吊桥工程设计范文1
摘要：
悬索桥因跨越能力强、施工技术成熟、抗震性能好等优点成为修建山区大跨径桥梁时经常采用的桥型，但因山区地形环境复杂，地势陡峭险峻，限制了悬索桥的新建和推广。为实现大跨桥梁施工全过程的桥上作业，提高工程在恶劣地形条件下施工的安全性，云南省普立大桥采用新型的加劲梁旋转就位设备和方法，提高了工程施工的安全保障与可靠性，并有效的节省了工期。对普立大桥加劲梁吊装技术和设备及吊装程序等进行了详细的研究，为大跨径桥梁的施工提供参考。
关键词：
悬索桥；加劲梁；吊装；缆索吊机；旋转吊具
悬索桥因其跨越能力强、传力明确、造型优美，施工技术较为成熟，成为修建大跨径桥梁时的首选桥型。随着我国经济的快速发展，越来越多的高速公路和跨海连岛工程得以修建，在山谷深沟、急流江河、浪高海域和繁忙航道之上建造大跨径悬索桥的项目逐渐增多，但在上述工况下进行加劲梁吊装工作，成为悬索桥建设的一大瓶颈。为此，研究和设计方便可行、快速高效的加劲梁吊装设备和方法，对建设和发展悬索桥具有非常重要的意义。
1工程概况
普立大桥位于云南省宣威市，跨越普立大沟深切峡谷，桥梁全长1040m，主桥为628m单跨简支的钢箱加劲梁悬索桥，主缆边跨为166m，桥面全宽28．5m，桥面至普立大沟谷底最大深度为388m。两岸分别采用隧道式锚碇和重力式锚碇锚固，索塔为直塔柱门式框架结构，群桩基础。该项工程是普宣高速公路控制性工程之一。在综合考虑了节段拼装的技术难度、运输及场地存放及缆索吊承重和起吊能力等因素后，全桥钢箱梁共划分53个梁段，其中标准梁段51个，特殊梁段2个。标准梁段长度为12m，特殊梁段长6．6m，梁段最大节段重量约为146t。普立大桥钢箱加劲梁架设有以下的技术难点：
（1）桥梁跨越普立大沟，地形复杂，深切沟谷两侧谷坡地形陡峭，呈“V”形深谷。施工机械无法到达谷底，钢箱梁无法运至设计位置进行垂直起吊安装。
（2）桥址区最大风速25m／s，风向多为南风，频率29％，平均风速5．2m／s。钢箱梁吊装过程中，在遇到较大的风荷载时，对吊装质量和安全控制的要求较高，必须制定严格的控制措施应对。
（3）因桥址特殊，钢箱梁仅在桥位一侧进行加工和存放。钢箱梁吊装需要在缆索上进行长距离的水平移动，施工控制和管理难度要求较高。
2吊装方法比选
目前国内外已建或在建悬索桥项目，针对不同的加劲梁形式、场地条件、施工条件及吊装重量等因素，常用的加劲梁架设方法主要有缆索吊机架设法、跨缆吊机架设法、桥面吊机架设法和顶推架设法，其中后两种方法因技术复杂，施工难度大而较少采用［1－6］。
2．1跨缆吊机架设法
目前，大跨径钢箱梁悬索桥的加劲梁架设较多采用跨缆吊机架设法，如广东虎门大桥、润扬大桥、江阴大桥、西堠门大桥和丹麦大海带东桥等。跨缆吊机架设法是将标准梁段运至加劲梁设计位置正下方，利用主缆上的跨缆吊机垂直起吊进行梁段安装。跨缆吊机架设法的特点是吊装质量大，具有垂直起吊和沿顺桥向水平移动的能力，但顺桥向移动速度慢，移动距离有限。加劲梁节段通常为垂直吊装，适用于跨江河或梁段易于运至桥位下方的工况。
2．2缆索吊机架设法
缆索吊机架设法因其适用性较强，起吊能力大，沿顺桥向水平行走能力强、可进行加劲梁梁段的整体吊装、施工速度快等优点，近年来被广泛用于钢桁加劲梁悬索桥的加劲梁的施工架设，如角笼坝大桥、贵州北盘江大桥、重庆万州长江二桥和沪蓉西四渡河大桥等。采用缆索吊机架设法进行加劲梁的吊装，其架设方向一般为从跨中向两侧索塔对称吊装。
2．3吊装方法确定
根据普立大桥的桥址地势，结合普立大桥施工方法和钢箱梁存放场地的限制，总结出普立大桥钢箱梁吊装具有以下特点：①无法将梁段运至设计位置下方进行垂直吊装；②梁段吊装只能从桥位单侧位置进行全部梁段的吊装，为此，吊装设备需要具有很强的顺桥向行走和控制能力；③主塔为门式框架结构，其内侧净宽小于加劲梁宽，加劲梁需以垂直设计方向穿过主塔进行起吊，待吊运至设计位置后再进行水平旋转至设计方向。基于以上特点，本工程项目采用缆索吊机架设方法，在主塔处起吊时，采用平衡索配合起吊的荡移法，为解决加劲梁吊运至垂直位置进行旋转至设计方向的技术难题，特别设计了新型的旋转吊具。
3缆索吊机总体布置
本缆索吊机主要由绳索系统（承重索、起重索系统、牵引索系统及背索）、吊运系统、塔顶索鞍、锚碇预埋件等组成，如图1所示。缆索吊选用双塔三跨方案：普立岸边跨跨度为157．57m，高差80m，主索弦倾角26．917°；中跨跨度为628m，其中，宣威侧主索高程为1900．666m，普立侧主索高程为1890．481m，高差为10．185m，主索弦倾角0．929°；宣威岸边跨跨度为158．87m，高差80m，主索弦倾角26．811°。主索采用两组索布置，两组索中心间距9m；鞍座设置在主桥两岸塔柱顶部，后锚设置在两岸散索鞍支墩上；两组索以桥梁中心线对称布置。最大吊重按250t设计；最大吊重在跨中时垂跨比f／L＝1／14．5；单根主索最大索力约770kN。离索鞍15m范围内为天车盲区，天车需在距离主塔15m外移动。
3．1绳索系统
缆索吊机绳索系统包括承重主索、起重索系统、牵引索系统及背索。承重主索采用两组索方案，塔顶处两组索中心间距为9m，以桥梁中心线对称布置。每组主索分别锚固在对应侧的散索鞍支墩上，塔顶靠近桥梁中心线处主索为1＃索，依次向外侧编号，离桥梁中心线最远处为8＃索，1＃～8＃索在预埋件上从上到下锚固。每组承重主索上布置2组起重索，起重索一端锚固在预埋件上，绕过一个起重装置，另一端连接卷扬机，两岸分别布置两台起重卷扬机和2个锚固预埋件。每组主索上布置一组牵引索，牵引索布置成循环的形式，4台牵引卷扬机均布置在宣威岸。背索设置在塔顶索鞍上，两岸分别布置12根钢绞线，一个预埋件上锚固6根背索，单根背索预拉力设计值为67kN。绳索系统总体构造如图2所示。
3．2吊运系统
吊运系统由行走天车、上吊具、下吊具、扁担梁及旋转吊具组成，一组承重索上分别有两台天车相互连接协同作业。行走天车与上吊具组装为一体，上吊具与下吊具之间绕起重钢丝绳，扁担梁将4个下吊具连接，使其共同参与吊重，旋转吊具上部连接扁担梁，下部起吊主桥箱梁节段。
3．3塔顶索鞍
塔顶索鞍作为主塔顶部缆索吊机绳索系统的转向部件，并且承受缆索系统传递的较大的局部压力，应具备足够的强度。塔顶索鞍直接安装在主桥塔柱顶部，两组索鞍距桥梁中心线距离均为4．5m，主塔浇筑混凝土时在设计位置设置预埋件，用以对索鞍的安装定位。
3．4锚碇预埋件
两岸锚碇预埋件均设置于主桥散索鞍支墩上，预埋件采用Q235B钢，主索锚固预埋件设计拉力值为800kN，牵引索、起重索预埋件设计拉力值为200kN，背索预埋件与主索相同。连接件通过销轴连接预埋件及锚固轮，连接件材质Q235B钢，销轴材质45＃钢，锚固轮材质ZG45钢，钢丝绳锚固在锚固轮上。
