A、桥梁方案B和桥梁方案C进行比选，确定桥梁方案及其对应的构件截面尺寸。

根据本发明的实施例的一种自锚式悬索桥可更换主缆的设计方法，至少具有如下有益效果：在桥梁设计时充分考虑主缆更换工况，从理论上实现主缆可更换，并且确保主缆更换过程简单，不存在安全隐患，使小跨径自锚式悬索桥主缆更换具备实际可操作性。

根据本发明的一些实施例，还包括步骤：S5、设定主缆锚固区域为梁端锚固区域箱室，梁端锚固区域箱室包括前墙、背墙、侧墙、盖板、密封钢板和钢板螺钉，侧墙包括左侧墙、右侧墙和内侧墙，前墙、背墙、左侧墙、右侧墙、盖板在桥台顶部围绕形成梁端锚固区域箱室的壳体，密封钢板和钢板螺钉在左侧墙和右侧墙上均设有，内侧墙设置在壳体内部，梁端锚固区域箱室位于桥台上的连接主梁的位置。

根据本发明的一些实施例，步骤S3中的桥面恒定荷载包括主梁上方附属结构的重量，附属结构包括铺装和栏杆；步骤S3中的缆索系统安装时的施工荷载包括机械设备和施工人员的重量。

根据本发明的一些实施例，步骤S3中桥梁运营阶段的恒定荷载包括所有桥梁构件的重量；步骤S3中桥梁运营阶段的活动荷载包括车辆、行人、温度和风变化的荷载。

根据本发明的一些实施例，步骤S4中桥梁方案的比选标准包括安全储备量较大、投资较低、施工难度较小。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为桥梁方案A的实施例的结构示意图；

图2为桥梁方案B的实施例的结构示意图；

图3为桥梁方案C的实施例的结构示意图；

图4为梁端锚固区域箱室的实施例的侧视视角的结构示意图；

图5为梁端锚固区域箱室的实施例的正视视角的结构示意图；

图6为梁端锚固区域箱室的实施例的仰视视角的结构示意图；

图7为选择桥梁方案B的实施例的结构示意图；

图8为图7中拆下吊索的实施例的结构示意图；

图9为图8中移除主缆的实施例的结构示意图。

附图标记：主梁100、缆索系统200、吊索210、主缆220、桥塔300、桥台400、辅助支墩510、临时支墩520、前墙610、背墙620、侧墙630、左侧墙631、右侧墙632、内侧墙633、盖板640、密封钢板650、钢板螺钉660。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”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发明和简化描述，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发明的限制。此外，限定有“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”、“第六”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，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，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明在第一方面提供一种自锚式悬索桥可更换主缆的施工方法，优选应用于小跨径自锚式悬索桥，其基础实施例包括步骤：

F1、在主梁的底部安装临时支墩；在第二方面实施例的一种自锚式悬索桥可更换主缆的设计方法，通过比选桥梁方案A、桥梁方案B、桥梁方案C，最终会确定实际的桥梁方案，如果最终采用的是桥梁方案C，在后续主缆的更换过程中，可以在主梁的底部安装若干临时支墩，临时支墩能够便于做到临时支撑主梁的作用，且便于拆除；当然，如果设计阶段，桥梁方案最终选择了桥梁方案A或桥梁方案B，可以选择直接进入步骤F2。参照图7，选择桥梁方案B之后可以直接进入步骤F2。

F2、通过索力调节装置分级放松各吊索；索力调节装置通常设置在吊索的端部，通过张拉吊索来控制索力，采用的是通用部件，可以是采用调节套筒，调节套筒连接吊索的端部，可以调节吊索的索力，可以最大程度的分级放松吊索，也可以采用张拉千斤顶等液压驱动的装置来张拉吊索，调节索力，放松吊索便于取下。

F3、按照吊索的原安装顺序依次逆序拆下各吊索；应理解，原安装顺序对应的是之前吊索按照设计方案的安装顺利，拆下吊索优选按照原安装顺序的逆序来依次完成，拆下的吊索需要妥善保存备用。参照图8，桥梁方案B中的吊索210已被拆下。

