一种自锚式悬索桥吊索不接长体系转换方法与流程

1.本发明属于桥梁施工技术领域，涉及一种自锚式悬索桥体系转换方法，更具体地，涉及一种自锚式悬索桥吊索不接长体系转换方法。


背景技术：

2.目前，自锚式悬索桥体系转换的主要施工方法为吊索张拉法，该方法就是将支撑在满堂支架或临时支墩的加劲梁，通过多轮分批逐对张拉吊索，来实现加劲梁由临时支架支撑转变为缆索系统支撑。
3.在施工过程中，由于受到吊索张拉顺序、索鞍顶推时机、塔梁关键截面应力、主缆与索鞍间抗滑移安全系数、支座反力的影响，吊索在多轮次张拉过程中若锚头不能通过锚环临时锚固于加劲梁，则吊索需要制作接长杆件进行临时锚固。
4.同时，由于桥面系施工不能与吊索张拉并行施工，使得二期恒载(所述二期恒载为设置在桥梁结构上的恒定载荷)通常在加劲梁脱架后进行，造成了不同工序施工人员的窝工，延长了施工周期。
5.并且，使用吊索张拉法进行体系转换时通常是一桥一方案，没有一致的吊索张拉控制策略。
6.因此，现有的吊索张拉法通常具有如下不足：1、施工成本高。由于施工过程中需要制作多组吊索的临时接长杆件，这些接长杆件通常是一次性构件，且要求具有较高的安全储备，临时杆件的制作会提高施工成本。2、施工周期长。桥面系施工与吊索张拉施工工序不能紧密衔接和多轮次的吊索张拉均会显著增加施工周期，提高施工费用。3、体系转换方案制定过程复杂。在制定吊索张拉顺序、张拉力和索鞍顶推时机的过程中，既要尽力减少吊索张拉的轮次、接长长度，又要关注支座反力、塔梁关键截面应力水平和主缆与主索鞍间的抗滑移安全系数等控制边界，增加了方案制定的难度。
7.鉴于现有技术的上述技术缺陷，迫切需要研制一种新型的自锚式悬索桥体系转换方法。