4旋转吊具设计
普立大桥因其主塔内侧净距小于桥面宽度，并且钢箱梁需在桥面上吊运，考虑已安装梁段的吊杆影响，钢箱梁节段只能以垂直设计方向由运梁小车运至桥塔处进行吊装，待缆索吊机将钢箱梁节段吊运至设计位置处，再旋转至设计方向。普立大桥在施工中，首次采用缆索吊机旋转吊装方法，并为此设计加工了旋转吊具。旋转吊具主要由承载吊梁、箱形梁吊具、遥控式电机、旋转轴、万向铰等部件组成，如图3所示。承载吊梁由吊索和滑轮系统连接在承重索上，承载吊梁作为旋转吊具的主要承重结构，成为连接缆索系统和钢箱梁的关键，必须保证其安全可靠。承载吊梁分为主梁和辅梁，采用不同规格的H型钢，为保证钢梁的局部稳定性，在H型钢两翼缘板内设置竖向和横向加劲肋，在承担箱梁吊具处，应增大竖向加劲肋的数量，提高局部受压能力。箱梁吊具作为吊具动力系统的工作平台，采用型钢组合焊接而成并组装连接在承载吊梁之上。为节省材料和降低工作区高度，箱梁吊具采用变截面。电机为旋转吊具提供动力，通过齿轮与旋转轴齿轮连接，为方便操作，采用遥控式，提高工作效率和安全度。遥控电机可通过调节电极实现正反向转动。旋转轴采用销钉限位，可实现任意角度定向转动，减少人工校正钢箱梁安装角度，提高操作精度。图4为加劲梁吊装现场施工图。
5加劲梁吊装方案
5．1吊装准备
加劲梁吊装开始前，应当按设计要求架设承重轨索，将行走天车和上吊具吊装至承重轨索上，安装好牵引索和起重索，将下吊具通过起重索与上吊具连接，通过挂钩钢丝绳吊装扁担梁及旋转吊具，在引桥工作平台安装卷扬机和平衡索。缆索吊系统安装完成后，分别进行吊装荷载为25％设计荷载、50％设计荷载及100％设计荷载的静动力试吊，120％设计荷载的静力试吊，确保缆索吊机运行的安全性和可靠性。
5．2吊装程序
准备工作完成后，运梁小车将预制拼装好的加劲梁节段以垂直于设计方向运至桥塔外侧引桥处；将平衡索与扁担梁进行临时连接，启动平衡索卷扬机，将旋转吊具牵引至加劲梁节段上方，将旋转吊具下端吊绳按要求与加劲梁节段连接。制动起重索，配合制动平衡索，将加劲梁节段缓慢起吊并穿过桥塔至竖直位置。制动遥控式电机，带动齿轮轴进行水平转向，将加劲梁水平转向90°至设计方向后，通过制动起重索和牵引索，调整加劲梁节段至设计位置。待加劲梁节段与相邻节段临时连接后，解除旋转吊具与加劲梁的连接，本节段吊装完毕。重复上述操作，完成剩余加劲梁吊装工作。吊装流程见图5。普立大桥加劲梁吊装顺序为：首先将桥塔处27＃与27′＃加劲梁节段吊装至临时托架上，然后由跨中向两边对称吊装1＃～25＃和1′＃～25′＃加劲梁节段，最后吊装合龙段6＃节段。所有节段吊装完成后，测量、调整梁面线形至设计要求，对所有钢箱梁进行永久连接。
5．3吊装注意事项
（1）钢箱梁吊装前，猫道承重索全部改吊至主缆；同时，将猫道承重索两端锚固处留出足够的富余量，确保猫道与主缆的线形一致，避免发生主缆变形下沉而猫道由于锚固端的原因无法随之下沉，造成主缆压在猫道上的危险情况。
（2）梁段吊装就位后，与相邻梁段进行临时连接，利用销钉调平板件错边，并拧紧顶板临时连接对拉螺杆至设计缝宽后固定。吊装初期，各梁段临时连接为铰接状态，梁段上翼缘顶紧，下翼缘张口将逐渐减小。因此，在吊装阶段严禁拉近底板上的临时连接件使张口闭合，以免增大上翼缘的压力。
（3）加劲梁节段间临时联结采用临时连接匹配件，方法是吊装一段连一段，先将顶板D1、D2进行连接，底板先松连，待梁段缝隙闭合后再行连接其底板上的临时连接件。
6结束语
为加快施工进度和保证施工过程的安全可靠，普立大桥钢箱梁采用新型吊装方法和吊具，完成了在山区复杂地形条件下的大型桥梁结构的吊装。该吊装方法和设备具有以下优点：
（1）旋转吊具结构设计简单，加工制作技术要求低，投入成本较低。
（2）缆索吊机适应能力强，配合旋转吊具，完全实现桥上作业，可以适用于各种桥下作业不便的工况，例如山区深谷、通航河道等。
（3）加劲梁吊装方法操作步骤简便、可操作性强且使用效果好，适用于大跨径桥加劲梁的架设，并且施工难度低、安全可靠性高、经济实用。
（4）不需要将加劲梁运输到设计位置下方，通过吊机在桥端位置起吊沿桥梁纵向吊运至设计方向，吊装速度快、节省工期。
参考文献：
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吊桥工程设计范文2
关键词：山区桥梁；钢箱梁架设；施工方法；缆索吊机旋转架梁法
1 概述
普宣高速公路是国家高速公路网国道主干线杭瑞高速公路入滇的首段道路，普立特大桥是普宣高速公路控制性工程，桥跨布置为：4×40m+628m+3×40m+3×40m，主跨为628m简支加劲梁悬索桥，主梁采用流线型单箱单室扁平钢箱梁结构。主缆的横向间距为26m，矢跨比1/10，全桥共设51组吊索。桥面为双向四车道，纵坡为+1.65%。索塔为门式框架结构，群桩基础。悬索桥锚碇普立岸采用岩洞式隧道锚碇，宣威岸采用重力式锚碇；两岸边跨引桥上部结构均采用先简支后连续40m预应力混凝土T梁。
主桥钢箱梁节段划分考虑吊索受力情况、钢箱梁现场制造条件、吊装系统的起重能力等因素，全桥共53节段，每个节段长12m，宽28.5m，高3m，重量约为146t。节段安装从跨中开始逐步对称向边跨架设，成桥之前每个节段钢箱梁由2组吊索共同承重，吊装完成后，节段环焊缝焊接和栓接成桥。
2 项目特点
2.1 地形险要，地质复杂，施工场地狭窄。桥梁跨越普立大峡谷，深切沟谷两侧地形陡峭，呈“V”形峡谷，从谷底往上依次形成峡谷、低山、半山、高山等地貌类型，区域内地貌特征差异很大。钢箱梁的制造、运输、吊装须克服山区地形条件的不利影响。
2.2 全桥钢箱梁均在峡谷一侧（宣威岸）组装制造，梁段需从边跨运至中跨，跨越峡谷并安装至桥位设计位置；钢箱梁节段横向宽度28.5m，索塔塔肢净距26m，按设计姿态钢箱梁不能直接运送至中跨安装位置，需要解决索塔结构限制钢箱梁运输的问题。
2.3 钢箱梁节段吊装设备组成复杂。钢箱梁节段从峡谷一侧运送至另一侧时，要求吊装设备有特殊的调节装置，保证吊装的钢箱梁能够顺利通过索塔和已安装的节段，并在吊重过程中索塔承受竖向力及水平分力满足施工监控的要求。
3 缆索吊装系统
缆索吊系统主要由缆索系统（承重索、起重索、牵引索等）、起重系统、后锚固系统、塔顶索鞍、牵引系统、控制系统等组成。缆索吊机总布置见图1。
3.1 缆索系统
