斜拉橋的介紹及施工

1、斜拉橋的施工概論第一節(jié) 概述斜拉橋的施工，一般可分為基礎(chǔ)、墩塔、梁、索等四部分,其中基礎(chǔ)施工與其他類型的橋梁沒(méi)有什么兩樣，墩塔和梁的施工也可在本書其他各章找到適當(dāng)?shù)姆椒āＶ挥兴鞯氖┕?，包括索的制造、架設(shè)和張拉具有其特殊性。但是斜拉橋作為一個(gè)整體，它的塔、梁、索的施工必須互相配合，服從工程設(shè)計(jì)意圖。因此本章的講述只將基礎(chǔ)施工除外，對(duì)于塔和梁的施工不能不有所涉及，而以梁、索和各種具有代表性的斜拉橋上部結(jié)構(gòu)的施工為本章敘述的主線。近代第一座斜拉橋當(dāng)屬1955年的瑞典斯特姆松特橋(stremsund)，它是一座稀索輻射式的斜拉橋，中孔跨度185.5752m，邊孔74.676m。鋼塔由梁上吊機(jī)安裝，邊跨

2、鋼梁在腳手架上拼裝，中跨采用懸臂拼裝法。斜拉索也是利用梁上吊機(jī)安裝，隨著鋼梁的逐節(jié)懸臂前進(jìn)，先連結(jié)下端，然后吊機(jī)退回至橋塔處安裝上端，用千斤頂張拉。從1955年至1957年世界上約有60座斜拉橋建成或正在設(shè)計(jì)中，幾乎都是鋼斜拉橋。直至1962年才有第一座砼斜拉橋建成，它就是委內(nèi)端拉的馬拉開波湖橋。我國(guó)自1975年建成第一座四川云陽(yáng)的湯溪河橋后，斜拉橋總數(shù)據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，至今已達(dá)50座以上，大部分是砼斜拉橋。表111、112分別介紹了國(guó)內(nèi)、外近年來(lái)建成的著名斜拉橋的施工概況。一、塔的施工索塔的材料可用金屬、鋼筋砼或預(yù)應(yīng)力砼。索塔的構(gòu)造遠(yuǎn)比一般橋墩復(fù)雜，塔柱可以是傾斜的，塔柱之間可能有橫梁，塔內(nèi)須設(shè)

3、置前后交叉的管道以備斜拉索穿過(guò)錨固，塔頂有塔冠并須設(shè)置航空標(biāo)志燈及避雷器，沿塔壁須設(shè)置檢修攀登步梯，塔內(nèi)還可能建設(shè)觀光電梯。因此塔的施工必須根據(jù)設(shè)計(jì)、構(gòu)造要求統(tǒng)籌兼顧。索塔承受相當(dāng)大的軸向力，還可能有彎矩，因此對(duì)索塔的尺寸和軸線位置的準(zhǔn)確性應(yīng)有一定的要求。允許偏差值應(yīng)考慮以下兩個(gè)原則：偏差值對(duì)結(jié)構(gòu)物受力的影響甚微；施工中經(jīng)過(guò)努力可以達(dá)到的精度。參考國(guó)外資料，沿塔高每米高度允許偏差0.5mm，即傾角正切值tga=1/2000。我國(guó)斜拉橋塔施工精度現(xiàn)在尚無(wú)統(tǒng)一規(guī)定，上海柳港橋允許傾斜度為1200，徐浦大橋允許偏差值如表113所示。鋼索塔施工一般為預(yù)制吊裝，砼索塔施工大體上可分為搭架現(xiàn)澆、預(yù)制吊裝、

4、滑升模板澆筑等幾種方法，茲分述于下：1、搭架現(xiàn)澆此法工藝成熟，無(wú)須專用的施工設(shè)備，能適應(yīng)較復(fù)雜的斷面形式，對(duì)錨固區(qū)的預(yù)留孔道和預(yù)埋件的處理也較方便，但是比較費(fèi)工、費(fèi)料、速度慢。跨度200m左右的斜拉橋，一般塔高(指橋面以上部分)在40m上下，搭架現(xiàn)澆比較適合。廣西紅水河橋、上海柳港橋、濟(jì)南黃河橋的橋塔都是采用此法?？缍雀蟮男崩瓨颍梢苑譃閹锥?，各段的尺寸、傾角都不相同，往往各段采用的方法也不同。下段比較適合于搭架現(xiàn)澆，例如上海南浦大橋、楊浦大橋、徐浦大橋、武漢長(zhǎng)江二橋，跨度都在400m以上，塔高在150m以上，下塔柱都采用傳統(tǒng)的腳手架翻模工藝、缺點(diǎn)是施工周期較長(zhǎng)。2.預(yù)制吊裝此法要求有較

5、強(qiáng)的比重能力和專用的起重設(shè)備，當(dāng)橋塔不是太高時(shí)，可以加快施工進(jìn)度，減輕高空作業(yè)的難度和勞動(dòng)強(qiáng)度。東營(yíng)黃河橋塔高69.7m，橋面以上56.4m，采用鋼箱與砼結(jié)合結(jié)構(gòu)，預(yù)制吊裝。國(guó)外的鋼斜拉橋橋塔基本上都是采用預(yù)制吊裝方法施工。我國(guó)砼斜拉橋用預(yù)制吊裝方法的不多，只有1981年建成的四川省金川縣曾達(dá)橋，塔高24.5m.是臥地預(yù)制而成，從地面上用絞車和滑輪組板起，由錨于對(duì)岸山壁上的鋼絲繩和滑輪提供吊裝力。3.滑模施工此法的最大優(yōu)點(diǎn)是施工進(jìn)度快，適用于高塔的施工。塔柱無(wú)論是豎直的或是傾斜的都可以用這個(gè)方法，但對(duì)斜拉索錨固區(qū)預(yù)留孔道和預(yù)埋件的處理要困難些。在各個(gè)工程中有稱為爬模，或稱為提模，其構(gòu)造大同小異

6、。所謂滑模是指模板沿著所澆筑的砼由千斤頂(螺旋式或液壓式)帶動(dòng)而向上滑升，它要求所澆筑的砼強(qiáng)度必須達(dá)到模板滑升所必需的強(qiáng)度。提模則是拆模后把模板掛在支架上，模板隨著支架的提升而上升。支架的提升是在塔的四周設(shè)置若干組滑車組，其上端與塔柱內(nèi)預(yù)埋件連接，下端與支架的底框連接，支架隨拉動(dòng)手拉葫蘆而徐徐上升。遼寧長(zhǎng)興島斜拉橋塔高43m，為適應(yīng)高塔施工，專門制作了一種提升支架，不但可用于液壓千斤頂提升的滑模，亦可用于分段澆筑的提模。索塔下節(jié)117m的斜腿段采用一般的搭架模板澆筑，豎直的上節(jié)塔柱則采用滑?；蛱崮！Ｏ仁┕さ?號(hào)索塔采用滑模法，由于冬季寒冷不宜滑模使用，中止了施工。后施工的1號(hào)索塔采用提模法，砼

7、蒸汽養(yǎng)生，解決了-20的冬季施工問(wèn)題，因而后來(lái)將2號(hào)索塔也改成提模施工。兩塔柱間的橫梁利用支架的下層操作平臺(tái)就地澆筑，下層操作平臺(tái)的下邊則用工字鋼頂撐在已澆筑的橫梁上。上海南浦大橋塔高150m，下塔柱斜率1：5271842，凈高29m，采用傳統(tǒng)的腳手架翻模工藝，施工周期較長(zhǎng)，平均每天0.56m。中塔柱斜率1：85，高55.0m，試制成功國(guó)內(nèi)首創(chuàng)的斜爬模，這種斜爬模的原理與提模相同，施工速度提高到每天1.14m。上塔柱同樣采用爬模施工。二、主梁施工一般地說(shuō)來(lái)，砼梁式橋施工中的任一種合適的方法，如支架上拼裝或現(xiàn)澆，懸臂拼裝或澆筑，頂推法和干轉(zhuǎn)法等，都有可能在砼斜拉橋上部結(jié)構(gòu)的施工中采用。由于斜拉橋

8、梁體尺寸較小，各節(jié)間有拉所，還可以利用索塔來(lái)架設(shè)輔助鋼索，因此更為有利于采用各種無(wú)支架施工法。其中懸臂施工法是砼斜拉橋施工中普遍采用的方法。不論主梁為T構(gòu)、連續(xù)梁或懸臂梁皆可采用。究竟采用哪種方法，這是設(shè)計(jì)者首先要研究決定的問(wèn)題。決定時(shí)所要考慮的問(wèn)題主要有所跨越的障礙的情況，斜拉橋本身的結(jié)構(gòu)與構(gòu)造等，茲分述于下：1、在支架上施工當(dāng)所跨越的河流通航要求不高或岸跨無(wú)通航要求，且容許設(shè)置臨時(shí)支墩時(shí)，可以直接在腳手架上拼裝或澆筑，也可以在臨時(shí)支墩上設(shè)置便梁，在便梁上拼裝或澆筑。如果有條件的話，此法總是最便宜、最簡(jiǎn)單的。例如貝爾格萊德薩瓦河雙線鐵路橋，是一座鋼斜拉橋，1977年建成，中跨254m，橋?qū)?

