悬索桥混凝土加劲箱梁架设工法
一、前言
科学技术的飞速发展，促使桥梁事业也在不断创新。在当今跨越江河湖海的大跨径桥梁中，采用悬索桥的桥式方案是20世纪90年代桥梁建设的新趋势。
悬索桥是将两端锚固的主缆用两主塔柱支撑起来，在主缆上用多根吊索悬吊桥面系形成半悬浮体系的桥梁结构型式。针对强台风大地震的建桥环境，选用混凝土加劲箱梁的结构型式，能很好地适应大跨度预应力加劲梁特有的施工工序要求和后期变形不易控制的特点，并有效地解决了抗风要求(结构重而刚)与抗震要求(结构轻而柔)的矛盾。
悬索桥的施工包括四大部分，即修建主塔、锚碇施工、主缆架设和加劲梁架设。本工法叙述加劲梁的架设施工，是在总结汕头海湾大桥加劲箱梁架设施工技术的基础上形成的。
二、工法特点
1．钢筋混凝土箱梁现场制造，灵活性大，可根据场地情况布置预制安装方案，架梁方法简便，机械设备投入少。
2．修建基础和架梁不占用航道，尤其是通航净空小，航运繁忙的航道可以照常航行。
3．在架设中，垂直起吊定位准确，吊索与梁段的连接简单，从而减少了梁体在架设过程中的不利受力，保证质量，方便施工，减少高空作业。
三、适用范围
本工法适用于悬索桥的混凝土加劲梁架设施工，尤其是架设分段数量多、单段重量大的加劲梁。
四、施工工艺
1．工艺原理。将用悬索桥2条主缆作为吊机走道，先将吊索的索夹安装固定在主缆的准确位置上，通过特制的骑行在主缆上的缆载吊机，在索夹位置垂直起吊梁段，再将锚栓与吊索相连接，完成混凝土加劲梁架设。
主缆架设后可方便地通过调整吊索锚板顶面至锚栓孔顶盖板的高度使桥面达到设计线型的要求。
2．工艺流程。该工法工艺流程见图1。
图1 工艺流程图
3．操作要点。
(1)梁段预拼。混凝土加劲箱梁在分段制造时，各部位尺寸和预埋件很难控制得十分准确，在正式安装之前，应在预制场逐段预拼装，调整各部位连接尺寸并配制连接件，还要准确测量吊索控制面高程，做出标记，量出与设计值的差值，作为安装吊索的依据。
(2)拼装缆载吊机并试吊。架设悬索桥的加劲梁，大都是用以主缆为支承点的缆
载吊机进行的。在单跨悬索桥中，用2台缆载吊机从跨中分别向两主塔对称架设。在带有边跨的三跨悬索桥中，则用4台缆载吊机，主跨2台，两边跨各1台，分别从两主塔向跨中和边墩对称架设。
根据不同的桥跨型式、起重量和架设方案，在架梁起始点分别拼装缆载吊机。正式使用前要进行试吊。
(3)吊挂猫道。随着梁段的逐段架设，主缆自由悬挂状态线型将变成近似折线型，原架设的施工猫道不再与主缆线型相吻合，此时必须将猫道吊挂在主缆上。
(4)安装索夹。索夹是悬索桥吊挂加劲梁的支承结构。索夹的安装位置必须在气温稳定的夜间按设计要求测量准确，做出明显标记。
索夹安装允许误差：纵向位置±10mm，横向扭转≤6mm。
索夹螺栓的紧固采用穿心千斤顶按设计拉力张拉拧紧，各螺栓受力应均匀，并分阶段检查紧固情况。确保每个螺栓拉力在任何情况下不得小于设计拉力的80％。
(5)安装吊索。吊索安装前应在设计拉力下检测其长度误差，以便架梁时调整梁面高度。吊索和索夹的安装，均可利用通过塔顶支架设置的10kN缆索吊机进行。
(6)加劲箱梁纵移横移，下海和浮运定位。
①在预制厂经过预拼并检查合格的加劲梁经签证手续后，按架设顺序，经过纵移横移，将梁片运至下海码头。
在下海码头，用桁架式纵向移动小车将梁段吊起，再称重量后，将梁段向海侧移动，放置于在桁式吊机下面的铁驳上，见图2。
图2 预制的加劲梁下海
②主跨梁每段架设定位，是在主跨两侧的架梁位置各设置1艘定位船，每艘定位船的上下游各抛置八字形布置的主尾锚，近塔侧与主塔承台设1拉缆，浮运定位前，要封航、绞锚、放拉缆，将定位船定位。
浮运梁段的驳船，拖靠到定位船后，放松固定在主塔的缆，将起重机上的滑车组移至驳船上梁段的位置，稍调整定位船并锁定。起吊梁段之后，将定位船用拉缆绞向主塔侧，靠上承台(见图3)。
图3 加劲梁海上运输
按照梁段架设进程，分阶段起锚抛锚及改变锚碇位置来控制定位船与梁段的位置，浮运定位时，应逆水帮拖。在流速小于2m / s，可不用定位船，直接顶拖浮运定位架设。