承重索采用双组索，以桥梁轴线对称布置，每组由8根，全桥共16根？准62mm钢丝绳组成；中跨两组承重索中心间距9m，边跨成外八字形分别锚固在对应两岸锚碇的散索鞍支墩上。轴线一侧共布置2根起重索，其中一根起重索一端锚固在一岸（普立岸）预埋件上，另一端连接对岸（宣威岸）一台起重卷扬机，同侧另一根起重索相同布置，全桥共4根起重索，4台动力卷扬机。轴线单侧布置一根牵引索，牵引索在桥轴线一侧成循环的形式，两台牵引卷扬机一收一放，全桥共2根牵引索，4台动力卷扬机。
3.2 起重系统
起重系统由行走天车、上挂架、下挂架、扁担梁等组成。一组承重索上两台天车串联，示意图如图2。天车与上挂架组装成一体，上挂架与下挂架之间缠绕起重钢丝绳。四个下挂架连接扁担梁，扁担梁上设置吊具旋转装置，最下端与钢箱梁临时吊点连接。
3.3 后锚
缆索吊机承重索后锚均设置在两岸锚碇散索鞍支墩上。预埋件在件工厂加工制造运输至现场，浇筑锚碇支墩混凝土前安装预埋件，安装缆索吊机承重索时和预先安装的预埋件牢固连接。
3.4 塔顶索鞍
索塔上横梁浇筑时安装缆索吊机索鞍相应预埋件，鞍座通过型钢垫块焊接固定在索塔柱横梁顶部，鞍座安装时设微小内倾，倾斜角度以平衡吊重时缆索吊机横向水平力。
3.5 旋转吊具
旋转吊具主要由扁担梁、承重梁、旋转轴承，现场组焊而成。承重梁上方放置两台小型电动机，提供钢箱空中旋转驱动力。
3.6 控制系统
缆索吊机PLC程序控制系统通过总操作台控制所有卷扬机。PLC程序控制系统由PLC程序控制器、主令开关、交流接触器、中间继电器、按钮等组成，既可单动控制也可多动控制。
4 施工过程及步骤
4.1 钢梁地面运输
使用液压动力运梁平板车把钢箱梁运至引桥上，钢箱梁运输过程与设计状态呈旋转90°姿态并放置于缆索吊机吊钩下方的指定位置，吊装时使钢箱梁节段长度能够顺利通过索塔，见图3。
图3 钢梁地面运输
4.2 钢箱梁吊装运输
下放缆索吊机吊钩，把吊钩和钢箱梁上的四个临时吊点连接。缓慢启动缆索吊机吊钩并驱动吊机的牵引系统，钢箱梁被吊起同时可在空中沿桥轴线纵向行走，把钢箱梁运送至桥跨设计位置，见图4。
4.3 钢箱梁空中旋转
启动安装在旋转吊具上小型电动机，驱动吊具的旋转轴承使之旋转，钢箱梁在空中悬转90°后至设计姿态，然后下放缆索吊机吊钩使钢箱梁到达设计安装位置。旋转吊具如图所示，见图5。
4.4 连接吊杆匹配梁段
钢箱梁节段运输、旋转、下放至设计安装位置位后，使用销轴把钢箱梁的永久吊点和预先安装的吊索连接。按照钢箱梁在工厂制造预拼的情况，安装桥面临时连接螺杆，然后微调、精调，进行钢箱梁节段匹配。如图6。
4.5 节段环焊缝焊接成桥
按照上述方法从中间往两边跨侧逐节吊装钢箱梁至所有节段安装完成，对钢箱梁焊缝接口处理并对各节段之间环焊缝进行施焊，最后施工拧高强螺栓，完成整跨钢箱梁。
5 结束语
普立特大桥主跨钢箱梁采用缆索吊机旋转架梁法架设，钢箱吊装效率达到2节段/天，吊装过程历时2个月，安全优质的完成了普立特大桥53个节段钢梁的吊装任务。
缆索吊机旋转架梁的施工方法是在山区桥梁建设中，特殊的地理位置和复杂地形条件下，总结国内外此类桥梁的施工方法，通过施工方案比选，深入开展关键技术研究，成功运用的一种施工方法，这种施工方法克服山区复杂的地形地貌，适应山区大跨径桥梁的施工建设。缆索吊机旋转架梁法在我公司桥梁施工建设中尚属首次，此施工方法也可供同类山区桥梁施工建设作参考。
参考文献
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作者简介：徐天辉（1982，3-），男，工程师，2005年毕业于石家庄铁道学院土木工程专业。
吊桥工程设计范文3
关键词：钢管桩 钻孔平台设计 施工设备
随着我国桥梁建设技术的提升，我国桥梁工程越来越多，而在桥梁建设工程中针对深水桩基通常采用的是大直径钻孔灌注桩或钢管桩作为其工作平台，这种施工技术有明显的优势，在桥梁深水桩基施工中得到广泛的应用。
1.工程概况
1.1郁江二桥介绍
广西桂平市郁江二桥桥梁全长1358m，总预算2.16亿元。项目于2014年10月正式开工建设，计划2017年4月竣工。截至到2016年7月6日已完成总投资的72%，引桥主体848m已全部施工完成，同时全桥181根桩基，引桥下柱以及主桥下构也已完成施工。1.2郁江二桥钻孔平台构造
郁江二桥15#墩钻孔平台拟投入4台冲击钻机完成桩基施工，采用70t履带吊进行钢筋笼吊装及钻机移位15#墩钻孔平台分为支栈桥区平台和钻孔区平台，保证钻孔施工时机械物资的周转与堆放并为后续承台主塔施工提供临时场地。而钻孔平台支栈桥区采用梁柱组合式的钢管桩平台，钻孔区平台采用格构式的钢管桩-钢护筒钻孔平台结构，平台设计顶标高+42.50m、长41.8m，宽33.7m，由临时钢管桩、钢护筒、承重梁、次梁及小肋、面板等组成。由于河床覆盖层极薄，钢管桩桩底锚固方式采用在钢管桩内钻孔（Φ100mm），孔内插入3根Ф28mm螺纹钢；钢护筒底部锚固方式采用Φ4200钢围圈通过型钢固定在Φ2500x20钢护筒底部，钢护筒内部、型钢和钢护筒之间均浇筑C30水下混凝土。
2.钢管桩钻孔平台的设计
2.1钢管桩钻孔平台的设计资料与标准
设计资料有设计水位：最高设计水位：+40.78m（10年一遇水位）；河床标高：以实测标高为准；平台顶标高：+42.50m；设计流速：取v=1.0m/s；风压：按10年一遇，v=18.1m/s。技术标准主要是配置冲击钻机4台；70t履带吊，最大吊重19t；料库以及制浆区荷载等。
2.2钢管桩钻孔平台的荷载组合及荷载计算
2.2.1荷载计算
①钻机荷载：桩基钻孔施工拟采用YCJF-25型钻机，根据YCJF-25钻机参数，主机重为190KN，按钻机底架形式布置荷载计算。
②70t履带吊荷载：设计考虑70t履带吊（吊重19t）情况下仍能正常使用，履带吊自重70t，吊重19t，履带间距4.03m，履带长度5.09m，履带宽度0.8m，顶分配梁间距35cm，每条履带宽度可覆盖14根分配梁。
③制浆区荷载：泥浆荷载压力按25KN/m2在平台泥浆存放区满布。
④料库荷载：料库荷载压力按10KN/m2取值。
⑤其他施工荷载：主要包括钻孔施工过程中平台顶面摆放的发电机房、箱式变压器、泥浆净化器、小型施工器具等，统一按照3KN/m2均布荷载计。该部分荷载在平台满布。
2.2.2荷载组合
钻孔平台荷载组合如下：1.2×自重+1.4×（泥浆区+材料堆放区）+1.4×[钻机+履带吊（自重+吊重）+施工荷载区+水流力]+1.1×18.1m/s风力。分别将履带吊在以下四种位置与其它荷载进行组合，共4种工况进行验算，如表1。
2.3钢管桩钻孔平台的结构计算
2.3.1建模计算