9、6.5m，由于薩瓦河無(wú)通航要求，故整個(gè)橋跨都是在施工腳手架上安裝，因此主梁、塔柱和斜拉索的安裝都能分開進(jìn)行。主梁和塔柱安裝完畢后，用設(shè)在支架上的千斤頂將梁頂升，然后安裝斜拉索，安裝就位的斜拉索借助于放松千斤頂使主梁下降而拉緊，這樣斜拉索的安裝就不需要大噸位千斤頂。我國(guó)天津永和橋也是在臨時(shí)支架上安裝的一個(gè)典型。永和橋是預(yù)應(yīng)力砼斜拉橋，中跨260m，1987年建成。由于主梁較弱，為避免超應(yīng)力，不在已架設(shè)掛索的主梁上運(yùn)送預(yù)制梁段.預(yù)制梁段經(jīng)由河中滿鋪的便橋運(yùn)送至安裝部位。運(yùn)送到位的預(yù)制梁塊下設(shè)四個(gè)臨時(shí)支點(diǎn)，并立即穿進(jìn)縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋、膠拼、掛斜拉索。安裝順序是以塔柱為中心，對(duì)稱地兩側(cè)同時(shí)進(jìn)行.每一節(jié)段

10、包括四塊長(zhǎng)5.8m的預(yù)制梁段，八根斜拉索，時(shí)間約需715天。2.頂推法當(dāng)橋下不允許設(shè)置過(guò)多臨時(shí)支架，如跨越道路、鐵路的高架銹，可以考慮采用頂推法。鋼斜拉橋首次采用頂推法架設(shè)的是前聯(lián)邦德國(guó)杜塞爾多夫市區(qū)內(nèi)的一座公路高架橋，稱為尤利西大街橋。此橋1963年建成，中跨98.7m，安裝過(guò)程如圖111中所示。在西橋臺(tái)后先拼裝東半跨，臨時(shí)支點(diǎn)I至VI。頂推過(guò)程中，斜拉橋的自重通過(guò)鋼箱中的橫隔梁傳遞至縱向箱梁，因此拉索只是部分受拉。在塔頂鞍座上設(shè)有頂升機(jī)械來(lái)消除頂推節(jié)段最外繞的懸臂撓度。當(dāng)橋梁最外緣頂推至永久墩時(shí)，用千斤頂將支座頂起約10cm，使永久墩上的支承壓力消除。橋梁更向前推進(jìn)時(shí)，墩上的支承壓力將增加

11、；當(dāng)最外緣超過(guò)臨時(shí)墩IV約7.3m時(shí)，這個(gè)支承壓力達(dá)到允許值。這時(shí)，將墩的支座回復(fù)到原來(lái)位置，繼續(xù)頂推至達(dá)到其最終位置，拆除臨時(shí)墩IV、X。前蘇聯(lián)1976年建成的第聶伯河鋼斜拉橋是獨(dú)塔體系，河跨300m，曾經(jīng)比較過(guò)各種架設(shè)方法，結(jié)果發(fā)現(xiàn)還是頂推縱移法最有利。在300m跨徑內(nèi)設(shè)置了三個(gè)滑動(dòng)支座，其間距為75m，主梁拼裝及滑移全部工作在13個(gè)月內(nèi)完成。我國(guó)1993年建成的無(wú)錫石城河斜拉管橋系將41.8m的水管在臨時(shí)墩上拖拉就位。此外重慶石門橋(1989年建成)的引橋5×50m預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)梁和南海九江橋長(zhǎng)達(dá)690m的連續(xù)箱橋(1988年建成)也是用頂推法架設(shè)。3.轉(zhuǎn)體施工轉(zhuǎn)體施工在斜拉橋施

12、工中采用不多，比利時(shí)1988年建成的跨越默茲河的邦納安橋，獨(dú)塔，其左岸3×42m和右岸168m主跨共294m的梁體均在平行于河流的岸邊制造，在安裝和調(diào)整后，將整個(gè)橋塔纜索梁體以塔軸為中心轉(zhuǎn)體700就位，并與右岸就地澆筑的一孔42m橋跨相接。四川金川縣留達(dá)橋是我國(guó)第一座轉(zhuǎn)體施工斜拉橋，1981年建成。該橋?yàn)楠?dú)塔，孔跨布置為41m70m，橋面寬5.5m，墩、塔、梁固結(jié)。主梁為鋼筋砼三室箱梁。橋址附近河灘干整且墩身較矮，適合于平轉(zhuǎn)法施工。先在河灘上搭設(shè)低支架澆筑梁身，索塔則臥地預(yù)制。將索塔掛起，與梁固結(jié)并安裝斜拉索后，平衡轉(zhuǎn)體施工就位。轉(zhuǎn)體裝置為砼球鉸和鋼滾輪，短跨內(nèi)配有平衡重。1997年

13、建成的湯河大里管鐵路斜拉橋位于秦皇島站疏解線上，下跨京秦線，斜交，是一座槽形主梁、剛性索的斜拉橋，油塔，主跨50m，邊跨42m(圖112)。施工時(shí)，先沿所跨越的線路方向在支架上建造斜拉橋，包括塔、梁和剛性索，待砼達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，張拉梁內(nèi)和索內(nèi)的預(yù)應(yīng)力筋，然后整個(gè)斜拉橋繞轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)邊孔的后端沿圓形軌道移動(dòng)，主孔的前端懸空，為防止最前線懸空引起外主索懸吊點(diǎn)主梁上緣有過(guò)大拉應(yīng)力，在轉(zhuǎn)體時(shí)增加臨時(shí)震吊住前墻。待轉(zhuǎn)體就位后，卸除臨時(shí)索，轉(zhuǎn)盤用砼封實(shí)，再鋪設(shè)道碴線路和人行道。4、懸臂拼裝國(guó)外早期建造的鋼斜拉橋，大多數(shù)是用懸臂拼裝而成。我國(guó)東營(yíng)黃河橋是我國(guó)目前唯一的一座鋼斜拉橋，中跨288m，1987

14、年建成，岸側(cè)跨度136.5m，在支架上拼裝，河側(cè)懸臂拼裝，栓焊結(jié)構(gòu)。上海南浦大橋、楊浦大橋、徐浦大橋主跨都是鋼與鋼筋混凝上板結(jié)合梁橋，它們也全都是懸臂拼裝。砼斜拉橋的懸臂拼裝施工是將主梁在預(yù)制場(chǎng)分段預(yù)制，由于主梁預(yù)制砼齡期較長(zhǎng)，收縮、徐變變形小，且梁段的斷面尺寸和砼質(zhì)量容易得到保證，我國(guó)上海柳港橋(1982)、安康漢水橋(1979)、鄖陽(yáng)漢江橋(1994)等都是采用懸臂拼裝法。美國(guó)帕斯克和肯尼維克兩地之間，1978年建成的跨越哥倫比亞河的砼斜拉橋(簡(jiǎn)稱PK橋)，其正橋部分的分跨為123.9m299m123.9m，橋面寬24.30m，梁采用半封閉式箱形截面。其主梁施工方法采用預(yù)制節(jié)段的雙懸臂法。