F4、拆下索夹；索夹也是连接吊索端部的通用部件，拆下吊索后，需要依次拆下索夹，索夹也可以参照原安装顺序的逆序来依次拆下，拆下的索夹需要妥善保存备用。

F5、在梁端锚固区域箱室空间中，依次拧开各股主缆的调节螺母并放松旧主缆；在自锚式悬索桥上，梁端锚固区域箱室可以设置在桥台的顶部，用于通过锚固的方式固定主缆的端部，本方案为满足主缆更换时的拆除需求，便于旧主缆的拆除和新主缆的安装，在桥台顶部设计成箱室结构，作为主缆张拉的操作区域，满足主缆更换的空间需求；主缆通常包括多股，每股主缆的端部可以是穿过梁端锚固区域箱室进入到内部，与梁端锚固区域箱室内部的调节螺母连接固定，可以在梁端锚固区域箱室内部逐根拧开各股主缆的调节螺母，从而放松主缆。

F6、拆下索鞍鞍罩；主缆放松后即可朝下索鞍的鞍罩并妥善保存备用，鞍罩用于把主缆限位在索鞍上。

F7、移走旧主缆；由于主缆端部和中部的限位都已经放松，主缆可以移出，优选通过通用的主缆施工设备来移除并运走旧主缆。参照图9，桥梁方案B中的主缆220已被移走。

F8、拧开索鞍的定位螺栓，按照原安装要求设置预偏量；从本步骤开始进入新主缆的安装过程，优选参照旧主缆的设计和安装方式来进行，可以按照原安装要求所设置的预偏量来调整索鞍的定位螺栓，便于按照原安装要求安装新主缆。

F9、按照原安装要求依次完成新主缆的架设；新主缆的架设过程优选参照旧主缆的安装要求来完成。

F10、按照原安装要求完成索夹、吊索、索鞍鞍罩的安装；具体为依次安装主缆的各定位构件，新主缆安装完成后需要对缆索系统进行防腐工作。

F11、拆除临时支墩；更换完成后，拆除临时支墩，如果设计阶段选择了桥梁方案A或桥梁方案B，且在新主缆更换初期未设置临时支墩，可以跳过此步骤。

地锚式悬索桥主梁的竖向刚度相对于整体竖向刚度很低，大跨度地锚式悬索桥主梁刚度对整体竖向刚度的贡献值甚至可忽略不计；自锚式悬索桥主梁要承受巨大的主缆水平分力，主梁刚度本身较大，基于小跨径自锚式悬索桥主梁自身刚度较大，本身具备一定承载能力的特点，通过适当增加主梁梁高、设置辅助支墩或增设临时支墩的方式进一步增强主梁的承载能力，使主梁在缆索系统安装时的荷载组合Q1和桥梁运营阶段荷载组合Q2作用下受力满足桥梁设计相关规范要求，从设计上保证了安全、简便更换主缆的条件，使主缆更换具备实际可操作性。

第一方面基础实施例的拓展，参照图3，步骤F1中的临时支墩520可以包括多个且沿主梁100的延伸方向依次排布设置于主梁100两端的桥台400之间，优选为沿主梁100的延伸方向均布间隔设置，可以分设桥塔300两侧，能够更好的增强主梁100的承载能力，使主梁100在缆索系统200安装时的荷载组合Q1和桥梁运营阶段荷载组合Q2作用下受力满足桥梁设计相关规范要求。

第一方面基础实施例的拓展，参照图4-图6，梁端锚固区域箱室可以设置在桥台400上的衔接主梁100的位置，梁端锚固区域箱室可以包括前墙610、背墙620、侧墙630、盖板640、密封钢板650和钢板螺钉660，侧墙630包括左侧墙631、右侧墙632和内侧墙633，前墙610、背墙620、左侧墙631、右侧墙632、盖板640在桥台400顶部围绕形成梁端锚固区域箱室的壳体，密封钢板650和钢板螺钉660在左侧墙631和右侧墙632上均设有，内侧墙633设置在壳体内部，调节螺母设置在壳体内，主缆220能够穿到壳体内与调节螺母连接。前墙610可以用于穿入主缆220的端部，左侧墙631和右侧墙632可以用于安装密封钢板650和钢板螺钉660，内侧墙633则可以用来把梁端锚固区域箱室的内部空间分为左右两部分，便于分别连接左右分设的多根主缆220，盖板640能够打开供操作人员在梁端锚固区域箱室内部进行操作。