采用MIDAS软件进行建模计算，采用梁单元模拟平台各构件，节点荷载、梁单元荷载模拟平台受力情况，结构自重由程序自动计入。由计算可知，平台各杆件最大应力出现在工况3，如表2。
通过计算可知，平台各构件受力均满足规范要求。
2.3.2稳定性计算
①钢管桩
由平台建模计算，可查钢管桩最大内力：
从上述结果可知，钻孔平台钢护筒稳定性满足规范要求。最后通过计算得出郁江二桥15#墩钻孔平台的结构无论是强度与刚度，还是其稳定性都符合相应的规范要求，而且平台的设计尺寸较大，可以满足临时机具与材料的存放以及相关人员的工作和生活需求。
3.钢管桩钻孔平台的施工
3.1施工设备的选择
根上述深水桩基钢管桩钻孔平台的详细设计参数，其施工应选择的施工设备主要有：YCJF-25型钻机、70t履带吊，混凝土罐车等。
3.2施工工艺
郁江二桥15#墩钢管桩钻孔平台的施工工艺按先后施工顺序依次为：运输钢管桩到位履带吊吊装、下放钢管桩钢管桩桩底锚固搭设支栈桥单跨钢管桩之间的平联、斜撑搭设桩顶分配梁、贝雷、贝雷顶分配梁、钢板履带吊前移一跨，直至搭设完所有支栈桥平台在支栈桥上架设贝雷，贝雷上安放导向架履带吊起吊、下放钢护筒钢护筒底部锚固履带吊起吊剩余钢管桩，搭设平联、斜撑、主梁、次梁、小肋，进而形成钢护筒平台钻孔桩施工。
3.3具体施工
针对郁江二桥15#墩钢管桩钻孔平台的具体施工，首先是采用平车通过主栈桥运送钢管桩到位，利用70t履带吊起吊靠近主栈桥侧的钢管桩，下放其到位，并进行钢管桩桩底锚固。搭设钢管桩之间的平联及斜撑，履带吊搭设沿支栈桥长度方向的钢管桩之间的平联、斜撑、桩顶分配梁，贝雷、钢板，搭设好一跨支栈桥，70t履带吊前移一跨，采用相同方法搭设支栈桥其余跨，直至搭设完支栈桥平台。利用已搭设完成的支栈桥架设贝雷，贝雷上安放导向架。利用履带吊在支栈桥上起吊、下放钢护筒。钢护筒下放到位后，进行钢护筒底部锚固。钢护筒下放过程中，利用履带吊搭设平联、斜撑、主梁、次梁、小肋，进而形成钢护筒平台，履带吊起吊剩余钢管桩，最后在搭建好的平台四周还要焊接一定高度的栏杆，同时还要设置相应的安全标志标语以及安装警示灯等，以保证平台的构建安全。进而钻机成孔，利用70t履带吊下放钢筋笼，桩基水下混凝土灌注，完成桩基施工。
4.结束语
综上所述，本文以广西桂平郁江二桥钻孔平台的设计工程为例，分析探讨桥梁工程中深水桩基钢管桩钻孔平台的设计与施工。通过本文的分析探讨可以看出在郁江二桥深水桩基施工中，采用钢管桩钻孔平全符合工程需求，无论是其荷载承重还是施工技术等都符合本次桥梁工程的建设情况，主要是因为钢管桩钻孔平台不仅重量轻，承重能力强，而且在搭建以及拆卸上都较为方便，安全性较高，同时待拆卸后也可继续应用在其他的桥梁建设工程中。
参考文献：
吊桥工程设计范文4
关键词：偏心；钢桁架桥；水上吊装
中图分类号： U448.21+1 文献标识码： A 文章编号：
1 工程概况
曹妃甸矿石二期码头、栈桥、引堤工程共有6跨桁架钢桥。钢引桥为下承式平行桁架桥，桥跨全长88.86m，计算跨长88.0m。主桁内桥面长度为91.6m，主桁中心距9.55m，桁高11.80m，桥全宽15.6m。主桁外6.05m宽为行车通道，主桁内布置两条皮带机。单跨用钢量约为680吨（包括维修小车及导轨），聚丙烯纤维混凝土（C30）16.7m3。具体机构形式见图1-1.钢桥效果图。
图1-1.钢桥效果图
曹妃甸矿石二期工程位于原矿石一期码头工程的西侧。钢桥的行车道也在钢桥的西侧。钢引桥东侧的水域是被一期和二期包围的，船舶无法进入。受水域的影响进行钢桥安装时，起重船必须在行车道一侧驻位进行吊装。钢桥属于偏心结构，且重心偏向于起重船侧，这无形中就给吊装工作带来一定的难度。
钢引桥的零部件在公司预制车间进行分段预制，然后运输至组装现场。在临时支架上进行组装，组装完成后，平移至码头前沿待吊位置。采用海上起重船依次整体吊至运输船上，运输至引桥安装位置由起重船进行安装。
吊点沿钢桥长度方向在主桁下弦杆上对称布置，两吊点的间距为33.88米。吊索与下弦杆轴线夹角为60°。吊装过程中采取了一定的措施防止吊索不向梁中移动。因整桥完成全部拼装后重量可达680吨，加上吊索具约40t，吊装重量可达720吨，对起重船等各方面要求极高，为降低吊装风险，本工程部分工序如车行道内桥面板及部分栏杆等构件在钢桥安装后再进行焊接，这样整桥吊装重量可减至620t左右（含吊索具）。
2 难点及对策
2.1属于偏心结构，操作难度增加
根据钢桥的本身结构特点，吊点只能布置在主桁的下弦杆处，即行车道处于吊点的外侧。车行道桥面系的重量达到103吨之重，占到钢桥整体吊装重量的近1/5，在吊装过程中不可不考虑。整跨钢桥属于偏心较严重的偏心结构，如果吊装工艺选择不当，很容易造成在吊装时钢桥的倾覆，会产生难以估量的严重后果。以下对几种工艺进行逐一阐述、比较。
首先考虑采用传统的吊架工艺，由于设计出的吊架加上吊索具的重量达到140吨左右，则整体的吊装重量为720吨左右。增加了吊装的风险，违背了尽量减小吊装重量的原则。同时采用吊架工艺，将增大对起重船水上吊高及各设备性能的要求，造成索具安装等方面的困难极高。综上所述，不选用吊架工艺。同时不考虑配重的方案。
同时，也有提出采用四根等长的吊索直接进行吊装能够保证钢桥平衡。思路来源是秤盘用四根绳子悬挂，能够保证秤盘的稳定。但是从钢桥和吊索具的整体受力来分析，起重船的吊钩必须和钢桥整体的重心在同一竖直线上。否则，起重船的起吊力和钢桥的重力会形成一个力偶，导致钢桥的不平衡。并且，通过模型的试验否定了这一方案。
根据受力分析，要保证起吊力和钢桥的重心在同一竖直线上，提出采用长短扣的方案。根据钢桥的重量分布情况，计算出重心的平面位置。据此确定吊索的长度及各根吊索的受力情况，最终确定吊索的规格。为了确保万无一失，在Auto CAD中进行立体放样，进行吊索配置情况的检验。并通过小模型进行了实际验证，并且在后续正式施工中也得到了很好的验证
2.2 属超重超大结构，水上整体吊装风险大
钢桥整体钢材重量约为680吨。按照设计要求本桥的主桁、平联（包括车道桥面系横梁）以及横向联结系的构件须组装完毕后方可整体吊装，以保证桥主体结构的安全，其余构件（车道纵梁及以上部分，栏杆，维修小车），可根据现场实际情况采用场内焊接或现场焊接。
综合吊装和钢桥制作质量两方面考虑，把行车道面板和栏杆这两道工序安排到吊装完成后现场进行焊接，把钢桥的整体吊装重量减少到了620吨（含吊索具），降低了设备要求、成本和吊装风险。
2.3 安装精度要求高，难以准确就位