15、主梁高2.13m，分段長(zhǎng)度為8.10m，由于是全截面整體制作，因此最重節(jié)段達(dá)到254t。主梁節(jié)段在預(yù)制后，存放六個(gè)月后再?gòu)埨瓩M向預(yù)應(yīng)力筋，浮運(yùn)至橋孔處安裝，以保證砼的強(qiáng)度相減小收縮、徐變變形。圖113為該橋的部分主要安裝程序，其步驟是：先在斜撐式支架上現(xiàn)澆20m長(zhǎng)的梁段，然后用特制的移動(dòng)式吊架起吊梁段，逐節(jié)進(jìn)行懸臂拼裝。梁段間用環(huán)氧樹脂粘結(jié)，并由拉索的水平分力施以預(yù)加力。梁內(nèi)另布置有預(yù)應(yīng)力粗鋼筋。為了保證在安裝過(guò)程中不致出現(xiàn)過(guò)大的塔頂水平位移，在塔頂與另一橋墩之間設(shè)有輔助拉索，它與邊跨的背索一起來(lái)約束塔頂位移。該橋每安裝一個(gè)節(jié)段的周期僅需四天，全橋拼裝工作在不到一年時(shí)間完成。因此，如運(yùn)輸、起吊

16、設(shè)備條件可以解決，以整體截面預(yù)制為好。5.懸臂澆筑斜拉橋特別適合于懸臂澆筑。我國(guó)在七八年代懸臂澆筑的大部分斜拉橋還是沿用一般連續(xù)梁常用的掛籃。無(wú)論是桁梁式掛籃還是斜拉式掛籃均系后支點(diǎn)形式，這種形式的掛籃為單懸臂受力，承受負(fù)彎矩較大，澆筑節(jié)段長(zhǎng)度受到了很大的限制，掛籃自重與所澆筑梁段重力之比一般在0.7以上，甚至可能達(dá)到12。例如1981年建成的廣西紅水河鐵路斜拉橋，跨徑48m96m48m，中跨懸臂澆筑，采用橋梁式掛籃，掛籃自重與梁段重力之比為0.77。80年代后期，我國(guó)橋梁工作者根據(jù)斜拉橋的特點(diǎn)，開始研制前支點(diǎn)的牽索式掛籃。利用施工節(jié)段前端最外側(cè)兩根斜拉索，將掛籃前端大部分施工荷載傳至橋塔，變

17、懸臂負(fù)彎矩受力為簡(jiǎn)支正彎矩受力。這樣，隨著受力條件的變化，節(jié)段懸臂長(zhǎng)度及承受能力均大大提高，例如1995年建成的吉林臨江門斜拉橋、浙江上虞人民橋、銅陵長(zhǎng)江公路大橋及武漢長(zhǎng)江二橋等。我們特在第二節(jié)著重介紹牽索式掛籃的工藝特點(diǎn)。第二節(jié) 牽索式掛籃工藝1988年建成的美國(guó)佛羅里達(dá)州杰克遜成爾的達(dá)姆斯角橋(簡(jiǎn)稱DP橋)首先采用牽索式掛籃。1991年建成的挪威海爾格蘭橋也是采用牽索式掛籃施工，掛籃長(zhǎng)28.8m，重115t。為了準(zhǔn)確地確定梁上斜拉索錨固裝置的位置和方向，將帶法蘭盤的鋼管在工廠預(yù)埋在一個(gè)短的砼構(gòu)件中，施工時(shí)將預(yù)制件栓接在掛籃的模板上，以便在澆筑砼前裝入最終斜拉索并施加部分預(yù)拉力，使掛籃支承在

18、其端部。為了承受斜拉索的水平分力(壓力)，在預(yù)制件和已澆筑的砼梁之間設(shè)有一個(gè)預(yù)制抗壓支柱(圖114)，每次澆筑長(zhǎng)度為12.90m，砼數(shù)量約110m3。我國(guó)1995年建成的廣東三水大橋采用帶斜向工具索的掛籃懸澆，掛籃與節(jié)段梁重之比為0.53.由于掛籃較輕，為斜拉索一次張拉到位創(chuàng)造了條件。吉林臨江門大橋、銅陵長(zhǎng)江大橋、武漢長(zhǎng)江二橋也都先后研制了不同構(gòu)造的牽索式掛籃，茲分述于下；一、吉林臨江門斜拉橋牽索式掛籃臨江門斜拉橋是吉林市跨越松花江的一座大橋，全長(zhǎng)685.17m。主橋采用獨(dú)塔斜拉橋，塔高618m，跨度2×132.5m，橋面寬27.5m，索距715m，為塔、墩、梁固結(jié)體系。主梁截面采用

19、倒梯形雙室開口預(yù)應(yīng)力砼箱梁，梁高2m.在標(biāo)淮梁段每一索區(qū)梁體砼重300t。牽索式掛籃主要由主桁承重系統(tǒng)、模板系統(tǒng)、牽索系統(tǒng)、錨固系統(tǒng)、調(diào)高系統(tǒng)及走行系統(tǒng)六大部分組成(圖115)。1、主桁承重系統(tǒng)主桁縱向由四榀萬(wàn)能桿件桁梁組成，橫向由三榀萬(wàn)能桿件桁梁連接，桁梁高均為2m?？v向四榀桁梁長(zhǎng)度：外側(cè)兩相為20m，中間兩相為18m。橫向三榀桁梁長(zhǎng)度為24m，分別連于縱梁的前端、中間和尾端。在外側(cè)桁梁前端4m范圍內(nèi)設(shè)置了與牽索系統(tǒng)連接的錨固滑槽，在中間桁梁處設(shè)置了走行牛腿。整個(gè)掛籃通過(guò)牽索系統(tǒng)和錨固系統(tǒng)，特全部施工時(shí)的荷載傳于主塔及已成梁段上。掛籃通過(guò)走行牛腿及尾端橫梁上的走行輪完成轉(zhuǎn)移(見圖115b)。

20、2.模板系統(tǒng)模板系統(tǒng)由底模、外側(cè)模、開箱內(nèi)模及閉箱內(nèi)模組成。底模通過(guò)縱、橫分配梁直接連在主桁梁上，施工及轉(zhuǎn)移時(shí)始終隨桁梁一起工作。模板采用型鋼及鋼板組焊成整體結(jié)構(gòu)模板。模板系統(tǒng)主要承受灌注砼時(shí)的各種壓力，并按設(shè)計(jì)梁形成型。在模板系統(tǒng)中設(shè)置了鎖定及調(diào)整部件，主要是鎖定、調(diào)整模板到設(shè)計(jì)位置。3.牽索系統(tǒng)該系統(tǒng)由異形接頭、牽引桿、吊耳、水平調(diào)整螺桿、扁擔(dān)梁、元寶梁及千斤頂組成。吊耳位于主桁的錨固滑槽內(nèi)，元寶梁與吊耳之間采用轉(zhuǎn)軸聯(lián)結(jié)。異形接頭一端與纜索冷鑄錨聯(lián)結(jié)，另一端與牽引桿連接。牽引桿通過(guò)元寶梁和扁擔(dān)梁進(jìn)行錨固，在元寶梁與扁擔(dān)梁之間安置于廳頂。牽索系統(tǒng)主要作用是將掛籃前端的垂直荷載直接傳至斜拉橋主

21、塔，以減小掛籃作用在斜拉橋主梁上的垂直荷載。牽索系統(tǒng)的另一作用是完成體系轉(zhuǎn)換，即施工時(shí)纜索錨固在掛籃上，施工后纜索錨固在斜拉橋主梁上。4、錨固系統(tǒng)該系統(tǒng)由側(cè)描、中錨和后錨組成。側(cè)錨由墊梁、垂直吊桿、斜向拉桿、錨梁、分配梁、扁擔(dān)梁及千斤頂組成。墊梁捆放在已成主梁的頂板上，前端連在主梁的砼上，墊梁與主梁間墊橡膠墊以增加水平聯(lián)接力。垂直吊桿與斜向拉桿一端錨固在主桁處的錨梁上，另一端錨固在墊梁上，并與扁擔(dān)梁連接。在望梁與扁擔(dān)梁間設(shè)有千斤頂，用以安裝和拆除錨固系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要承受主桁兩側(cè)的垂直反力及由牽索系統(tǒng)傳來(lái)的水平反力.并將這些力傳至斜拉橋主梁上。在掛籃轉(zhuǎn)移時(shí)，垂直吊桿通過(guò)千斤頂將掛籃主桁落在走行滑