技术实现要素：

8.本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺点，提供一种自锚式悬索桥吊索不接长体系转换方法，其提高了施工的效率、节省了施工中的措施费用、简化了体系转换方案的制定过程。
9.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
10.一种自锚式悬索桥吊索不接长体系转换方法，其特征在于，包括以下步骤：
11.(1)、在基准索股的架设阶段同步进行部分二期恒载的施工；
12.(2)、吊索第1轮张拉，其包括：(2.1)按照先短索后长索的顺序首先张拉主跨长出段对应的第1组吊索、第2组吊索和其它组吊索；(2.2)、按照先短索后长索的顺序对称张拉非主跨长出段对应的各组吊索；
13.(3)、进行剩余二期恒载的施工；
14.(4)、吊索第2轮张拉，按照先长索后短索的顺序从桥塔两侧逐对对称张拉各组吊索，直到结构合理成桥状态。
15.或者，一种自锚式悬索桥吊索不接长体系转换方法，其特征在于，包括以下步骤：
16.(1)、在基准索股的架设阶段同步进行部分二期恒载的施工；
17.(2)、吊索第1轮张拉，其包括：(2.1)按照先短索后长索的顺序首先张拉主跨长出段对应的第1组吊索、第2组吊索和其它组吊索；(2.2)、按照先短索后长索的顺序对称张拉非主跨长出段对应的各组吊索；
18.(3)、吊索第2轮张拉，按照先长索后短索的顺序从桥塔两侧逐对对称张拉各组吊索，直到结构合理成桥状态；
19.(4)、进行剩余二期恒载的施工。
20.优选地，其中，吊索第1轮张拉时，各组吊索张拉力控制为使得吊索锚头位移在张拉控制下限和成桥位置之间。
21.优选地，其中，吊索第1轮张拉时，在张拉主跨长出段对应的各组吊索时，主索鞍处于可控自由滑动状态，即主索鞍能够沿滑动面自由滑动且滑动状态可控，使得在张拉主跨长出段对应的各组吊索时主索鞍由于主缆不平衡的水平作用力向主跨方向滑移直至平衡，直到主索鞍滑移至成桥位置。
22.优选地，其中，按照先短索后长索的顺序对称张拉非主跨长出段吊索时，各组吊索张拉力仍控制为使得吊索锚头位移在张拉控制下限和成桥位置之间。
23.优选地，其中，所述吊索第1轮张拉的整体控制目标为加劲梁脱架。
24.优选地，其中，所述步骤(3)和(4)不能交叉进行。
25.优选地，其中，所述进行部分二期恒载的施工包括防撞挡块、混凝土铺装层和护栏底座的施工。
26.优选地，其中，所述进行剩余二期恒载的施工包括沥青路面、人行道、防护栏杆和路灯的施工。
27.与现有技术相比，本发明的自锚式悬索桥吊索不接长体系转换方法具有如下有益技术效果：
28.1、其在基准索股架设阶段并行进行部分二期恒载施工，提高了施工的效率。
29.2、其自锚式悬索桥体系转换过程中吊索免于制作接长杆件，节省了施工中的措施费用。
30.3、其首先张拉主跨长出段对应吊索，使主索鞍在张拉前期到达成桥位置，简化了体系转换方案的制定过程。
附图说明
31.图1是本发明的自锚式悬索桥吊索不接长体系转换方法的流程图。
32.图2是吊杆锚固状态示意图。
33.图3是某独塔两跨自锚式悬索桥吊索张拉过程示意图。
34.图4示出了某独塔两跨自锚式悬索桥第1轮张拉吊索竖向位移。
35.图5示出了某独塔两跨自锚式悬索桥主缆与索鞍间的抗滑移安全系数变化历程。
36.图6示出了某独塔两跨自锚式悬索桥塔、梁交界处桥塔截面应力变化历程。
37.图7是某双塔三跨自锚式悬索桥吊索张拉过程示意图。
38.图8示出了某双塔三跨自锚式悬索桥第1轮张拉时吊索的竖向位移。
39.图9示出了某双塔三跨自锚式悬索桥主缆与索鞍间的抗滑移安全系数历程。
40.图10示出了某双塔三跨自锚式悬索桥塔、梁交界处的桥塔应力历程。
具体实施方式
41.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，实施例的内容不作为对本发明的保护范围的限制。
42.针对自锚式悬索桥的体系转换过程，本发明提出了一种自锚式悬索桥吊索不接长体系转换方法，其是3阶段2轮吊索不接长张拉方法。
43.图1示出了本发明的自锚式悬索桥吊索不接长体系转换方法的流程图。如图1所示，本发明的自锚式悬索桥吊索不接长体系转换方法是3阶段2轮吊索不接长张拉方法。
44.第一阶段：在基准索股的架设阶段(也就是，架设空揽的同时)同步进行部分二期恒载的施工。
45.其中，所述进行部分二期恒载的施工包括防撞挡块、混凝土铺装层和护栏底座的施工。
46.这样做的目的是为了提高施工效率，减少施工周期，增大加劲梁自重，避免第1轮吊索张拉时支座脱空，增加主缆弹性伸长进而增大主缆垂度。
47.第二阶段：吊索第1轮张拉。
48.吊索第1轮张拉首先由主跨长出段对应的吊索开始，吊索张拉力控制为使得吊索锚头位移在张拉控制下限和成桥位置之间。其中，吊索第1轮张拉按照如下顺序进行：
49.1、按照先短索后长索的顺序首先张拉主跨长出段对应的第1组吊索。其中，张拉时主索鞍处于可控自由滑动状态，即主索鞍能够沿滑动面自由滑动且滑动状态可控，使得在张拉第1组组吊索时主索鞍由于主缆不平衡的水平作用力向主跨方向滑移直至平衡。并且，如图2所示，吊索张拉力控制为使得吊索锚头位移在张拉控制下限和成桥位置之间。
50.2、按照先短索后长索的顺序继续张拉主跨长出段对应的第2组吊索，使主索鞍继续向主跨方向成桥位置滑动。其中，吊索力仍按上一步控制的原则进行，也就是，吊索张拉力控制为使得吊索锚头位移在张拉控制下限和成桥位置之间。
51.3、按照先短索后长索的顺序继续张拉主跨长出段对应的其它组吊索。通过张拉主跨长出段对应的各组组吊索，使得主索鞍滑移至成桥位置。其中，吊索力仍按上一步控制的原则进行，也就是，吊索张拉力控制为使得吊索锚头位移在张拉控制下限和成桥位置之间。
52.4、在张拉完主跨长出段对应的各组吊索后，按照先短索后长索的顺序对称张拉桥塔两侧的各组吊索，也就是，非主跨长出段对应的各组吊索。其中，各组吊索张拉力仍控制为使得吊索锚头位移在张拉控制下限和成桥位置之间。
53.在本发明中，吊索第1轮张拉的整体控制目标为使得吊索不接长且使得加劲梁能够脱架。
54.第三阶段：吊索第2轮张拉，进行剩余二期恒载施工。
55.其中，第三阶段包括如下两个步骤：
56.1、进行剩余二期恒载的施工。例如，所述进行剩余二期恒载的施工包括沥青路面、人行道、防护栏杆和路灯的施工。
57.2、吊索第2轮张拉。在吊索第2轮张拉时，按照先长索后短索的顺序从桥塔两侧逐对对称张拉各组吊索，直到结构合理成桥状态。
58.需要说明的是，在第三阶段，上述步骤1和步骤2可以根据现场实际情况调整顺序进而调整吊索张拉力，但不能并行交叉施工。
59.下面以2座自锚式悬索桥为例，通过一般吊索张拉法和本发明的自锚式悬索桥吊索不接长体系转换方法进行对比，说明本发明方法的技术效果。
60.例1：某独塔两跨自锚式悬索桥桥跨布置形式为(50 115 85 50)m，主桥全长300m，以桥塔为中心线规定1#～5#吊索对应梁段为主跨长出段。其两种张拉方案如图3所示，两方案的效果对比如图4～图6所示。
61.由图4可知，采用本发明的方法，吊索在体系转换过程中能够免于接长。由图5和图6可知，采用本发明的方法，使主缆与索鞍间的抗滑移安全系数和桥塔关键截面应力变化更加平缓，简化了张拉方案的制定过程。
62.例2：某双塔三跨混凝土自锚式悬索桥桥跨布置形式为(24 65 158 65 24)m，桥梁全长336m，以两桥塔为中心线规定17#～17’#吊索对应梁段为主跨长出段。其两种张拉方案如图7所示，两方案的效果对比如图8～图10所示。
63.由图7可知，本发明的方法减少了1轮吊索的张拉，提高了施工效率。由图8可知，采用本发明的方法，吊索在体系转换过程中能够免于接长。由图9和图10可知，采用本发明的方法，使主缆与索鞍间的抗滑移安全系数和桥塔关键截面应力变化更加平缓，简化了张拉方案的制定过程。
64.本发明的自锚式悬索桥吊索不接长体系转换方法在基准索股架设阶段并行进行部分二期恒载施工，提高了施工的效率。同时，其自锚式悬索桥体系转换过程中吊索免于制作接长杆件，节省了施工中的措施费用。并且，其首先张拉主跨长出段对应吊索，使主索鞍在张拉前期到达成桥位置，简化了体系转换方案的制定过程。
65.本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。