浮运定位时，浮运梁驳船对位偏差应≤2.0m。
(7)主跨架设。
①主跨一般水较深，需用驳船和拖轮浮运定位架设，应按设计要求从主跨中向两边架设(一跨桥式)或从两主塔处向跨中对称架设(三跨桥式)，见图4。
图4 加劲梁架设
②为确保悬索桥主缆在架缆和架梁过程中的平衡，其主塔鞍座应向塔岸侧预偏一定距离，在架梁过程中分阶段纵向顶移到永久设计位置上。鞍座的顶移是用卧式千斤顶和反力架进行的(图5)。当纵移到
设计位置并锁定之后，其后的梁段架设才走向正常。
图5 主塔鞍座向主跨顶移
③浮运定位的加劲梁与缆载吊机的动滑车组连接后，开始稍起动，并放松不对位方向的缆绳，借助起吊带动驳船水平移动，达到吊点上下滑车组垂直后正式起吊升空(图6)。起吊速度一般在1.5～2.0m / min，起吊应平稳同步，严格控制各吊点高差。起吊到位的梁段，还应多提高100～150mm，将锚头防腐处理好安放在吊索锚孔内，检查吊索方向线，在确认没有扭转后方将梁段下落。
图6 加劲梁架设示意图
④缆载吊机每吊装一段梁后，解除吊机的锚固，向前牵引至下一索夹位置，锚固，进行下一节段梁
的架设准备。
(8)梁面线型调整。全桥加劲梁段全部架设完之后，进行梁段顶面线型测量，测出每段梁上下游两端预拼基准面标记点的标高。以此绘出上下游高程曲线图，检查梁面上下游高差及全桥线型情况，计算出各梁段需要调整的数值。根据计算确定梁面线型的调高值或降低值，一旦开始调整就不宜变更。
梁面线型调整应设计一个顶架，用穿心千斤顶将待调梁段拉起后改换垫板或调整锚栓的螺帽，达到梁面升高或下落的要求。
每片梁段调整时与计算值的允许误差为±3mm(在每片梁的预拼基准点测量)。
(9)灌注湿接缝混凝土。在梁面线型调整、梁面压重和梁段间连接固定之后吊挂模板，用微膨胀混凝土灌注湿接缝。
纵向预应力束在湿接缝混凝土灌注前穿入，接缝处用铁皮管成孔。体外束无粘结筋在接缝混凝土灌注后穿入。
(10)纵向预应力束张拉。当湿接缝混凝土强度达设计强度的80％以上时，进行纵向预应力束张拉。张拉时采用张拉吨位与伸长量双控，实际伸长量与设计计算值的允许误差为：有粘结力束±6％；无粘结力束
。超长束伸长量不能满足上述要求时须采用二次张拉法补拉。
五、机具设备
架设三跨式(边跨+主跨+边跨)悬索桥箱梁所需的机具设备见表1。
表1 机具设备
六、劳动组织(见表2)
表2 劳动组织
七、质量控制
1．加劲箱梁预拼的精度：单片梁调平误差3mm，相邻两片梁高差
3mm，预应力孔道偏差
5mm，纵向连接件误差
3mm。
2．索夹安装允许误差：纵向位置±10mm，横向位置6mm。
，梁中心间距误差
5mm
3．梁段线型调整过程中的大螺母调整值与预定值的误差≯5mm。
八、安全措施
1．制定详细的箱梁架设施工操作细则(包括箱梁的横移、纵移、下海、浮运、起吊架设等)，严格操作细则进行施工。
2．箱梁架设过程中，应加强航道维护，按港航部门的要求设置航标、信号。
3．箱梁架设施工系高空作业，应采取可靠的措施，制定安全操作细则并严格执行。
九、效益分析
1．采用混凝土箱梁的悬索桥可节约钢材，降低使用期间的维修费用。
2．架梁速度快，缩短施工工期，能尽早投入运营，及时创造经济效益。
十、工程实例
汕头海湾大桥为三跨简支跨海混凝土箱梁悬索桥，主跨452m，两边跨各154m，悬索桥总长760m。
加劲箱梁采用单箱三室预应力混凝土薄壁箱形结构，梁体结构截面的外观轮廓似橄榄形。中间点梁高2.2m，梁端高1.05m，梁体投影宽度24.72m，见图7。
图7 主梁横截面
主跨加劲混凝土箱梁73段，两边跨各24段，全桥共121段，加劲梁分别在南岸预制场和北岸边跨桥中线处预制，预制长度5.7m，重170t，用四台1800kN缆载吊机，从两主塔向跨中和边墩处对称架设，吊装架设之后与吊索连接，形成每6m一对吊索的半悬浮桥面体系，各节段间以0.3m混凝土湿接头相连接。
全桥共有118处0.3m厚的混凝土湿接缝；6处3m端横梁合拢段，主跨设有纵向预应力筋和体外束各135束。在现场制束穿束，用YCWl50穿心千斤顶张拉。
新闻来源：《土木建筑 - 国家级工法汇编》