22、槽內(nèi)。中錨由上錨梁、下鋪梁、分配梁、垂直吊桿、斜向拉桿、扁擔(dān)梁及千斤頂組成。上錨梁安放在主梁頂面.分配梁及下鋪梁安裝在主桁梁上。垂直吊桿及斜向拉桿一端錨固在下錨梁上，另一端錨固在上錨梁上，并與扁擔(dān)梁連接。千斤頂安放在上錨梁與扁扭梁之間，用來(lái)安裝及拆除錨固系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要是將桁梁中部垂直荷載傳至斜拉橋主梁上，水平力自身平衡。后錨由小錨梁和拉桿等組成，它位于掛籃的尾部。小錨梁安放在主梁面上，拉桿上埔錨固在小錨梁上，下端錨固在桁梁上。該系統(tǒng)的作用是將掛籃的尾部與斜拉橋主梁進(jìn)行錨固連接。5.調(diào)高系統(tǒng)該系統(tǒng)由兩種類型的楔塊組成。一種位于掛籃主桁的尾端橫梁上，另一種位于掛籃的中間橫梁上。它們主要由楔座、楔

23、塊及對(duì)拉螺栓組成。上楔座與斜拉橋主梁底面接觸，下楔座與析梁連接，在上下楔座間安裝楔塊和對(duì)拉螺栓。其作用是調(diào)整掛籃標(biāo)高到設(shè)計(jì)位置，而且尾部調(diào)高模塊在走行時(shí)又可作走行輪安裝架。6.走行系統(tǒng)該系統(tǒng)由滑靴、滑道、走行輪、牽拉精軋螺紋鋼筋及穿心式千斤頂?shù)冉M成?；グ惭b在桁架的走行牛腿上，滑道前端設(shè)頂座，鋪放在斜拉橋主梁頂面。走行輪安裝在尾端調(diào)高楔塊上，走行時(shí)，精軋螺紋鋼筋一端與走行牛腿連接，另一端與安放在滑道頂座上的穿心式千斤頂連接，形成走行系統(tǒng)。該系統(tǒng)的主要作用是當(dāng)掛籃施工完一段后，將其轉(zhuǎn)移到下一段。7.掛籃轉(zhuǎn)移(1)斜拉橋纜索張拉到設(shè)計(jì)噸位錨固后，解除錨固系統(tǒng)的斜向拉桿。(2)鋪好走行滑道，兩側(cè)滑道

24、高差小于3mm。(3)用錨固系統(tǒng)的垂直吊桿將掛籃桁架與底模及外側(cè)模等慢慢落在走行滑道上。(4)解除錨固系統(tǒng)的垂直吊桿。(5)在桁梁的尾部橫梁上，對(duì)稱安裝兩臺(tái)500kN千斤頂，用這兩臺(tái)千斤頂，將調(diào)高楔塊頂離斜拉橋主梁底面，裝入走行輪并進(jìn)行固定。(6)將穿心式千斤頂平放在滑道前端的頂座上，并將長(zhǎng)8m、直徑32mm的精軋螺紋鋼筋一線連接其上，另一消與掛籃的走行牛腿相連，千斤頂同時(shí)反復(fù)頂拉，使掛籃前移。反向設(shè)倒鏈以保安全。(7)同時(shí)將主梁上的錨固系統(tǒng)部件移至下一段安裝位置。(8)掛籃走行就位后，借助千斤頂拆除走行輪，用錨固系統(tǒng)吊升，安裝掛籃到設(shè)計(jì)位置二、銅陵長(zhǎng)江大橋牽索式掛籃銅陵長(zhǎng)江大橋牽索式掛籃全名

25、稱為“大節(jié)距全斷面整體澆筑自行式前支點(diǎn)掛籃”有關(guān)參數(shù)如下：掛籃長(zhǎng)18.50m，寬26.60m；主縱梁高L80m，寬1.70m。單只掛籃重力900kN，模板重力350kN，其它施工荷載100kN，總重力1350kN。設(shè)計(jì)要求施工荷載總控制1500kN。掛籃主要由主體骨架(二根縱梁與三根橫梁，全部采用A3鋼板矩形箱梁拼焊組成)、懸掛系統(tǒng)(單懸臂懸掛鋼梁，液壓頂升調(diào)節(jié))、前支點(diǎn)部位(斜拉索剛性連接液壓裝置及定位架組成)、后錨點(diǎn)定位(反支點(diǎn)梁下滾輪行走裝置與后錨固點(diǎn)液壓頂升裝置)、行走系統(tǒng)(1200kN連續(xù)式千斤頂液壓自調(diào)同步牽引滑行裝置)等五大部分組成。掛籃工作原理如下：(I)掛籃懸掛脫空，此時(shí)后反

26、力點(diǎn)作用力向下，掛梁作用力向上，掛籃主縱梁承受負(fù)彎矩，(2)掛籃前移，掛籃仍承受負(fù)彎矩，呈單懸臂狀態(tài)；(3)掛籃掛梁頂升，后錨固點(diǎn)錨固，使掛籃就位，后反力點(diǎn)使標(biāo)高大致調(diào)平，設(shè)預(yù)抬高量；(4)拉索與掛籃聯(lián)結(jié)，進(jìn)行第一次索力張拉.此時(shí)掛籃前支點(diǎn)受力，縱梁受正彎矩，呈簡(jiǎn)支狀態(tài)；(5)澆至12梁段時(shí)進(jìn)行第二次索力張拉；(6)澆完全斷面梁段砼后，掛籃端部彈性下?lián)隙刃∮?mm；(7)檢測(cè)梁段標(biāo)高，待強(qiáng)張拉預(yù)應(yīng)力束；(8)掛籃脫空待前移本掛籃一次全斷面懸澆梁段8m，自重與澆注砼重力之比僅為0.4，同時(shí)具有很大剛度，全部受力變位系統(tǒng)均為液壓機(jī)械工作。三、武漢長(zhǎng)江二橋的牽索式掛籃我國(guó)1995年建成的武漢長(zhǎng)江二橋

27、節(jié)段澆筑長(zhǎng)8m，研制出長(zhǎng)度僅12m的“短平臺(tái)復(fù)合型牽索掛籃”，簡(jiǎn)介如下。1.掛籃構(gòu)造短平臺(tái)復(fù)合型牽索掛籃由掛籃平臺(tái)、錨固系統(tǒng)、水平支承系統(tǒng)、微調(diào)定位系統(tǒng))段的重力由牽索系統(tǒng)與三角架共同承擔(dān)。掛籃平臺(tái)是牽索式掛籃的主體，它由前橫梁、后橫梁、牽索縱梁、吊桿縱梁、普通縱梁、安全尾梁、水平衡架和縱梁平面連接組成。前、后橫梁為箱形截面的剛性主梁用平弦式加勁桁架加勁后的組合結(jié)構(gòu)。三角架的結(jié)構(gòu)體系是剛性的下弦梁用三角式桁梁加勁后的組合結(jié)構(gòu)。牽索系統(tǒng)是將施工中作為牽索使用的永久性斜拉索與掛籃連接起來(lái)，構(gòu)成牽索傳力系統(tǒng)。2.設(shè)計(jì)構(gòu)思短平臺(tái)復(fù)合型牽索式掛籃的設(shè)計(jì)構(gòu)思，突破了目前國(guó)內(nèi)外常用的長(zhǎng)平臺(tái)牽索式掛籃的結(jié)構(gòu)形

28、式和施工工藝。長(zhǎng)平臺(tái)型牽索式掛籃，一般僅在砼主梁下設(shè)置掛籃平臺(tái)，且已成梁段下的掛籃平臺(tái)長(zhǎng)度一般略長(zhǎng)于待澆梁段下的掛籃平臺(tái)長(zhǎng)度，因此掛籃平臺(tái)總長(zhǎng)度是很長(zhǎng)的，如一次懸澆8m的掛籃平臺(tái)長(zhǎng)可達(dá)23m。這樣做的目的，其一是為了掛籃的走行，其二是增加掛籃在順橋向的剛度，以保證主梁的線形。由于掛籃長(zhǎng)，自重加大(橋面寬者更甚)，使得掛籃的前移必然采用類似“杠桿”傳力的走行方式去完成，而這種走行方式造成掛籃前端走行掛鉤直接作用于主梁上的反力過(guò)大，對(duì)某些梁斷面而言，將導(dǎo)致僅為掛籃走行而需改變主梁截面設(shè)計(jì)，從而增加工程數(shù)量和工程費(fèi)用，這是長(zhǎng)平臺(tái)牽索式掛籃的缺點(diǎn)。為了克服這個(gè)缺點(diǎn)，在已成主梁上設(shè)置三角桁架，采用與普通