钢引桥的安装允许偏差为：主梁中心线对设计中心线：10mm；搁置长度：±20mm。对于如此大型钢结构，这种安装精度只靠人力很难控制，如果用起重船的卷扬机进行调节，但是船体自身的晃动也很难保证这种精度。而且墩台上的钢桥安装槽的每边只富余150mm，在安装过程中稍有不慎就会磕碰墩台。这就对钢桥的就位提出了一个课题。
根据现场的实际情况，针对高精度，小富裕量的现状，本次吊装采用钢限位导架进行就位导向和平面位置精度控制的工艺。钢限位的布置以两个为一组，钢限位的实际尺寸根据测量人员现场放样数据进行加工。为了保证钢桥的安装精度，分别在主桁1一侧和活动支座一端的墩台上各布置一组，保证钢桥能够平稳入槽的同时，能够很好的控制安装精度。通过实际应用证明钢限位起到了很好的控制和导向作用。
3 钢桥吊装
3.1 钢桥吊装工艺流程
具体施工工艺流程为：钢桥吊装工艺流程：钢引桥制作维修小车安装（维修小车制作）吊座安装（吊装委托加工）起重船驻位安装吊索具起吊、移船运输驳驻位（运输驳改造加固）钢桥落驳加固起重船、运输驳依次拖航至安装现场驻位钢桥起吊、运输驳撤出、安装钢桥就位（现场准备工作）测量复核钢桥偏位（不合格则进行调整）起重船撤出安装现场进行下一跨钢桥吊装。
3.2 吊索具配置
3.2.1 重心平面位置的确定
本工程钢引桥由主桁和行车道两部分组成，为偏心结构，设计吊点位于主桁下弦杆上，整桥重心投影顺桥向轴线与主桁一箱梁中心线距离为6.472米。
3.2.2 主吊索及吊座配置
由于钢引桥重心心高于吊点所在平面，钢引桥起吊后稳定难以保障，为确保不发生倾覆，本钢引桥吊装采用4主吊点加主桁上弦杆平衡吊点工艺，主吊点所用4根钢丝绳按长短扣配置（每根均过罗使用），以保证上部钩头位置对准整桥重心。主吊索配置见图3-1.吊装效果图。主吊索受力计算时不考虑平衡吊索的影响。经过计算最终选择主吊索为：主桁1一侧选用直径为110mm的钢芯钢丝绳（6×61丝钢丝绳（ab）类），单根长度为63.895米，共两根；主桁2一侧选用直径为126mm的钢芯钢丝绳（6×61丝钢丝绳（ab）类），单根长度为62.826米，共两根。
图3-1.吊装效果图
为保证钢桥在吊装过程中不受损坏，本工程钢桥吊装主吊点处采用吊座工艺。即在主桁下弦杆下设专用锻造吊座，吊座两端下部设凹槽，钢丝绳两头套卧入凹槽，上部挂在起重船钩头上进行吊装，为防止吊座吊装时滑移，吊座两侧的主桁下端设加劲挡板作为限位。其中吊座1用在主桁一上，吊座2用在主桁2上。吊座的主体采用45号进行锻造，并在凹槽中设橡胶垫，以防止吊座磕碰钢桥的防腐。
3.2.3 平衡吊索及吊点配置
平衡吊点设在钢引桥上平联的节点上，位置为中间节点两侧的紧临节点。在上弦杆节点上焊接专用吊耳，共4个，通过4根平衡吊索分别挂在起重船对应侧的钩头上，以保证钢桥吊装过程中的平衡。
平衡吊索的作用是保证钢引桥不至因重心高于主吊点平面导致侧翻，假设最不利状态：重心相对与原平衡位置重心偏移0.1m（大于平衡吊索限制其晃动量），则此时平衡吊索与钢桥的重力平衡。经计算选用52mm的麻芯钢丝绳能够满足受力要求。每根钢丝绳均双用，共使用4根，其中主桁1侧净长度35.646米，主桁2侧净长度为33.772米，钢丝绳单根净长度比实际所需长度每根考虑了100mm富裕，以保证在正常吊装状态下平衡吊索不受力。
3.2.4其他吊装辅助
由于主桁1和主桁2侧吊索的受力情况不同，且钢桥上部杆件布置复杂，必须保证钢丝绳按照原定位置穿过且固定。起重船的主钩由两个钩头组成，这就要求固定两个钩头的距离，即进行“封钩处理”。本次吊装过程中把两钩头的距离控制在5.5m，选用的钢丝绳为直径65mm插编纤维芯钢丝绳，绕钩头绳4圈，中间使用1个55t高强卡环连接，满足了使用要求。
由于主吊索必须在上平联的特定位置穿过，所以在进行钢桥锁扣时，必须在上平联上把主吊索分到各自的孔内。主吊索重量较大，上部又无足够的操作空间，人力难以操作。在操作过程中，设计了轻便的分索平台，即在地面上把主吊索分到平台的指定位置，在进行索具就位时不需操作人员再上去分索具。这个分索平台既节约了操作时间又减少了操作的危险。
3.3起重船和运输驳的选择
起重船采用的我公司起重20#起重船，固定扒杆式，其起重能力为700t，起重船长70m、宽28m、型深4.3m，2个350t钩，主钩间距5.5m，水上吊高55m，吊重、跨距和吊高均能满足起吊和安装的要求。运输船采用现场的5000吨甲板驳富江工1号，方驳长96m，宽26.2m，甲板承载力为12t/m2。
运输驳进行运输时，在甲板上设置支座。为保证支座处方驳的甲板和钢引桥箱梁受力满足要求，在钢引桥系下弦杆箱梁接近端部处下方铺设木方使应力分散。为保证均匀受力，在木方下铺垫不同厚度的砂，使支垫处位于同一平面，保证钢引桥平稳不变形。钢引桥箱梁两侧间隔用[36槽钢焊三角支撑，支撑和箱梁间放方木楔加固。
吊桥工程设计范文5
关键词 自锚式斜拉-悬吊协作体系桥；缆索系统；张拉控制
中图分类号 U441 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-（2013）012-0042-02
自锚式斜拉-悬索协作体系桥梁是在传统的斜拉桥和悬索桥的基础上发展起来的一种新型的桥梁结构。吊拉组合体系桥型兼顾了悬索桥和斜拉桥的特点，其缆索系统也较悬索桥和斜拉桥复杂。因此其缆索系统的张拉控制决定了桥梁能否顺利建成，斜拉—悬索协作体系桥作为一种新型的结构体系，虽然其计算模式和结构分析理论已经得到了完善，但可以用于借鉴的工程经验相对较少，特别是自锚式斜拉—悬索协作体系桥，其缆索系统的张拉控制没有现成的工程经验作为参考，目前可检索到的文献资料较少。
1 工程概况
庄河建设大桥主桥为自锚式混凝土斜拉-悬吊协作体系桥。桥梁长度为200m，跨径为（45+110+45）m，结构体系为半漂浮体系。单个桥塔处布置6对斜拉索，单侧中跨跨中布置7根吊杆，跨中悬索段矢跨比为1/7。斜拉索和吊杆间距为6.4m。主桥立面布置图见图1。桥面横向布置为2×1.55m（索区）+2×2m（人行道）+2×8.5m（机动车道）+4.5米分隔带，桥梁宽度为28.6m。桥塔采用独柱式，桥面上桥塔高度为24.5m。庄河建设大桥设2根主缆，每根主缆采用7×127φ7.1mm镀锌高强平行钢丝，强度为1670Mpa。全桥共有吊杆14根，吊杆采用109×φ7.1mm镀锌高强平行钢丝，强度为1670Mpa。全桥共用斜拉索48根，斜拉索采用163xφ7.1mm镀锌高强平行钢丝，钢丝束外设PE护套，两端配冷铸锚，斜拉索在塔上交错布置。
2 张拉方案和确定原则
