懸索橋施工技術(shù)

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一、懸索橋簡介

懸索橋是指以承受拉力的纜索作為主要承重構(gòu)件的橋梁，由主纜索、索塔、錨碇、吊索、橋面結(jié)構(gòu)等部分組成。主纜索利用索鞍懸掛于索塔并錨固于兩岸作為主要承重構(gòu)件，普通由多股鋼絲擠壓成，每股鋼絲由多根鋼絲組成；主纜索幾何外形由力的平衡條件打算，普通臨近于拋物線。索塔主要承受主纜索的壓力，普通采納混凝土澆筑而成，也有部分橋梁采納鋼結(jié)構(gòu)的索塔；在索塔的頂部設(shè)置有索鞍，用于支撐主纜索。

錨碇是主纜索錨固裝置的總稱，由砼錨塊及支架、錨桿、鞍座等組成。主纜索經(jīng)過轉(zhuǎn)向、綻開、錨固等構(gòu)件進(jìn)入錨碇。吊索是從主纜索垂下的纜索，用于將橋面吊住。吊索利用索夾與主纜索相連，將橋面結(jié)構(gòu)的重力傳遞到主纜索上；在橋面和吊索之間通常設(shè)置有加勁梁，并同纜索形成組合體系，以減小活載所引起的撓度變形。懸索橋按纜索體系可分為單跨、雙跨、三跨以及多跨；根據(jù)主纜索的錨固方式可分為地錨式、自錨式。

二、懸索橋施工技術(shù)簡介

1．錨碇施工。錨碇主要由錨塊、錨桿、鞍座等組成。錨塊的主要功能是容納錨碇的錨固系統(tǒng)、傳遞大纜拉力到巖體，形式可分為重力式和隧道式；若錨碇處有堅(jiān)實(shí)巖層逼近地表，修建隧道錨有可能比較經(jīng)濟(jì)；但隧道錨有傳力機(jī)理不明確的缺點(diǎn)。適合建筑隧道錨的錨址地質(zhì)條件應(yīng)具有以下特點(diǎn)。錨址區(qū)的地質(zhì)條件應(yīng)是區(qū)域穩(wěn)定的。錨址區(qū)不應(yīng)有滑坡、倒塌、傾倒體及層間滑動等區(qū)域性地質(zhì)災(zāi)難存在，不應(yīng)有深大斷裂帶利用。錨址區(qū)的巖體應(yīng)具有較強(qiáng)的整體性。錨址區(qū)的巖體不應(yīng)存在較多的裂隙、層理等地質(zhì)構(gòu)造，這些構(gòu)造降低了巖體的整體性，對控制隧道錨的變位極為不利。錨址區(qū)的巖體應(yīng)具有較高的強(qiáng)度。因?yàn)樗淼厘^的承載能力與巖體的強(qiáng)度密切相關(guān)，故要求錨址區(qū)的巖體應(yīng)具有較高的強(qiáng)度以達(dá)到隧道錨的承載要求。

假如錨塊采納重力式錨，狀況一若錨址區(qū)有堅(jiān)實(shí)基巖層逼近地表，應(yīng)讓錨塊嵌入基巖，使位于錨塊前的基巖憑借承壓來反抗主纜索的拉力，例如廣東汕頭海灣大橋，就是通過兩岸山體巖層來反抗主纜拉力；若錨址區(qū)堅(jiān)實(shí)基巖位于橋面之下深度不過30～50m，可修建直接坐落在基巖上的錨塊；若堅(jiān)實(shí)基巖層埋識更深，而設(shè)計(jì)意圖是使荷載徹低傳至該持力層，則必需設(shè)置沉井、沉箱、大直徑樁等探基礎(chǔ)，這樣的錨碇造價(jià)是比較昂貴的。錨桿的主要作用是作為開挖的初期支護(hù)、加強(qiáng)錨體、巖體間的銜接、提升錨洞周圍開挖擾動帶的強(qiáng)度，同時(shí)通過錨桿孔完成對錨體圍巖的灌漿。其設(shè)置應(yīng)按照錨洞圍巖整體結(jié)構(gòu)延續(xù)性情況及錨洞圍巖普遍存在的松弛圈厚度范圍，并結(jié)合力學(xué)分析的結(jié)果綜合確定。鞍座直接承受由主纜索作用于散鞍的壓力，并傳遞到基巖層上。