29、掛籃走行方式相同的掛籃移動(dòng)方式，使掛籃平臺(tái)的后掛鉤直接作用于已成主梁上的反力減小到不足長(zhǎng)平臺(tái)反力的一半。依靠三角架，解決了掛籃的走行問(wèn)題，因此，掛籃平臺(tái)的長(zhǎng)度可縮減到能滿足8m節(jié)段主梁懸澆施工即可，從而大大減輕了掛籃自重(其總重小于長(zhǎng)平臺(tái)的總重)。然而，置于已成主梁下的短掛籃平臺(tái)的長(zhǎng)度甚短，故該平臺(tái)與已成主梁間的“連接”沿順橋向的剛度幾乎是零，在掛籃和模板等自重下的牽索剛度也不大(此時(shí)索的變形模且較小)，因此，隨著節(jié)段砼量的增加，懸澆節(jié)段相對(duì)于已成梁的轉(zhuǎn)角亦隨之加大，使主梁線形失去了有效的控制。為此，于掛籃平臺(tái)前端，除設(shè)有牽索外，同時(shí)還設(shè)有上端掛于三角架的吊桿，并限定前吊桿在施工中始終保持一定

30、拉力，利用三角架較大的剛度，確保砼主梁的線形勻順并符合設(shè)計(jì)要求?？傊?，采用短平臺(tái)，以減輕其自重；安裝三角架，以解決掛籃平臺(tái)的走行；設(shè)置前吊桿和牽索，兩者共同受力，以控制主梁的線形和應(yīng)力。這是本牽索式掛籃獨(dú)特新穎的設(shè)計(jì)構(gòu)思。另外，本牽索式掛籃分兩次走行，牽索與掛籃平臺(tái)間采用弧面承壓鉆座的連接，模板整體脫模和前移；采用雙層掛籃平臺(tái)結(jié)構(gòu)及一籃多用等的設(shè)計(jì)構(gòu)思，都有鮮明的待色。本牽索式掛籃的施工荷載傳遞途徑設(shè)計(jì)為：通過(guò)掛籃平臺(tái)前、后用桿，將部分荷載傳給三角架，再由設(shè)于三角架立柱下的前支承座和三角架后端的錨板，直接傳給已成主梁的不同模梁上；荷載的另一部分，則由牽索直接傳給塔墩；牽索下端的水平力，由牽索縱

31、梁前端傳至掛籃平臺(tái)底層的水平衡桿，再通過(guò)抗剪柱傳給己成主梁。整個(gè)傳力途徑簡(jiǎn)捷清楚。直接作用于砼主梁上的強(qiáng)大集中力，均布置在抗彎能力大的橫梁上，避免了該力落于主梁頂板上而帶來(lái)的麻煩。3.主梁節(jié)段主要施工步驟及工藝要點(diǎn)主梁節(jié)段施工的主要步驟如圖117所示主梁節(jié)段施工中，在掛籃前吊桿和牽索共同作用條件下，必須保證前吊桿受效力拉力值必須是在設(shè)計(jì)所規(guī)定的范圍內(nèi)變動(dòng)。為此裝置了前吊桿桿力的測(cè)力計(jì)和顯示器設(shè)計(jì)要求指導(dǎo)牽索索力的調(diào)整。這是主梁節(jié)段施工的最主要的工藝要求。第三節(jié) 斜拉索的制造與安裝一、索的組成與防護(hù)斜拉索由兩端的錨具、中間的拉索傳力件及防護(hù)材料三部分組成，稱為拉索組裝件。的材料有鋼絲繩、粗鋼筋、

32、高強(qiáng)鋼絲、鋼絞線等。拉索技術(shù)研究圍繞三個(gè)方面的目標(biāo)展開，其一、是如何使拉索與錨具的組裝件能在斜拉橋整個(gè)使用年限內(nèi)經(jīng)受得起高幅度的應(yīng)力變化，亦即錨具應(yīng)具備優(yōu)良的抗疲勞性能。其二、如何保證拉索組裝件具備絕對(duì)可靠的、永久性的防護(hù)。其三、在保證拉橋組裝件可靠、耐久的前提下，力爭(zhēng)施工方便，造價(jià)低廉。茲按拉索技術(shù)的發(fā)展階段分述于下：1.鋼絲繩早期的斜拉橋曾采用鋼絲繩做斜拉索，兩端用鉛鋅合金的熱鑄錨具。鋼絲繩彈性模量小，且熱鑄錨具的疲勞性能較差，合金熔液溫度達(dá)400以上，使錨具附近的鋼絲退火，整條索的強(qiáng)度不能充分利用，所以后期的斜拉橋已很少采用。我國(guó)僅1975年建成的四川云陽(yáng)湯溪河橋(35m76m35m)使

33、用過(guò)鋼絲繩作為斜拉索，外面涂漆防護(hù)。但是作為人行橋或管道橋的斜拉索還是可以使用鋼絲繩。2.粗鋼筋冷拉粗鋼筋或熱處理鋼筋作為斜拉索材料原則上也是可以的。它具有較高的彈性模量和稍低于高強(qiáng)鋼絲的強(qiáng)度；表面積較小，所以防銹較易解決；張拉也很方便，可以單根張拉，也可以組成強(qiáng)大的拉索一次張拉。較小直徑的粗鋼筋可以使用鐓頭錨具；而直徑較大的粗鋼筋則可使用軋絲錨具，或直接將高強(qiáng)粗鋼筋加工成精軋螺紋鋼，并配上相應(yīng)的螺帽作為錨頭。小直徑粗鋼筋的供貨形式通常是盤圓，使用時(shí)只需在工地調(diào)直與鐓頭；當(dāng)直徑較大時(shí)，則必須用連接套筒來(lái)接長(zhǎng)。國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的大直徑粗鋼筋長(zhǎng)度有限，需用套筒很多，以致未能廣泛采用。我國(guó)1975年建成的上

34、海新五橋，斜拉索采用12圓鋼筋，鐓頭錨，預(yù)制鋼絲網(wǎng)水泥砂漿索套，套內(nèi)填以水泥砂漿，不久索套開裂，防銹能力降低。1988年建成的美國(guó)達(dá)姆斯娜(DamesP0int)橋采用32精軋螺紋鋼筋做索材，用套筒接長(zhǎng)，逐根穿在鋼套管中，配以相應(yīng)錨具，管中注入水泥漿。但限于當(dāng)前的鋼鐵工藝，粗鋼筋強(qiáng)度僅達(dá)到高強(qiáng)鋼絲的50左右，故此種斜拉索材料用且多，成本較高。3.平行鋼絲索(PWS)通常采用的高強(qiáng)鋼絲直徑為5mm或7mm。這種鋼絲的優(yōu)點(diǎn)是強(qiáng)度高(15701860MPa)，彈性模量高(2.0×105MPa)，可以做成較長(zhǎng)的索而無(wú)需中間接頭，噸位可大可小，配用冷鑄錨可以有較好的耐疲勞性能；缺點(diǎn)是對(duì)防銹的要

35、求較高。我國(guó)近20年來(lái)制作平行鋼絲束的工藝不斷改進(jìn)、發(fā)展，在斜拉橋中較廣泛采用。70年代末我國(guó)首批超過(guò)200m跨度的上海泖港橋(1982年建成，中孔200m)和濟(jì)南黃河橋(1982年建成，中孔220m)都采用了平行鋼絲索。前者用45mm鋼絲機(jī)械除銹后，外涂快干的氯化橡膠防銹漆；組索時(shí)，鋼絲間隙填滿防銹油脂。拉索張拉后，高空纏包環(huán)氧樹脂玻璃鋼。后者采用鍍鋅45mm高強(qiáng)鋼絲，拉索張拉后，外部安裝鋼管并注入水泥漿，兩年后，鋼管換成鍍鋅鐵皮管。二者均用冷鑄錨具。80年代后期建成的廣東西樵大橋(1981年，125m110m)、天津永和橋(1987年，中孔260m)、上海恒豐路橋(1987年，76.65m

