本發明涉及橋梁建設技術領域，尤其涉及一種大跨徑自錨式懸索橋體系轉換方法。

背景技術：

目前，自錨式懸索橋體系轉換方法有頂升法、落梁法和吊索張拉法。

頂升法在多跨連續梁的基礎上，通過降低索鞍完成主纜和吊索的安裝，然后再頂推塔頂索鞍實現全橋體現轉換。該方法所需千斤頂噸位大，且頂推時需同步作業，施工及控制均較為復雜，目前僅有日本此花大橋采用該種方法完成全橋體系轉換。

落梁法是將加勁梁抬高到一定高度后進行主纜和吊索的安裝，最后通過逐步落架的方式實現體系轉換。該方法的關鍵是合理確定落架順序，確保結構安全的從臨時支撐轉換到永久支撐上，一般來講，卸架完成后還需對吊索進行張拉調整。此方法計算也較為復雜，施工控制難度較大，多適用于雙塔三跨自錨式懸索橋，其中湖南長沙三汊磯自錨式懸索橋就是采用落梁法施工的一個成功案例。

吊索張拉法通過張拉吊索逐漸將加勁梁的自重轉換到主纜上，實現全橋的體系轉換。該方法相對前兩種施工方法操作簡單，施工速度快，質量控制容易得到保證而被廣泛采用。目前已建成的佛山平勝大橋，萬新大橋，江山北關大橋均采用吊索張拉實現全橋體系轉換。

主跨徑達600m的自錨式懸索橋，主纜成橋狀態與空纜狀態最大垂直高差達5m之多，吊索張拉過程中結構幾何非線性特性突出，且吊索索力相互影響，若采用常見的以成橋線形為基礎進行吊索張拉，不僅接長桿用量大，需用張拉設備臺套數多，而且循環次數多，工期長，控制難度大。

因此，特別需要尋找一種更為有效的體系轉換方法，以解決上述技術問題。

技術實現要素：

本發明的主要目的在于提供一種大跨徑自錨式懸索橋體系轉換方法，旨在節省接長桿的用量與張拉設備臺套數，同時減少張拉循環次數。

為了達上述目的，本發明提出一種大跨徑自錨式懸索橋體系轉換方法，包括以下步驟：

建造懸索橋永久塔、邊墩、輔助墩、臨時支架以及臨時斜拉橋鋼塔；

以塔梁交接處為作業平臺，進行邊跨的施工直至邊跨合攏；

利用臨時斜拉橋鋼塔上掛索與扣索懸拼主梁，直至中跨合攏；

張拉斜拉索，將主梁線形提升至接近懸索橋拆除二期恒載的線形；

施工貓道和牽引系統，架設主纜；

張拉吊索直至所有吊索安裝完畢；

拆除斜拉索和臨時斜拉橋鋼塔；

加二期恒載，微調吊索索力。

優選地，在懸索橋永久塔塔頂上建造所述臨時斜拉橋鋼塔。

優選地，進行邊跨的施工時，采用頂推法施工。

優選地，所述以塔梁交接處為作業平臺，進行邊跨的施工直至邊跨合攏的步驟具體包括：

以塔梁交接處為作業平臺，架梁吊機吊起鋼箱梁，將相鄰兩鋼箱梁通過拼裝焊接，向邊跨逐節頂推，直至輔助墩安裝就位，在邊跨合攏后拆除臨時支架。

優選地，所述利用臨時斜拉橋鋼塔上掛索與扣索懸拼主梁，直至中跨合攏的步驟具體包括：

中跨主梁從塔邊開始，架梁吊機吊起鋼箱梁，將相鄰兩鋼箱梁拼裝焊接，利用臨時斜拉橋鋼塔掛索與扣索懸拼主梁，主梁線形按設計成橋線形控制，直至中跨合攏。

優選地，所述張拉斜拉索，將主梁線形提升至接近懸索橋拆除二期恒載的線形的步驟具體包括：

由遠端向近端依次對稱張拉斜拉索，將主梁線形提升至接近懸索橋拆除二期恒載的線形。

優選地，所述張拉吊索直至所有吊索安裝完畢的步驟具體包括：

中跨從塔邊開始張拉吊索，每次一根，順序向跨中推進，直到中跨吊索不能一次張拉到位為止；

邊跨從塔側開始，中跨從最后安裝就位的吊索下一根開始，對稱張拉吊索，依次向前推進，直至吊索安裝完畢。

優選地，拆除斜拉索時，從中跨開始向塔邊順次拆除斜拉索。

優選地，拆除斜拉索時，從塔頂向下逐根拆除斜拉索。

本實施例提出的大跨徑自錨式懸索橋體系轉換方法，利用了斜拉索索力可調的特性，將主梁線形提升，以此為基礎進行吊索張拉的方法，使得吊索張拉過程中，不僅克服直接建成去二期恒載主梁線形方案中無應力狀態量與設計成橋的無應力狀態量之間存在較大差異的弊端，而且使接長桿用量、張拉設備臺套數、張拉至安裝就位循環次數大為減少，既節省施工成本，同時也易于操作，保證施工橋梁達到設計成橋狀態，較好地解決大跨度自錨式懸索橋的體系轉換難題，為類似橋梁工程的建設提供一種有效途徑。