庄河建设大桥主梁采用支架现浇施工，主塔、主梁施工完成后，进行主梁部分预应力张拉，然后进行缆索系统张拉的施工顺序。因其特殊的结构形式，对该桥缆索系统张拉提出三种方案：①全桥斜拉索安装并初始张拉主缆和吊杆架设背缆与吊杆张拉斜拉索二次张拉吊杆二次张拉。②主缆架设与吊杆全部安装背索与全部吊杆初始张拉全桥斜拉索安装并初始张拉吊杆二次张拉斜拉索二次张拉。③斜拉索架设主缆架设与吊杆安装背缆张拉及部分吊杆初始张拉其他吊杆初始张拉斜拉索张拉全桥吊杆二次张拉。
确定缆索系统张拉方案的最终目标就是使成桥的线形和受力满足设计要求，保证缆索张拉过程中的结构安全。在满足以上要求的基础上，降低施工难度，减少张拉次数。根据自锚式吊拉组合体系桥的结构特性，从缆索张拉的最终目标和张拉过程结构的受力、构造、经济要求等方面将缆索系统张拉方案应遵守的原则概括如下：
1）缆索系统张拉完成后（体系转换完成），桥梁结构各个构件的线形满足设计要求。
2）主塔、主梁的应力应满足强度和稳定的要求。
3）主缆、吊杆和斜拉索张拉力控制在允许的范围内。
4）主缆的水平不平衡力索鞍摩擦力之间的平衡范围。
5）索鞍顶推距离小于主塔塔顶的可利用操作空间。
6）缆索张拉次数、缆索张拉千斤顶的数量以及接长杆的长度尽量少或短。
3 张拉方案比较
自锚式吊拉组合体系桥梁缆索系统的张拉存在多种可行的方案。由于桥型本身比较新颖，目前没有比较成熟的张拉顺序可以借鉴。庄河建设大桥在缆索系统张拉前，对多种张拉方案进行论证和模拟计算，最终选择一种比较合理的施工方案。下面将对三种比较典型的张拉方案进行比较论证。
方案一：全桥斜拉索安装并初始张拉（张拉至设计索力的30%左右）架设主缆并调整空缆线形悬挂吊杆边跨主缆和吊杆初次张拉（边跨主缆张拉至设计线形，吊杆力张拉至设计索力的30%左右）斜拉索二次张拉（张拉至设计要求）吊杆二次张拉（张拉至设计要求）部分斜拉索和吊杆补张拉。
方案二：全桥斜拉索安装并一次性张拉至设计要求架设主缆并调整空缆线形悬挂吊杆一边跨主缆和吊杆初次协调张拉（边跨主缆张拉至设计索力和线形）吊杆二次张拉（张拉至设计要求） 部分斜拉索和吊杆补张拉。
方案三：背索的张拉（配合部分吊杆的张拉）张拉全桥吊杆至成桥吊杆力的30%安装并张拉斜拉索张拉吊杆至成桥吊杆力。
方案一和方案二是对斜拉索和吊杆进行两次张拉，区别只是在于先张拉斜拉索还是吊杆。方案三是先张拉背索和吊杆，然后一次张拉斜拉索到位，之后张拉吊杆到位。方案一、方案二和方案三比较张拉过程明了清晰，也便于操作。但是张拉次数比较多，现场需要多次移动千斤顶。另外方案一和方案二在张拉过程中，需要索鞍预偏量比较大，对于索塔塔顶的工作空间要求较高，现场不易满足。此外，方案一和方案三是先将斜拉索张拉到位，此时斜拉索的张拉使主塔的刚度大大增加，对悬索索鞍的顶推次数有一定的影响。综合考虑各个方面的因素，最终考虑采用方案三作为实施方案。
4 张拉过程及结果
1）背缆张拉：本步骤通过吊杆和主缆的同时张拉使得背缆（边跨主缆）达到成桥线形。确定本步骤张拉顺序的主要控制量为索鞍和主缆之间的摩擦力，证主缆和索鞍不发生相对滑移。具体张拉过程和主要控制量如表1。
2）张拉30%吊杆力：庄河建设大桥全桥两侧共吊杆14根，依据张拉方案，该桥吊杆进行两轮张拉。第一轮张拉主要控制量仍为索鞍和主缆之间的摩擦力。张拉过程中进行位移和内力双控，以位移控制为主。
3）张拉斜拉索：庄河建设大桥全桥共斜拉索24对，承担主梁大部分重量，因此斜拉索的张拉成为了该桥能否顺利脱架至设计要求的关键。考虑天气、工期以及现场条件等诸多因素，最后确定采用斜拉索一次张拉到位的方案。张拉过程中的主要控制变量为主梁的应力及斜拉索的张拉力。
由上表可以看出，由于斜拉索的张拉对吊杆力和主缆线形的影响比较小，因此主缆线形和吊杆力可不作为斜拉索张拉过程中控制要点之一，斜拉索的张拉控制与传统斜拉桥差别不大，主要还是控制主梁应力和主梁变形。
4）吊杆二次张拉：斜拉索张拉完成后，主梁仅剩跨中吊杆区段仍未脱模。吊杆第二轮张拉过程中，主缆和吊杆的内力和位移变化较大， 主梁也在吊杆力作用下完全脱模，主梁基本张拉到成桥位置。本阶段是整个缆索系统张拉的最后阶段，也是关键阶段。本阶段重点需要控制主梁的变形和应力、主塔斜拉索以上部分主塔抗剪控制以及主缆的变形情况。理论计算和实际张拉情况都表明吊杆的张拉对斜拉索的内力影响不大。
5 结语
1）对于自锚式斜拉悬吊组合体系桥，当斜拉索和吊杆纵向布置无重叠段时，斜拉索和吊杆的张拉，相互影响不大。张拉过程中的互相影响可不作为施工控制的关键点。
2）对于边跨无吊杆的自锚式悬索桥，缆索张拉过程中，索鞍的顶推行程较长。若构造上无法满足行程要求，可以通过张拉边跨主缆并配合张拉吊杆实现。主缆与索鞍之间的摩擦系数是张拉过程的关键控制因素。
3）自锚式斜拉悬吊组合体系桥的斜拉索张拉过程与斜拉桥的斜拉索张拉过程差别不大，但需要注意由于斜拉索对主塔的刚度的影响，施工控制过程中应注意斜拉索以上区段的抗剪能力，并考虑主塔刚度对索鞍顶推的影响。
参考文献
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吊桥工程设计范文6
关键词：自锚式悬索桥；体系转换施工；技术应用
Abstract: the self-anchored suspension bridge with its beautiful modelling, more and more get the favour of the bridge builder, this article through to Qingdao bay bridge dagu river channel bridge system conversion construction technology application, steel box girder and stress, from linear displacement and stress cable tower, the cable displacement, sling tension and temporary pedestal and permanent support the force control, sling tension with steel tube in anchorage contact conditions aspects of the self-anchored suspension bridge system conversion construction are introduced, take this for similar Bridges system conversion construction to provide the beneficial experience.