36、22.8m)和廣東海印橋(1988年，中孔175m)都采用帶PE套管的平行鋼絲索，管內(nèi)壓注水泥漿。若使拉索全長(zhǎng)所有空隙都能充滿水泥漿，并與PE管內(nèi)壁粘著緊密，則此種拉索的防護(hù)效果是令人滿意的。但若水泥漿配合比控制不嚴(yán)，壓漿不慎，管頂漿體未滿，又長(zhǎng)期處在高應(yīng)力、高溫、潮濕狀態(tài)下，則無(wú)需幾年，鋼絲會(huì)逐漸銹蝕，直至斷裂，國(guó)內(nèi)已有此例。且這種鋼絲束以半成品運(yùn)至工地，在工地上的制作用有巨大的制索場(chǎng)和整套專用設(shè)備，難度較大。90年代初，我國(guó)結(jié)合冷鑄錨、電纜制造技術(shù)以及以往斜拉橋施工經(jīng)驗(yàn)研制成新一代的平行鋼絲索，即“成品索”。這種索的技術(shù)名稱為“擠包護(hù)層扭紋型拉索”，采用45mm或67mm低松弛鍍鋅高強(qiáng)鋼絲

37、作為索材，兩端用冷鑄錨具，定長(zhǎng)下料。索體由若干根高強(qiáng)度鋼絲并攏經(jīng)大節(jié)距扭絞，纏包高強(qiáng)復(fù)合帶，然后擠包單護(hù)層或雙護(hù)層而形成。單護(hù)層為黑色高密度聚乙烯，簡(jiǎn)稱PE；雙層內(nèi)為黑色高密度聚乙烯，外為聚氨脂，簡(jiǎn)稱PKPU。其工藝流程大致為：下料排絲扭織成束(左旋) 纏包高強(qiáng)復(fù)合帶(右旋) 擠塑護(hù)套精下料冷鑄錨制作超張拉上盤進(jìn)庫(kù)。這種索經(jīng)工廠化生產(chǎn)，質(zhì)量可靠.在運(yùn)輸方面比上述半成品平行鋼絲索方使得多，運(yùn)到工地后不再有工地制作要求，因此能愈來(lái)愈多地取代套管壓漿的平行鋼絲索。上海南浦大橋、楊浦大橋、徐浦大橋、武漢長(zhǎng)江二橋、重慶二橋、銅陵大橋等十來(lái)座大橋都采購(gòu)或自制這種“成品索”。它的缺點(diǎn)是PE護(hù)套硬度較低，在放

38、索及安裝過(guò)程中被刮壞劃破的事屢見不鮮，輕者12mm，重者可見鋼絲，故掛索后還需用小纜車校查、修補(bǔ)，若有遺漏，則是一大隱患。4.平行鋼絞線盡管工廠化生產(chǎn)的平行鋼絲熱擠PE索套防護(hù)的拉索，其可靠性、耐久性都得到了充分的保證，但隨著斜拉橋建造跨度和索力的不斷增大，掛索越來(lái)越長(zhǎng)PE重越來(lái)越大(如楊浦大橋的已長(zhǎng)達(dá)324m，重33t，錢江三橋則因索力已逾千噸，索重大增)，新的矛盾又相繼發(fā)生，如繞盤盤徑已超陸上運(yùn)輸允許的界限，拉鋼絞線拉索的成功使用，解決了上述困難。絞線拉索是幾乎與上述熱擠PE平行鋼絲拉索同時(shí)期開展研究的，是80年代拉索技術(shù)發(fā)展的另一途徑，其技術(shù)基礎(chǔ)是夾片群錨技術(shù)的完全成熟。拉索的基本技術(shù)描

39、述如下：鋼絞線逐根穿掛、逐根張拉，以?shī)A片固鎖，組合成束后再整體小行程張拉、調(diào)整索力，以螺帽錨固。夾片的錨固性能必須是優(yōu)良的，并能在上限為0.45倍絞線破斷力、應(yīng)力變化幅度200MPa條件下經(jīng)受200萬(wàn)次循環(huán)試驗(yàn)。為使拉索組裝件的抗疲勞性能得到更可靠的保證，在夾片群錨后端再連接一段適量長(zhǎng)度的鋼套管，張拉錨固后，在鋼旁管內(nèi)壓注砂漿或環(huán)氧砂漿，使錨具得到可靠防護(hù)，并借用砂漿與絞線的粘結(jié)力減輕夾片直接承受高幅度應(yīng)力變化的作用。出于對(duì)夾片錨固性能的絕對(duì)信任，近年來(lái)新建的斜拉橋也有在錨具后端接以較短的鋼套管，在其內(nèi)灌注石蠟的，石蠟只封閉絞線端頭剝除PE套部分，起防護(hù)作用，全部動(dòng)荷載仍直接由夾片承受，其施工

40、更為方便。拉索的防護(hù)有二個(gè)方案：其一是在單報(bào)絞線上逐根外包PE護(hù)套，然后掛線、張拉，成索后或再外包環(huán)氧織物，或不再外包都有成例。其二是PE管壓注水泥漿。采用防護(hù)方案1時(shí),絨線應(yīng)涂防銹該或其它防銹涂層，擠包PE可用小型擠塑機(jī)在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行，工藝簡(jiǎn)單。采用防護(hù)方案2時(shí)，增加了壓漿工序，但絞線內(nèi)涂層則不再需要，造價(jià)相差無(wú)幾。這種拉索的優(yōu)點(diǎn)，是拉索制作、穿索、牽引、張拉全過(guò)程均“化整為零”，取消了拉索工廠制造的全部繁雜工藝，避免了大型成品索的起重、運(yùn)輸、吊裝、穿掛、牽引方面的困難，無(wú)需大型施工設(shè)備，施工便捷，大幅度降低了拉索造價(jià)。由于優(yōu)點(diǎn)明顯，在歐美各大公司絞線群錨技術(shù)成熟以后，各國(guó)都競(jìng)相研究并付諸實(shí)施。

41、國(guó)際上著名的瑞士L0senger公司(VSL)、德國(guó)DyckerII0ff8LWindmann公司(DywNag體系)、法國(guó)Freyssin就公司(F，eyssin曰體系)等均已研制成功采用各種群錨夾片、各具特征的鋼絞線拉索體系，最大單索索力已超千噸，建成了許多著名的斜拉橋，如瑞士的利勃羅地橋(1978)、意大利第偏河橋(1979年)、沙特阿拉偏的摩拉橋(1983年)、日本穎明館橋(1984年)、西斑牙盧那橋(1984年)、美國(guó)的陽(yáng)光大道橋(1986年)、民賽橋(1988年)、筋國(guó)奧林匹克橋、比利時(shí)的勝德爾橋、邦納安橋、澳門的新澳函橋等。我國(guó)用這種拉索技術(shù)建成的斜拉橋已有三、四座。第一個(gè)采用這

42、種技術(shù)的是廣西柳江四橋，其主橋?yàn)?×125m，獨(dú)塔雙索面預(yù)應(yīng)力砼斜拉橋，寬32m，橋面為梁板結(jié)構(gòu)。26對(duì)拉索呈扇形布置，全橋拉索共104根，用我國(guó)自行研制的0VM200型平行鋼鉸纜索，每根拉索由1937根415mm.1860MPa低松弛鋼絞線構(gòu)成。采用單根穿索張拉錨固工藝，每根拉索擠包了兩層PE護(hù)套。索距長(zhǎng)442m，用掛籃懸澆，每一節(jié)段施工周期為九天，施工進(jìn)展順利。1997年建成的金華金委路斜拉橋，跨度100m125m35m，獨(dú)塔單索面，橋?qū)?4.7m。9對(duì)斜拉索呈豎琴式布置，全橋拉索共18根，每索用109根745鋼絞線。單根鋼絞線用50kN卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引安裝就位，用160kN手提便攜式

43、千斤頂張拉。109根鋼絞線先各自單根張拉到設(shè)計(jì)噸位的約80，錨固在一起，然后用4×2500kN千斤頂補(bǔ)拉到100。索與塔、梁連接結(jié)構(gòu)的功能是將斜拉索力可靠地傳遞給橋塔及主梁。其結(jié)構(gòu)形式根據(jù)斜拉索布置、根數(shù)、橋塔及主梁的結(jié)構(gòu)等情況確定。拉索在橋塔上的聯(lián)結(jié)有兩種方式，一是直接錨固，另一是通過(guò)塔頂索鞍而延伸到橋塔另一側(cè)主梁上錨固。兩種聯(lián)結(jié)方式的比較見表114。圖118表示一種典型的鞍座構(gòu)造。鞍座設(shè)在每一對(duì)索的連接處，為了阻止由于中孔和邊孔的索力不相等而產(chǎn)生的滑動(dòng)，使用螺栓對(duì)蓋在其上的壓板施加夾緊力，使索在鞍座上無(wú)法滑動(dòng)，達(dá)到錨固的目的。上海徐浦大橋斜拉索與塔的連接兼取以上兩種方式。徐浦大橋