本发明在第二方面提供一种自锚式悬索桥可更换主缆的设计方法，优选应用于小跨径自锚式悬索桥，其基础实施例包括步骤：

S1、桥梁受力体系选择索梁组合受力体系；在小跨径自锚式悬索桥总体设计时，受力体系选择索梁组合受力体系，常规悬索桥设计时，缆索系统承担所有整体荷载，索梁组合受力体系是指由主梁和缆索系统共同承担所有整体荷载，由于自锚式悬索桥主梁要承受巨大的主缆水平分力，主梁刚度本身较大，若桥梁跨径小，主梁本身就具备一定的承受整体荷载的能力，设计时可以考虑主梁承受一定比例的整体荷载。

S2、初定桥梁方案，构件至少包括主梁、缆索系统、桥塔和桥台；具体可以是根据索梁组合受力体系的设计理念初定桥梁方案，桥梁方案可以考虑桥梁的跨度和宽度，构件至少需要考虑主梁、缆索系统、桥塔和桥台等主要结构的截面尺寸。

S3、初定缆索系统安装时的荷载组合Q1和桥梁运营阶段荷载组合Q2，Q1等于缆索系统的自重、桥面恒定荷载、缆索系统安装时的施工荷载之和，Q2等于桥梁运营阶段的恒定荷载与活动荷载之和；可以根据初定的桥梁方案来预估索系统安装时的荷载组合Q1和桥梁运营阶段荷载组合Q2；其中，桥面恒定荷载可以包括主梁上方附属结构的重量，附属结构可以包括铺装和栏杆，缆索系统安装时的施工荷载可以包括机械设备和施工人员的重量，桥梁运营阶段的恒定荷载可以包括所有桥梁构件的重量，桥梁运营阶段的活动荷载可以包括车辆、行人、温度和风变化的荷载，温度变化在和和风变化荷载即温度荷载和风荷载；以上荷载以及Q1与Q2的荷载组合均是桥梁设计过程中的通用参数。

S4、比选确定桥梁方案及其对应的构件截面尺寸，可以是根据初定桥梁方案及预估的Q1与Q2的荷载组合来计算确定主要构件的截面尺寸，主要构件的截面尺寸计算方式和Q1与Q2的修正方式是依据行业内通用的桥梁设计规范，运用桥梁通用计算软件实行，属于桥梁设计过程中的通用计算方法，这里不展开叙述。

S41、初定桥梁方案A，构件包括主梁A0、缆索系统A1、桥塔A2、桥台A3，在缆索系统安装时的荷载组合Q1和桥梁运营阶段荷载组合Q2的作用下满足桥梁设定要求，计算初定主梁A0、缆索系统A1、桥塔A2、桥台A3的截面尺寸；根据上述计算初定的主梁A0、缆索系统A1、桥塔A2、桥台A3的截面尺寸修正缆索系统安装时的荷载组合Q1和桥梁运营阶段荷载组合Q2，重新计算后最终确定主梁A0、缆索系统A1、桥塔A2、桥台A3的截面尺寸；参照图1，本桥梁方案是基础方案。

S42、初定桥梁方案B，构件包括主梁B0、缆索系统B1、桥塔B2、桥台B3、辅助支墩B4，在缆索系统安装时的荷载组合Q1和桥梁运营阶段荷载组合Q2的作用下满足桥梁设定要求，计算初定主梁B0、缆索系统B1、桥塔B2、桥台B3、辅助支墩B4的截面尺寸；根据上述计算初定的主梁B0、缆索系统B1、桥塔B2、桥台B3、辅助支墩B4的截面尺寸修正缆索系统安装时的荷载组合Q1和桥梁运营阶段荷载组合Q2，重新计算后最终确定主梁B0、缆索系统B1、桥塔B2、桥台B3、辅助支墩B4的截面尺寸；参照图2，本桥梁方案主要增设了辅助支墩510。

S43、初定桥梁方案C，构件包括主梁C0、缆索系统C1、桥塔C2、桥台C3、临时支墩C4，在缆索系统安装时的荷载组合Q1和桥梁运营阶段荷载组合Q2的作用下满足桥梁设定要求，计算初定主梁C0、缆索系统C1、桥塔C2、桥台C3、临时支墩C4的截面尺寸；根据上述计算初定的主梁C0、缆索系统C1、桥塔C2、桥台C3、临时支墩C4的截面尺寸修正缆索系统安装时的荷载组合Q1和桥梁运营阶段荷载组合Q2，重新计算后最终确定主梁C0、缆索系统C1、桥塔C2、桥台C3、临时支墩C4的截面尺寸；参照图3，本桥梁方案主要增设了临时支墩520。