Keywords: self-anchored suspension bridge; Conversion system construction; Technology application
中图分类号：U448.25 文献标识码：A文章编号：
1、概况
青岛海湾大桥大沽河航道桥为主跨260m的四跨连续独塔自锚式悬索桥，跨径布置为80+190+260+80m，主塔为独柱式混凝土塔，高148.7m，其箱梁为扁平流线型钢箱梁，梁宽47.41m，总重2.1万吨；2根主缆，单缆61根索股。该桥桥型布置图见图1-1所示。
图1-1 大沽河航道桥桥型布置
主缆主跨矢跨比为1/12.53，边跨矢跨比为1/18.04。主缆为两根空间缆，横桥向中心间距在塔顶为2.5m，在主跨侧后锚面为6.5m，在边跨侧后锚面为7.8m。吊索设置于主跨及边跨，吊索名义水平距离为12m，其余吊索名义水平间距为12m。
2、自锚式悬索桥体系转换施工特点
自锚式悬索桥由于主缆端部锚固力介入梁体的受力和变形，因而整个桥体结构的静力和动力特性较常规地锚式悬索桥更为复杂，加劲梁受强大轴向压力成为压弯构件，加劲梁和主缆的施工顺序与地锚式悬索桥完全相反为“先梁后缆”。
自锚式悬索桥由于主缆的空缆状态与成桥状态相差很大，二者的竖向坐标及横向坐标有的甚至相差达4m之多，这就对体系转换中的吊索张拉施工提供了很高的要求。由于吊索承载力、张拉设备的数量和能力、主梁和主塔的承载力等各种因素的限制，全桥的吊索大多需多次逐步分级张拉，才能达到设计值。
另外，在吊索张拉过程中，存在各种非线性影响，如主缆的大位移非线性、主缆与鞍座的滑移和顶推非线性，吊索间力的强相干性、吊索的参与与退出工作、混凝土的收缩徐变、加劲梁与制作的接触非线性等，这些非线性相互耦合使得吊索张拉过程的计算相当复杂，而且在分析方法上与常规地锚式悬索桥存在较大区别。
3、体系转换中的几个重点问题分析
体系转换施工控制的目标是将加劲梁荷载逐步的、安全的由临时支撑转移至塔、墩上，实现自平衡，且主缆线形、主梁线形、吊索力、主塔应力等符合成桥状态设计要求。
3.1 吊索张拉
根据吊索张拉模型计算结果可知，在每一个张拉阶段中正在张拉的吊索对已张拉的吊索索力均存在影响，往往是正在张拉的吊索张拉力越大对其它吊索索力的影响越明显，这种影响存在明显的非线性特征。在张拉的某根吊索不仅仅对相邻吊索内力的影响较大，而且对全桥已张拉吊索的内力均有不同程度的且不可忽略的影响，可谓“拉一索而动全索”。张拉一根或几根吊索会使与其相邻吊索的实际吊索力大幅减小，而其它已张拉吊索的实际吊索力则整体向预期目标索力稳步增加，最终使得各个吊索的成桥索力与目标索力相一致。在吊索张拉过程中，主缆位移的变化表现出弱相干性。位于张拉点的主缆位移发生较大位移，其位移量可人为控制，而其他非张拉点的主缆基本不发生位移，因此，可以采用位移控制的方法来进行吊索张拉。在吊索张拉初期可以主缆的位移量作为控制量，因为在吊索张拉初期，部分吊索尚未锚固到加劲梁上，处于悬空状态，还有部分吊索虽然已经锚固在加劲梁上，但吊索处于松弛或弯曲状态，这些吊索均可视之为未张拉吊索，与此同时，这个阶段被张拉的吊索拉力也不是很大，这时若以张拉力作为控制目标，由于索力测试设备精度以及环境干扰等原因将产生较大误差，而采用位移控制精度容易保证。
3.2 主缆位移
作为自锚式悬索桥主要受力构件的主缆是一个柔性结构，即主缆是几何可变体，主缆不仅可以通过自身的弹性变形（主要指受拉力后伸长），而且还可以通过其几何形状的改变（主要指曲线形状的改变）来影响体系的平衡，表现出大位移非线性的力学特征。通过吊索张拉的方法实现体系转换的自锚式悬索桥主缆空缆状态与成桥状态存在较大差异，在施工过程中，通过对全桥吊索的不断张拉，使得主缆的线形由空缆状态逐渐逼近成桥状态。
3.3 索塔位移与应力
在空缆状态时，索塔两侧主缆的水平分力相等，索塔受力安全。而在体系转换过程中，两侧主缆的水平分力将发生改变，由于索塔抗力的存在，结构达到新的平衡状态，故体系转换必会引起索塔位移和内力状况的变化，可能会造成局部拉应力过大，从而影响索塔的稳定性和安全。因此，在体系转换过程中需通过监控塔顶偏位及计算的方法保证索塔始终处于受压状态，适时对塔顶索鞍进行顶推，保证索塔受力安全。
3.4 加劲梁位移与应力
吊索张拉的过程也是加劲梁自重由支架支承向主缆支承转换的过程，这一过程的初期由于被张拉吊索的拉力往往较小，所以吊索的张拉不会对加劲梁的受力产生明显的影响，而随着吊索的不断张拉，加劲梁的自重由单纯支架支承变为支架与主缆共同支承，进而最后变为加劲梁完全脱离支架由主缆支承实现体系转换，这期间加劲梁的受力状态会发生较大变化。
3.5 临时支点反力
吊索张拉过程中加劲梁与支架二者之间的相互作用力的变化是非线性的。最初，加劲梁的自重完全由临时支架(支撑)承担，随着吊索的不断张拉，加劲梁与支架之间逐渐脱离而实现体系转换。由于实际施工时不可能同时张拉全部吊索，为了尽量减少所需张拉设备和重复张拉的次数，各吊索拉力相差较大。支架只能承受压力，不承受拉力，加劲梁和支架之间存在只压不拉的接触非线性关系。因此临时支点的拆除时机至关重要，或早或迟均会对加劲梁及吊装的应力产生影响，实际施工前需通过计算确定临时支点的拆除时机。
3.6 永久支点反力
永久支座同样有一定的承载力要求，在吊索张拉过程中，吊索张拉和临时支架的拆除都会引起永久支座反力的变化，因此吊索张拉方案必须保证永久支座的安全，且不能出现负反力。
由于青岛侧边跨辅助墩和索塔三角撑处支座反力可能出现负值，施工中通过分批次施加配重的方式解决。配重施加原则为，其配重压力不超过支座承载力且保证支座有一定的压力储备。
3.7 吊索与其锚固钢导管接触情况
由于吊索在梁上的锚固钢导管倾斜角度与成桥时吊索倾斜角度一致，而在体系转换施工中，吊索的倾斜角度将发生较大变化，如果吊索张拉方案未充分考虑施工过程，将会导致吊索的倾斜角度超出钢导管允许的转角范围，吊索与钢导管接触而发生危险。因此张拉吊索时，吊索的倾斜角度必须在钢导管允许的转角范围内。
4、方案比选
为保证大沽河航道桥体系转换施工的顺利进行，在综合考虑吊索索力、索塔应力、加劲梁应力、索鞍顶推、吊索倾斜度、临时支座拆除时机、压重施加时机、永久支座反力等各项参数的情况下，提出了三套比选方案。