44、的斜拉索共30對(duì)，雙索面，240根。下面的10對(duì)是直接錨在砼橋塔上，為此，塔壁需有相當(dāng)大的厚度(100cm)，且需設(shè)置橫向預(yù)應(yīng)力。上面的20對(duì)是錨固在鞍座上而不是連續(xù)通過(guò)鞍座。這種聯(lián)結(jié)方式兼有直接錨固和通過(guò)鞍座的優(yōu)點(diǎn)：索塔主要承受壓力，塔壁不受側(cè)向力；中孔與邊孔的索分別架設(shè)，分別張拉，便于保養(yǎng)、檢查及更換。拉索的鋼梁上的錨固大多數(shù)是通過(guò)錨箱來(lái)實(shí)現(xiàn)。圖119表示拉索錨固在鋼桁梁上弦桿的錨箱構(gòu)造。在箱形截面上弦桿腹板之間設(shè)置一對(duì)錨梁，錨梁下部有支承板，錨頭即頂在支承板上。由于箱形截面上弦桿內(nèi)工作面狹窄，這種構(gòu)造的斜拉索張拉一般都在塔內(nèi)。加拿大安納西斯橋主梁是鋼與鋼筋砼板的結(jié)合梁，拉索聯(lián)結(jié)在鋼梁的上

45、冀緣，如圖1110所示。這種構(gòu)造容易使鋼筋砼板產(chǎn)生裂經(jīng)，上海南浦大橋有鑒于此，也改用錨箱聯(lián)結(jié)。拉索在砼梁上的錨固可以通過(guò)預(yù)埋套管穿過(guò)梁身錨于梁底或特制的錨塊上，也可以通過(guò)套筒錨借錨固螺栓錨在箱梁內(nèi)部，如圖1111所示。錨固螺栓則借助于橫向錨梁及墊板預(yù)設(shè)在箱梁內(nèi).液壓千斤頂通過(guò)托座頂在拉索套筒錨上，張拉到位后旋緊螺母，將拉力傳給錨固螺栓。斜拉索安裝大致分為兩步業(yè)和張拉作業(yè)。斜拉索的引架作業(yè)是將斜拉索引架到橋塔錨固點(diǎn)和主梁錨固點(diǎn)之間的位置上，其作業(yè)方法一般有如下四種：1.在工作索道上引架。此法是先在斜拉索的位置下安裝一條工作索道，斜拉索沿著工作索道引架就位。國(guó)外早期的斜拉橋較多采用此法，如1959

46、年建成的前聯(lián)邦德國(guó)科隆塞弗林橋，1962年建成的委內(nèi)端拉馬拉開波湖橋，1969年建成的前聯(lián)邦德國(guó)來(lái)圖河上克尼橋等。時(shí)至今日，這個(gè)方法已很少采用。2.由臨時(shí)鋼索及滑輪吊索引架。此法是在待引架的斜拉索之上先安裝一根臨時(shí)鋼索，稱為導(dǎo)向索，斜拉索拉在沿導(dǎo)向索滑動(dòng)并與牽引索相連接的滑動(dòng)吊鉤上，用絞車引架就位，如1978年建成的美國(guó)帕斯科一肯尼威克橋就是采用這個(gè)方法。3.利用吊裝天線引梁例如我國(guó)1981年建成的廣西紅水河鐵路斜拉橋就是采用這種方法。如圖1112所示，主索是22mm的鋼絲繩，用13mm鋼絲繩做拉索，通過(guò)單門滑車和吊環(huán)與主索系在一起，每個(gè)單門滑車上穿人一根19mm的白棕繩，白棕繩的作用是捆綁并

47、提升斜拉索。全橋共設(shè)兩旁天線，位于主梁兩側(cè)，大致與斜拉索中心線在同一豎直平面。4.利用卷?yè)P(yáng)機(jī)或吊機(jī)直接引架。這個(gè)方法最為簡(jiǎn)捷，也特別適合于密索體系懸臂施工，前面提到的斯特姆松特橋就是用橋上吊機(jī)引架斜拉索。當(dāng)索塔很高時(shí)，吊機(jī)沒(méi)有那么高，則可以在澆筑橋塔時(shí)，先在塔頂預(yù)埋扣件，掛上滑輪組，利用橋面上的卷?yè)P(yáng)機(jī)和牽引繩通過(guò)轉(zhuǎn)向滑輪和塔頂滑輪將斜拉索起吊，一端塞進(jìn)箱梁，一端塞進(jìn)橋塔。此法在吊裝過(guò)程中可能損傷索外防護(hù)材料，但只要小心施工，這個(gè)問(wèn)題不難克服。我國(guó)80年代以后建造的斜拉橋大都采用這個(gè)方法。1997年建成的徐浦大橋斜拉索為雙護(hù)層的“成品索”，出廠前纏繞在特制的索盤上，水運(yùn)至工地后，由地面水平和垂直

48、運(yùn)輸設(shè)備將其運(yùn)到橋面，再由橋面吊機(jī)將索盤擱在特制的放索架上。施工時(shí)由安裝在橋面上的80一200kN卷?yè)P(yáng)機(jī)通過(guò)塔頂上家具及滑輪組將斜拉索緩緩抽出，然后用橋面吊機(jī)將錨固端錨具在鋼主梁中安裝就位。此時(shí)，塔頂上的滑輪組繼續(xù)牽引斜拉索，當(dāng)張拉端錨頭(錨頭前端還裝有“探桿”)接近塔柱上的索孔時(shí)，將其和張拉千斤頂上伸出的鋼絞線連接，開動(dòng)塔內(nèi)張拉力6000kN千斤頂將索牽引至所需位置；套上固定螺栓。如此安裝就位后即可按施工控制要求張拉。5.單根鋼絞線安裝1995年建成的澳大利亞悉尼格萊貝島橋跨度140m345m140m，按照弗雷西奈專利的預(yù)應(yīng)力法即所謂“等拉力法”，用輕型的張拉設(shè)備每次提升一根鋼絞線(75)，

49、其承載力225kN。一根斜拉索中有2574根這樣的鋼絞線，這樣一根根地提升、張拉、錨固，直至一根斜拉索中的全部鋼絞線安裝完成。前面(本節(jié)第一段之4款)介紹的“平行鋼絞線”就適用于這種安裝方法。斜拉索的張拉作業(yè)大致有以下三種1用千斤頂將塔頂鞍座頂起。每一對(duì)索都支承在各自的鞍座上，鞍座先就位在低于其最終的位置，當(dāng)斜拉索引架就位后，將鞍座頂?shù)狡漕A(yù)定的高程，使斜拉索張拉達(dá)到其承載力。前面提到的前聯(lián)邦德國(guó)萊圖河上的克尼橋和麥克薩來(lái)圖河橋都是采用這個(gè)方法。2.在支架上將主梁前端向上頂起。斜拉索引架時(shí)處于不受力狀態(tài)，比受力狀態(tài)時(shí)要短，為此，于主梁與斜拉索的連接點(diǎn)上將梁頂起。例如前面提到的塞弗林橋一對(duì)索的連接

50、點(diǎn)要頂起40cm。斜拉索引架完成后放下千斤頂使斜拉索受力。3.千斤頂直接張拉。這是最常用也是最方便的方法，下面在第五節(jié)實(shí)例中將對(duì)此有較詳細(xì)的敘述。第四節(jié) 斜拉橋施工控制斜拉橋采用斜拉索來(lái)支承主梁，使主梁變成多跨支承連續(xù)梁，從而在大跨徑情況下可以大大降低主梁的高度。這一特點(diǎn)使斜拉橋成為大跨徑橋梁中最有競(jìng)爭(zhēng)能力的橋型。由于主梁纖細(xì)又是靠斜拉索支承著，顯然索力的大小和索的變形將給整個(gè)結(jié)構(gòu)的狀態(tài)帶來(lái)很大影響。而且任一索力的改變對(duì)全橋都有影響，具有牽一發(fā)而動(dòng)全身之狀。因此，必須很好地控制索力使梁塔處于最優(yōu)的受力狀態(tài)，并利用斜拉索的預(yù)拉力來(lái)調(diào)整主梁標(biāo)高以符合設(shè)計(jì)要求。但是通過(guò)施工如何達(dá)到這個(gè)理想狀態(tài)尚有許