2．索塔施工。索塔塔身普通采納翻模法分段澆筑，在主塔連結(jié)板的部位要注重預(yù)留鋼筋及模板支撐預(yù)埋件。索塔塔身的施工控制主要是垂直度監(jiān)控，每段混凝土施工完畢后，在其次天清晨8：00至9：00間溫度相對穩(wěn)定時(shí)，通過全站儀對塔身垂直度舉行監(jiān)控，以便調(diào)節(jié)塔身混凝土施工，應(yīng)避開在溫度變化強(qiáng)烈時(shí)段舉行測試，同時(shí)隨時(shí)觀測混凝土質(zhì)量，準(zhǔn)時(shí)對混凝土配比舉行調(diào)節(jié)。索塔塔身澆筑完成后檢查頂面標(biāo)高，符合設(shè)計(jì)要求后清理表面預(yù)備安裝索鞍；索鞍既可以整體吊裝，也可以分塊吊運(yùn)后再組裝；索鞍安裝應(yīng)嚴(yán)格控制索鞍橫向軸線偏差、標(biāo)高偏差。并要求鞍體底面與底座密貼，四面縫隙用黃油填實(shí)。

3．主纜索施工。主纜索是懸索橋的主要受力構(gòu)件，普通由多股鋼索擠壓而成，為確保主纜索受力勻稱，主纜索每股鋼索必需與基準(zhǔn)索保持平行，并且主纜索在架設(shè)過程中必需妥當(dāng)庇護(hù)，不得損壞主纜索鋼絲。主纜索施工時(shí)需要架設(shè)循環(huán)索作為主纜索索股牽引的動力，架設(shè)貓道作為主纜施工的操作平臺，普通主要施工工序?yàn)椋航恳到y(tǒng)、架設(shè)貓道；主纜索股牽引；單端冷鑄錨頭的制作；整形；線形調(diào)節(jié)；主纜定型；安裝索夾、吊索。主纜索架設(shè)辦法分為空中送絲法及預(yù)制索股法。

無論采納那種架設(shè)辦法，均需要設(shè)置一根基準(zhǔn)絲，用于調(diào)節(jié)其他絲股的垂直度。為主纜索的整形、線性調(diào)節(jié)及定型做好基礎(chǔ)；國內(nèi)廣東汕頭海灣大橋、虎門大橋、西陵大橋、江陰長江大橋都是采納預(yù)制索股法舉行架設(shè)的。主纜索初步整形應(yīng)選在氣溫穩(wěn)定的夜間舉行。整形時(shí)首先在主跨1/2，3/4，邊跨1/2處確定鋼絲束羅列有無差異、鋼絲是否平行。若有則準(zhǔn)時(shí)調(diào)節(jié)。然后用鋼帶打包捆扎，捆扎間距開頭較大，然后用二分法加密直到2.5m～5m一道。主纜索初步整形后需要通過緊纜機(jī)擠緊，擠緊首先從兩主塔向中跨跨中擠緊，然后再從主塔分離向兩邊跨擠緊，擠緊間距為1m。擠緊后在擠緊壓塊前后備用鋼帶捆扎一道，間距約0.5m。主纜索擠緊后主纜斷面，空隙率均應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。主纜索在完成大部分恒載作用之后舉行主纜纏絲及主纜防腐工作。

4．加勁梁施工。懸索橋加勁梁多用鋼桁架，其架設(shè)方式也像鋼桁架橋那樣。在每一梁段拼好以后，立刻將其與對應(yīng)的吊索相連，使其自重由吊索傳給主纜。懸索橋加勁梁架設(shè)時(shí)普通采納纜載起重機(jī)、纜索起重機(jī)、大型浮吊舉行架設(shè)。纜載起重機(jī)由主梁、端梁及各種運(yùn)行、提高機(jī)構(gòu)組成。起重機(jī)在主纜上運(yùn)行及工作，故主梁的跨度即為兩主纜的中心距，并且起重機(jī)運(yùn)行機(jī)構(gòu)必需能跨越索夾障礙的功能。在索塔附近架梁時(shí)，因?yàn)橹骼|索存在較大傾斜，起重機(jī)應(yīng)設(shè)置與索夾相對固定抱緊的機(jī)構(gòu)，以承受起吊時(shí)產(chǎn)生的下滑力；纜索起重機(jī)主要由起重小車、承重索、牽引索等組成。

起重機(jī)架梁前需要在兩側(cè)索塔上架設(shè)起重機(jī)所需要的承重索及牽引索。承重索承受起重小車及加勁梁的重力，由牽引索承受吊梁時(shí)的下滑力并牽引起重機(jī)走行。三種架設(shè)辦法相比，大型浮吊因?yàn)槭墉h(huán)境因素、通航條件等條件限制架設(shè)時(shí)使用比較少。纜索起重機(jī)架設(shè)前需要架設(shè)大量承重索及牽引索，使得架設(shè)成本大幅提高。纜載起重機(jī)因?yàn)橹苯又卧谥骼|索上，既節(jié)省成本，架梁也便利，因此廣泛用于懸索橋加勁梁的架設(shè)，但架梁是應(yīng)注重主纜索的庇護(hù)。

懸索橋因其受力性能好，跨越能力強(qiáng)，輕型美觀，施工便利成為大跨度橋梁首選橋型。從90年月初，國內(nèi)開頭進(jìn)展現(xiàn)代化長大懸索橋，如汕頭海灣大橋，廣東虎