附圖說明

圖1為本大跨徑自錨式懸索橋體系轉換方法用于懸索橋時在完成步驟s10后的結構示意圖；

圖2為本大跨徑自錨式懸索橋體系轉換方法用于懸索橋時在完成步驟s20后的結構示意圖；

圖3為本大跨徑自錨式懸索橋體系轉換方法用于懸索橋時在完成步驟s30后的結構示意圖；

圖4為本大跨徑自錨式懸索橋體系轉換方法用于懸索橋時在完成步驟s40后的結構示意圖；

圖5為本大跨徑自錨式懸索橋體系轉換方法用于懸索橋時在完成步驟s50后的結構示意圖；

圖6為本大跨徑自錨式懸索橋體系轉換方法用于懸索橋時在完成步驟s60后的結構示意圖；

圖7為本大跨徑自錨式懸索橋體系轉換方法用于懸索橋時在完成步驟s70后的結構示意圖；

圖8為本大跨徑自錨式懸索橋體系轉換方法用于懸索橋時在完成步驟s80后的結構示意圖。

圖中：1-臨時支架，2-臨時斜拉橋鋼塔，3-頂推器，4-頂推支架，5-主纜，6-鋼箱梁主梁，7-錨跨砼箱梁。

本發明目的的實現、功能特點及優點將結合實施例，參照附圖做進一步說明。

具體實施方式

應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。

參照圖1至圖8，本優選實施例中，一種大跨徑自錨式懸索橋體系轉換方法，包括以下步驟：

步驟s10，建造懸索橋永久塔、邊墩、輔助墩、臨時支架以及臨時斜拉橋鋼塔；

步驟s20，以塔梁交接處為作業平臺，進行邊跨的施工直至邊跨合攏；

步驟s30，利用臨時斜拉橋鋼塔上掛索與扣索懸拼主梁，直至中跨合攏；

步驟s40，張拉斜拉索，將主梁線形提升至接近懸索橋拆除二期恒載的線形；

步驟s50，施工貓道和牽引系統，架設主纜；

步驟s60，張拉吊索直至所有吊索安裝完畢；

步驟s70，拆除斜拉索和臨時斜拉橋鋼塔；

步驟s80，加二期恒載，微調吊索索力。

進一步地，在懸索橋永久塔塔頂上建造所述臨時斜拉橋鋼塔，從而節省另建臨時支撐結構的成本與工作場所。

進一步地，進行邊跨的施工時，采用頂推法施工，這樣主梁完全由水上運輸、起吊，不受陸路運輸條件的限制。

步驟s20具體包括：以塔梁交接處為作業平臺，架梁吊機吊起鋼箱梁，將相鄰兩鋼箱梁通過拼裝焊接，向邊跨逐節頂推，直至輔助墩安裝就位，在邊跨合攏后拆除臨時支架。

步驟s30具體包括：中跨主梁從塔邊開始，架梁吊機吊起鋼箱梁，將相鄰兩鋼箱梁拼裝焊接，利用臨時斜拉橋鋼塔掛索與扣索懸拼主梁，主梁線形按設計成橋線形控制，直至中跨合攏。

步驟s40具體包括：由遠端向近端依次對稱張拉斜拉索，將主梁線形提升至接近懸索橋拆除二期恒載的線形。

本實施例中，由遠端向近端依次對稱張拉斜拉索是因為：由于斜拉橋架設完成時，千斤頂在臨時斜拉橋塔頂，由遠端向近端依次對稱張拉時不用來回搬運，節約大量時間；另外，主梁跨中敏感性強，主梁提升的位移容易控制。

步驟s60具體包括：中跨從塔邊開始張拉吊索，每次一根，順序向跨中推進，直到中跨吊索不能一次張拉到位為止；

邊跨從塔側開始，中跨從最后安裝就位的吊索下一根開始，對稱張拉吊索，依次向前推進，直至吊索安裝完畢。

步驟s70中，拆除斜拉索時，從中跨開始向塔邊順次拆除斜拉索。

步驟s70中，從塔頂向下逐根拆除斜拉索。從塔頂向下逐根拆除斜拉索，比從塔底向上逐根拆除斜拉索更能保證臨時斜拉橋鋼塔的安全。

步驟s40中，充分利用斜拉索索力可調的特性，提升橋梁中間線形，使吊索張拉安裝更為方便，同時也節省接長桿的長度與張拉設備數量

將本大跨徑自錨式懸索橋體系轉換方法用于某雙索面三跨鋼箱加筋梁自錨式懸索橋，橋梁基本參數如下：中跨600m，垂度60m,矢跨比1/10，邊跨210m，左塔標高h＝321.630m；中跨吊桿間距15×40，邊跨吊桿間距11×10+30m；單根主纜截面0.2578mm²，彈性模量2.00×10⁵mpa,加筋梁截面2.6918mm²，彈性模量2.06×10⁵mpa；索塔為混凝土箱形變截面。

按大跨徑自錨式懸索橋體系轉換方法與常規直接張拉吊索的方法的參數對比如下表所示。

通過上述計算比較，結果表明使用本發明的轉換方法，可以較大節約千斤頂臺數和張拉次數，較大減少接長桿的長度，張拉完成后滿足懸索橋成橋要求。

本實施例提出的大跨徑自錨式懸索橋體系轉換方法，利用了斜拉索索力可調的特性，將主梁線形提升，以此為基礎進行吊索張拉的方法，使得吊索張拉過程中，不僅克服直接建成去二期恒載主梁線形方案中無應力狀態量與設計成橋的無應力狀態量之間存在較大差異的弊端，而且使接長桿用量、張拉設備臺套數、張拉至安裝就位循環次數大為減少，既節省施工成本，同時也易于操作，保證施工橋梁達到設計成橋狀態，較好地解決大跨度自錨式懸索橋的體系轉換難題，為類似橋梁工程的建設提供一種有效途徑。

以上僅為本發明的優選實施例，并非因此限制本發明的專利范圍，凡是利用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本發明的專利保護范圍內。