S44、将桥梁方案A、桥梁方案B和桥梁方案C进行比选，确定桥梁方案及其对应的构件截面尺寸，比选标准可以包括安全储备量较大、投资较低、施工难度较小，比选可以从结构安全、经济性、施工便捷性等方面综合考虑确定优胜方案，进而确定桥梁主要构件截面尺寸；具体可以为安全储备量大的方案为优胜方案；不同方案的工程量不同，投资也不一样，投资低的方案为优胜方案；不同方案的施工难度不一样，施工难度小的方案为优胜方案。

可以参照下表所述，在桥梁方案A、桥梁方案B和桥梁方案C按照结构安全性、经济性、施工便捷性等方面对上述方案进行比选，确定方案二为优胜方案，进而确定桥梁主要构件截面尺寸：

第二方面基础实施例的拓展，参照图4-图6，还包括步骤：S5、设定主缆220锚固区域为梁端锚固区域箱室，梁端锚固区域箱室包括前墙610、背墙620、侧墙630、盖板640、密封钢板650和钢板螺钉660，侧墙630包括左侧墙631、右侧墙632和内侧墙633，前墙610、背墙620、左侧墙631、右侧墙632、盖板640在桥台400顶部围绕形成梁端锚固区域箱室的壳体，密封钢板650和钢板螺钉660在左侧墙631和右侧墙632上均设有，内侧墙633设置在壳体内部，梁端锚固区域箱室位于桥台400上的链接主梁100的位置。前墙610可以用于穿入主缆220的端部，左侧墙631和右侧墙632可以用于安装密封钢板650和钢板螺钉660，内侧墙633则可以用来把梁端锚固区域箱室的内部空间分为左右两部分，便于分别连接左右分设的多根主缆220，盖板640能够打开供操作人员在梁端锚固区域箱室内部进行操作。

第二方面基础实施例的拓展，可以重复S3和S4，通过迭代计算直至收敛，确定最终的桥梁方案及其对应的构件截面尺寸；迭代计算的收敛标准可以为：后一次计算出的截面尺寸及施工荷载与前一次相比差值在前一次的5％以内，迭代计算的方式为通用的桥梁主要构件截面尺寸计算方式。

应理解，本发明的第一方面提供的一种自锚式悬索桥可更换主缆的施工方法和第二方面提供的一种自锚式悬索桥可更换主缆的设计方法可以是共同配合解决主缆更换和防腐蚀的问题，即第一方面的施工方法可以包括第二方面的设计方法，第二方面的设计方法可以包括第一方面的施工方法。第二方面的设计方法包括了桥梁方案中便于更换主缆的设计过程，也可以包括后续主缆的更换过程，即第二方面可以包括前期的设计方法以及后续的施工方法，形成一个整体的针对小跨径自锚式悬索桥可更换主缆的设计施工方法。

在本说明书的描述中，参考术语“基础实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种自锚式悬索桥可更换主缆的施工方法，其特征在于，包括步骤：

F1、在主梁的底部安装临时支墩；

F2、通过索力调节装置分级放松各吊索；

F3、按照吊索的原安装顺序依次逆序拆下各吊索；

F4、拆下索夹；

F5、在梁端锚固区域箱室空间中，依次拧开各股主缆的调节螺母并放松旧主缆，其中，所述梁端锚固区域箱室设置在桥台上的衔接主梁的位置，梁端锚固区域箱室包括前墙、背墙、侧墙、盖板、密封钢板和钢板螺钉，侧墙包括左侧墙、右侧墙和内侧墙，前墙、背墙、左侧墙、右侧墙、盖板在桥台顶部围绕形成梁端锚固区域箱室的壳体，密封钢板和钢板螺钉在左侧墙和右侧墙上均设有，内侧墙设置在壳体内部，调节螺母设置在壳体内，主缆能够穿到壳体内与调节螺母连接；

F6、拆下索鞍鞍罩；

F7、移走旧主缆；

F8、拧开索鞍的定位螺栓，按照原安装要求设置预偏量；

F9、按照原安装要求依次完成新主缆的架设；

F10、按照原安装要求完成索夹、吊索、索鞍鞍罩的安装；

F11、拆除临时支墩。

2.根据权利要求1所述的一种自锚式悬索桥可更换主缆的施工方法，其特征在于，所述步骤F1中的临时支墩包括多个且沿主梁的延伸方向依次排布设置于主梁两端的桥台之间。

3.根据权利要求1所述的一种自锚式悬索桥可更换主缆的施工方法，其特征在于，所述索力调节装置是调节套筒。

4.一种自锚式悬索桥可更换主缆的设计方法，其特征在于，包括步骤：

S1、桥梁受力体系选择索梁组合受力体系；

S2、初定桥梁方案，构件至少包括主梁、缆索系统、桥塔和桥台；

S3、初定缆索系统安装时的荷载组合Q1和桥梁运营阶段荷载组合Q2，Q1等于缆索系统的自重、桥面恒定荷载、缆索系统安装时的施工荷载之和，Q2等于桥梁运营阶段的恒定荷载与活动荷载之和；