51、多工程技術(shù)問(wèn)題需要解決。施工控制就是一個(gè)關(guān)鍵。必須根據(jù)設(shè)計(jì)與施工相結(jié)合，工程與控制相結(jié)合的現(xiàn)代系統(tǒng)工程學(xué)的觀點(diǎn)來(lái)完善這一課題?，F(xiàn)就其中主要問(wèn)題作扼要介紹。一、誤差特性與索力調(diào)整在實(shí)際橋梁施工中，結(jié)構(gòu)產(chǎn)生偏離目標(biāo)值的原因所涉及的范圍極其廣泛，諸如，結(jié)構(gòu)分析時(shí)模型誤差，設(shè)計(jì)參數(shù)如彈模，截面特性，構(gòu)件自重等取值與實(shí)際不符。此外還有構(gòu)件制作誤差，架設(shè)定位誤差以及索力張拉誤差，變位和索力計(jì)測(cè)誤差等等。作為索力調(diào)整的主要誤差對(duì)象應(yīng)該是所謂“固定誤差”，即發(fā)生了的誤差作為結(jié)構(gòu)特征值以后不再變化的，如尺寸、自重、剛性等誤差。誤差的性質(zhì)與索力調(diào)整有著密切的關(guān)系，例如：構(gòu)件自重誤差：這是最常見的誤差，Pc橋梁中由

52、于模板剛度不足，常使構(gòu)件自重增大，如天津永和橋自重誤差達(dá)5以上，因此當(dāng)施工中著重于控制索力，采用一次張拉法時(shí)，梁軸線位置偏差隨著懸臂拼裝伸長(zhǎng)將愈來(lái)愈大。為了保證梁軸線位置和改善內(nèi)力狀況，這時(shí)只有控制軸線位置調(diào)整索力才是比較有效的辦法。索的剛性誤差：在同樣引伸情況下索之剛性誤差引起索力誤差，因此施工中只有控制索力，也就是把索力作為施工管理目標(biāo)時(shí)才能有效地消除這一誤差的影響。梁的制作誤差：如發(fā)生主梁預(yù)拱度或局部形狀誤差.這類誤差在以索力為管理項(xiàng)目的施工中，由于線形不受限制，所以制作誤差將原祥地保留在結(jié)構(gòu)中，結(jié)構(gòu)內(nèi)力不受影響。相反，采用軸線位置為管理項(xiàng)目的施工控制中，為了保證理想的線形特使索力發(fā)生偏

53、差，甚至大大地?cái)_動(dòng)了結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布狀況。以上說(shuō)明索力調(diào)整原則與誤差性質(zhì)的關(guān)系。誤差分布狀況與索力調(diào)整也有關(guān)系。誤差分布沿橋縱向出現(xiàn)同號(hào)增加或減少的誤差稱之謂大范圍誤差。相反，出現(xiàn)正負(fù)交替分布的誤差稱之謂小范圍誤差。顯然，小范圍誤差類似于均值為零的自噪聲干擾，可以歸人偶然誤差來(lái)一齊考慮。小范圍誤差對(duì)于索力和軸線位置影響并不顯著，圖為通過(guò)主梁剛度將使小范圍誤差影內(nèi)平均化。如構(gòu)件自重誤差或主梁剛性誤差出現(xiàn)正負(fù)交替分布時(shí)，以軸線位置來(lái)控制施工時(shí)產(chǎn)生索力編差將很小，因此，大范圍的誤差才是索力調(diào)整的主要對(duì)象。從以上分析可見，控制索力或控制軸線各適用于不同的誤差場(chǎng)合。但施工中要對(duì)于所有這些誤差都進(jìn)行正確的區(qū)別

54、和定量分析，事實(shí)上近于不可能。國(guó)內(nèi)外工程實(shí)踐表明，恰當(dāng)?shù)剡x擇施工管理項(xiàng)目，通過(guò)索力調(diào)整有可能使斜拉橋在應(yīng)力與形狀兩方面都得到改善。二、索力調(diào)整的方法斜拉橋的恒載索力大多數(shù)是根據(jù)剛鉸支承連續(xù)梁的原則確定，然后通過(guò)倒退分析逐步計(jì)算出各施工階段的索力及相應(yīng)撓度。但理論計(jì)算與實(shí)際施工是存在差別的，因此在施工中就必然會(huì)發(fā)生撓度和索力偏差值。對(duì)于偏差的處理和索力的調(diào)整，有以下幾種方法：1.一次張拉到設(shè)計(jì)索力在施工過(guò)程中每一根索都是一次張拉到設(shè)計(jì)索力，對(duì)于施工中出現(xiàn)的梁端撓度和塔頂?shù)乃轿灰撇挥盟髁φ{(diào)整，任其自由發(fā)展，或保持索力為設(shè)計(jì)值條件下通過(guò)下一塊件接續(xù)轉(zhuǎn)角進(jìn)行調(diào)整，直至跨中合攏時(shí)撓度的偏差采用施加外力

55、(如壓重)的方法強(qiáng)迫合攏。一次張拉法簡(jiǎn)單易行，應(yīng)用很廣，但對(duì)構(gòu)件的制作要求較高。如蚌埠淮河橋就是用一次張拉法施工的。一次張拉法對(duì)已完成主梁標(biāo)高和索力不予再調(diào)整。結(jié)果，主梁線形不好，索力也不符合剛性支承連續(xù)梁計(jì)算結(jié)果，跨中強(qiáng)迫合攏更是進(jìn)一步擾亂了內(nèi)力狀況。2.多次張拉法在整個(gè)施工過(guò)程中對(duì)拉索進(jìn)行分期分批張拉，其目的是使施工各階段的索力較為合理，竣工后索力也基本達(dá)到期望值。三臺(tái)涪江橋采用多次張拉法，天津永和橋的自動(dòng)調(diào)索法也屬于多次張拉法。上海南浦、楊浦、徐浦大橋都是由設(shè)計(jì)單位逐次下達(dá)施工控制文件(施工單位稱之為設(shè)計(jì)指令)，施工單位按指令規(guī)定的張拉值張拉，一根索要重復(fù)張拉六、七次之多，通過(guò)索力補(bǔ)拉來(lái)

56、調(diào)整主梁的抽線位置。多次張效法成橋后的線形和內(nèi)力狀態(tài)優(yōu)于一次張拉法，但施工比較復(fù)雜。3.卡爾曼濾波法卡爾曼濾波法類似一次張拉法，但各階段索的張拉力不是原來(lái)的設(shè)計(jì)索力，而是根據(jù)變位的實(shí)測(cè)數(shù)值經(jīng)過(guò)濾波和反饋控制計(jì)算后給出索力的修正值。它把梁的撓度看作隨機(jī)狀態(tài)矢量，索力Lr作為外加控制矢量，通過(guò)適當(dāng)?shù)剡x算索力以控制最后梁端或塔頂位置達(dá)到某一指定值，因此它對(duì)位置的控制是絕對(duì)的，對(duì)于索力的控制則是在滿足設(shè)計(jì)位置的基礎(chǔ)上，以結(jié)構(gòu)內(nèi)能為最小條件下的最憂。由此可見以往的施工控制方法，是單單從控制索力或單單從控制軸線位置來(lái)制定的。由上節(jié)所述的誤差特性與索力調(diào)整關(guān)系可知，單方面的控制往往會(huì)顧此失彼不能獲得理想的結(jié)果。4.以最小二乘法確定索力調(diào)整的原則設(shè)可調(diào)整的索數(shù)為N，施工管理項(xiàng)目數(shù)為M，施工管理項(xiàng)目可以包括索力、梁的撓度、塔的位移或構(gòu)件截面應(yīng)力等，并允許MN。設(shè)及為索力調(diào)整后管理項(xiàng)目的殘余誤差列向量RR1，R2，RnT，目標(biāo)函數(shù)可表示為：圖為殘余誤差R是索力Nj的線性函數(shù)，使上式為最小的索力為由式(2)得到N元聯(lián)立方程，解方程很容易求出Ni值。最小二乘法在控制管理項(xiàng)目中能我們所關(guān)心的控制內(nèi)容，因此，