方案一、采用8台千斤顶，对2种不同编号的吊索同时张拉，在施工过程中吊索通过24次张拉全部到位，吊索的最大张拉力为1647.5KN，最大应力为693MPa，安全系数2.41；索塔的纵向最大位移26.8cm，最大压应力12.6MPa，最小压应力0.1MPa，不出现拉应力；加劲梁最大压应力94.9MPa，最大拉应力89.9MPa；临时支座支点及永久支座反力均不超过其承载力；索鞍通过两次顶推复位，最后一次顶推在第9次吊索张拉之后，顶推前主索鞍的最大竖向分力为11274吨。
方案二、采用12台千斤顶，对3种不同编号的吊索同时张拉，在施工过程中吊索通过15次张拉全部到位，吊索的最大张拉力为1534KN，最大应力为646MPa，安全系数2.59；索塔的纵向最大位移21.9cm，最大压应力13.0MPa，最小压应力0.4MPa，不出现拉应力；加劲梁最大压应力100.1MPa，最大拉应力89.7MPa；临时支座支点及永久支座反力均不超过其承载力；索鞍通过两次顶推复位，最后一次顶推在第7次吊索张拉之后，顶推前主索鞍的最大竖向分力为13549吨。
方案三、采用4台千斤顶，对1种同编号的吊索进行张拉，在施工过程中吊索通过55个步骤全部到位，吊索的最大张拉力为1765.5KN，最大应力为743MPa，安全系数2.25；索塔的纵向最大位移13.3cm，最大压应力11.82MPa，最小压应力0.25MPa，不出现拉应力；加劲梁最大压应力95.9MPa，最大拉应力90.5MPa；临时支座支点及永久支座反力均不超过其承载力；索鞍通过两次顶推复位，最后一次顶推在第6次吊索张拉之后，顶推前主索鞍的最大竖向分力为3253吨。
通过上述数据对比，应该说每种方案在理论上都是可行的，在充分考虑现场配备人员及设备的生产能力的基础上，确定采用方案三为实施方案。准备12台千斤顶，张拉时通过4台千斤顶同时对1种编号的吊索进行张拉，其余作为周转及备用千斤顶。吊索通过55个步骤全部张拉到位，安全系数足够，索塔和加劲梁应力均满足要求，索鞍顶推次数较少，且顶推力和索塔变位较其他方案明显较小，吊索在钢箱梁顶处水平偏移量满足要求，临时支点和永久支座受力均在安全范围内，压重施加灵活、时间充足。
5、吊索张拉控制技术
对自锚式悬索桥这种高次超静定结构，吊索张拉的过程控制及最终的索力精度至关重要，为此，在施工中采用“先粗后精分步张拉到位法”，即：粗调时，纵向各千斤顶可以不同步，但应按一定次序依次张拉，并保证张拉吊索的拉力不得大于本步骤目标吊索力，吊索的实际伸出量不超过本步骤的计算伸出量，同一吊索编号的横向各千斤顶张拉做到基本同步。精调时，由于存在索夹安装误差、测量误差、索长制作误差、温度偏差、索塔偏位偏差、索力测量误差等因素影响，控制时按“以螺母外吊索伸出量控制为主，兼顾吊索索力”的原则进行张拉，并保证吊索伸出量、吊索索力实际值与控制指令给出的目标值的误差在规定范围内。
5.1 张拉设备
单根吊索张拉施工中最大张拉力为1765.5KN，为克服千斤顶在高应力持荷时的不稳定现象，配置12台300吨穿心千斤顶作为张拉设备；张拉杆根据受力及设备周转需要设计为三种规格，大拉杆及中拉杆用于大吨位吊索的张拉与持荷，为减少现场工作强度设计较为轻便的精轧螺纹钢小拉杆，用于小吨位吊索的张拉，由于在吊索张拉过程中部分已张拉而未到位的吊索会出现索力增加现象，因此为保证张拉安全，小拉杆不得用于持荷；本桥不同编号的吊索锚固倾角均不同，且在张拉过程中由于索夹会发生位移，吊索的倾角还会不断发生变化，将撑脚设计为角度可调形式；另设计用于张拉杆转换用的活页板、螺母、变径套等。
图5-1 吊索张拉设备布置
5.2 张拉控制
吊索张拉是本桥施工最复杂的一个关键环节，为保证吊索施工的顺利进行在吊索张拉前对Z1、Z2两组索进行分级预张，通过实测数据复核监控计算结果，以检测结构与计算模型的响应程度；并在每一个正式张拉工序中，监测加劲梁、主塔应力、主缆索股、吊索拉力、主缆线形变化、塔顶位移等，保证结构各部件应力始终处于可控范围内。
5.3 张拉施工
由于张拉杆数量是严格按照张拉过程的最高峰用量及对应张拉荷载组织加工的，因此在吊索张拉前需对每个张拉步骤的张拉杆进行配杆，并对张拉杆的周转进行详细的计划；吊索张拉中多个步骤张拉行程较大，需经过多次千斤顶行程转换方能到位，在张拉过程中工设计有三个临时锚固点，第一个位于吊索永久锚固位置在永久锚固螺母底缘设置活页板及螺母，第二个位于撑脚内，第三个位于千斤顶底部，通过三个锚固点的不断转换实现张拉行程的转换；如图5-1所示吊索及吊索的锚固通道本身存在倾角，且整个张拉过程中倾角是不断发生变化的，这就对撑脚的角度调节提出了很高的要求，否则将使刚性的张拉杆受弯或与吊索通道刮擦，带来安全隐患，施工前应根据吊索倾角变化情况计算出撑脚四脚高差，以保证张拉顺利实施；吊索张拉的基本原则是“以位移量进行控制，同时兼顾索力”，两者发生冲突时首先保证位移量，但实测索力不得大于设计索力的5%，因此在现场操作时应首先保证吊索锚头的锚固位置精确，通过两侧锚头伸出螺母长度确定，其次索力控制是在千斤顶在油压达到设计值后，不立即关闭油泵并控制油路流量，使各吊索同步持荷1至2分钟，给结构体系以响应时间，锚头及索力一般会均匀的到达设计位置，而后锚固完成一个步骤的吊索张拉工作。
6、结语
（1）该种桥型上部结构刚度较小，对体系转换中的各种应力均比较敏感，施工过程中的控制工作至关重要，在施工过程中应不厌其烦的对每个张拉步骤前后的索塔、索夹、主梁等进行监测，以保证结构受力始终处在允许范围内。
（2）体系转换施工步骤多，期间索鞍顶推、吊索张拉、压重块安装、临时支座拆除等交叉进行，每个步骤的时机及参数都有严格要求，施工时应严格按照监控指令要求实施。
（3）体系转换施工工序复杂，应建立一套有效的组织保障体系，确保对施工各个环节的有效控制。
（4）吊索张拉的操作空间狭小，完全需要人工操作，轻便、易操作的张拉设备对现场施工极其重要，应根据设计荷载细化每个步骤的设备需求，以降低劳动强度并加快施工进度。
作者简介：刘宏( 1962、10、30 )男,陕西西安人,工程师,主要从事桥梁工程施工工作。
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[4]长安大学.吊索张拉控制方案