S4、比选确定桥梁方案及其对应的构件截面尺寸：

S41、初定桥梁方案A，构件包括主梁A0、缆索系统A1、桥塔A2、桥台A3，在缆索系统安装时的荷载组合Q1和桥梁运营阶段荷载组合Q2的作用下满足桥梁设定要求，计算初定主梁A0、缆索系统A1、桥塔A2、桥台A3的截面尺寸；根据上述计算初定的主梁A0、缆索系统A1、桥塔A2、桥台A3的截面尺寸修正缆索系统安装时的荷载组合Q1和桥梁运营阶段荷载组合Q2，重新计算后最终确定主梁A0、缆索系统A1、桥塔A2、桥台A3的截面尺寸；

S42、初定桥梁方案B，构件包括主梁B0、缆索系统B1、桥塔B2、桥台B3、辅助支墩B4，在缆索系统安装时的荷载组合Q1和桥梁运营阶段荷载组合Q2的作用下满足桥梁设定要求，计算初定主梁B0、缆索系统B1、桥塔B2、桥台B3、辅助支墩B4的截面尺寸；根据上述计算初定的主梁B0、缆索系统B1、桥塔B2、桥台B3、辅助支墩B4的截面尺寸修正缆索系统安装时的荷载组合Q1和桥梁运营阶段荷载组合Q2，重新计算后最终确定主梁B0、缆索系统B1、桥塔B2、桥台B3、辅助支墩B4的截面尺寸；

S43、初定桥梁方案C，构件包括主梁C0、缆索系统C1、桥塔C2、桥台C3、临时支墩C4，在缆索系统安装时的荷载组合Q1和桥梁运营阶段荷载组合Q2的作用下满足桥梁设定要求，计算初定主梁C0、缆索系统C1、桥塔C2、桥台C3、临时支墩C4的截面尺寸；根据上述计算初定的主梁C0、缆索系统C1、桥塔C2、桥台C3、临时支墩C4的截面尺寸修正缆索系统安装时的荷载组合Q1和桥梁运营阶段荷载组合Q2，重新计算后最终确定主梁C0、缆索系统C1、桥塔C2、桥台C3、临时支墩C4的截面尺寸；

S44、将桥梁方案A、桥梁方案B和桥梁方案C进行比选，确定桥梁方案及其对应的构件截面尺寸。

5.根据权利要求4所述的一种自锚式悬索桥可更换主缆的设计方法，其特征在于，还包括步骤：

S5、设定主缆锚固区域为梁端锚固区域箱室，梁端锚固区域箱室包括前墙、背墙、侧墙、盖板、密封钢板和钢板螺钉，侧墙包括左侧墙、右侧墙和内侧墙，前墙、背墙、左侧墙、右侧墙、盖板在桥台顶部围绕形成梁端锚固区域箱室的壳体，密封钢板和钢板螺钉在左侧墙和右侧墙上均设有，内侧墙设置在壳体内部，梁端锚固区域箱室位于桥台上的连接主梁的位置。

6.根据权利要求4所述的一种自锚式悬索桥可更换主缆的设计方法，其特征在于，所述步骤S3中的桥面恒定荷载包括主梁上方附属结构的重量，附属结构包括铺装和栏杆；所述步骤S3中的缆索系统安装时的施工荷载包括机械设备和施工人员的重量。

7.根据权利要求4所述的一种自锚式悬索桥可更换主缆的设计方法，其特征在于，所述步骤S3中桥梁运营阶段的恒定荷载包括所有桥梁构件的重量；所述步骤S3中桥梁运营阶段的活动荷载包括车辆、行人、温度和风变化的荷载。

8.根据权利要求4所述的一种自锚式悬索桥可更换主缆的设计方法，其特征在于，所述步骤S4中桥梁方案的比选标准包括安全储备量较大、投资较低、施工难度较小。

Images