淺談山區(qū)懸索橋加勁梁設計與施工中的若干問題

譚　科　李曉鴻

摘要：文章結合工程實踐，探討了山區(qū)懸索橋加勁梁設計與施工的一些細節(jié)問題，為同類橋梁設計和施工提供一些經(jīng)驗，保證工程的順利進行。

關鍵詞：山區(qū)懸索橋；加勁梁設計；吊裝；橋梁施工

中圖分類號：U448文獻標識碼：A文章編號：1009-2374（2009）07-0171-02

一、概述

懸索橋施工通常包括索塔施工、錨碇施工、貓道架設、索鞍安裝、主纜架設、整形索夾、吊索安裝、加勁梁吊裝、橋面系及防護施工等。所以，懸索橋不但要經(jīng)過一個相當復雜的施工過程才能形成，而且其工序間順序性很強，并相互關聯(lián)，如何對結構狀態(tài)的各工序下的控制參數(shù)進行跟蹤監(jiān)測、調整、控制，確保施工過程安全和成橋后的結構實際狀態(tài)盡可能符合理想狀態(tài)這一施工控制問題是懸索橋成功建設的關鍵技術之一。而山區(qū)懸索橋加勁梁施工是所有施工過程當中特別重要的一步，本文就山區(qū)懸索橋加勁梁設計和施工的一些問題作一些探討。

二、問題及解決方法

（一）加勁梁預制

1．混凝土板式加勁梁的優(yōu)點。（1）由于用混凝土加勁梁替代鋼加勁梁，使懸索橋用鋼量大大降低，在材料用量上與同跨徑斜拉橋有可比性；（2）混凝土懸索橋自重大，從而主索重力剛度大，在同樣跨徑、同樣荷載作用下，其變形比鋼懸索橋小，動力穩(wěn)定性好；（3）混凝土懸索橋加勁梁養(yǎng)護工作少；（4）混凝土加勁梁斷面形式一般為箱型。箱型加勁梁雖然抗彎抗扭剛度大，但結構復雜，預制工序和施工縫多，工期長，階段重量難以控制，空中連接施工復雜。另外，混凝土箱型加勁梁因各種原因而開裂的情況較普遍。板式加勁梁雖然抗彎、抗扭能力較箱梁差，但其足夠重量而產生的主纜重力剛度足以滿足中小跨徑懸索橋的設計需要。

2．混凝土板式加勁梁重量的控制。與鋼材不同，混凝土加勁梁重量會隨原材料等因素的變化而變化，必須將混凝土加勁梁重量控制在設計范圍內，以確保主纜、吊桿等重要部件的安全度；同時，山區(qū)混凝土懸索橋加勁梁吊裝只能自跨中向兩端進行，所以，加勁梁節(jié)段預制必須在兩岸進行，而在橋址兩岸就地采集的骨料容重不一定相同，施工中必須予以注意，否則將造成橋梁縱向偏載。必要時應統(tǒng)一骨料源。北盤江大橋根據(jù)測定兩岸骨料容重一致，所以采取兩岸分別采集骨料。

3．加勁梁預制節(jié)段與預制臺座間應有足夠的光潔度?；炷涟迨郊觿帕侯A制件與預制臺座間的接觸面很大，如果預制件與預制臺座間的光潔度差，對橫向預應力的建立會產生不利影響，施工中應特別注意。

（二）加勁梁架設

架設加勁梁順序可以從主跨跨中開始，向橋塔方向逐段吊裝；也可以從橋塔開始，向主跨跨中前進。從橋塔開始吊裝的優(yōu)點是施工比較方便，缺點是橋塔兩側的索夾首先夾緊，此時主纜形狀與最終幾何線形差別最大，因而主纜中次應力較大；從主跨跨中開始架設加勁梁優(yōu)點是在架設橋塔附近的加勁梁段時，主纜線形已非常接近其最終幾何形狀，此時將橋塔附近的索夾夾緊，主纜的永久性角變位最小。對于山區(qū)小跨徑懸索橋，由于常常都要跨越很深的峽谷，不可能采取事先把加勁梁運送到安裝位置，垂直起吊的吊裝方法，如果從橋塔開始吊裝施工反而很不方便，難度較大，所以山區(qū)小跨徑懸索橋加勁梁采用從主跨跨中開始，先架設1號加勁梁在一岸，然后架設2、3號加勁梁在另外一岸，每一岸交替架設2片加勁梁。根據(jù)以前得出的經(jīng)驗，用這樣的架設順序可以最大限度地保證成橋狀態(tài)時候的主纜線形滿足設計要求，盡量避免由于架設梁段時總是在一岸產生較大的荷載，讓纜在一岸產生較大的非彈性變形，從而影響最終成橋線形。

加勁梁的吊裝程序是，先將梁段從存梁場（或預制場）吊出，用軌道橫移到路基上，再用軌道縱移穿出塔底，將跑車吊點放下，掛好梁段吊點，收起重索并起動牽引卷揚機將梁段吊運至安裝位置，將梁段下放至其頂面略低于吊索錨頭，將梁體錨孔對準錨頭，提升梁段至吊索錨頭穿出錨孔，起動邊吊纜系統(tǒng)將工作吊纜移至安裝梁段下，操作人員將吊索錨頭螺帽上至預先計算好的位置，松跑車吊點，一段加勁梁即初安裝就位。接著按上述程序吊裝相鄰的下一梁段，每一梁段吊裝就位后，均與相鄰先吊裝就位的梁段臨時連接。待所有梁段吊裝完畢后，再進行全面測量，以此為依據(jù)對各梁段進行微調直至全橋線形滿足設計要求，然后將各相鄰梁段臨時固結。

（三）加勁梁節(jié)段標高調整

山區(qū)小跨徑懸索橋的加勁梁吊裝施工中，對梁段標高進行調整可以采取兩種方法。第一種是通過預測分析法對每一吊裝梁段進行吊裝前分析，預測其梁段標高，吊裝該梁段后與預測值進行比較調整的方法。第二種方法是等梁段全部吊裝完畢后才對其進行線形分析，擬合一條最趨近于實際線形的擬合曲線的方法。對山區(qū)小跨徑懸索橋一般采用第二種方法，因為在準確制定索鞍頂推時間和頂推量，保證結構安全的前提下，吊裝全部梁段后的調整的方法更加方便，縮短了施工時間；如果采用第一種方法，調整多片梁段標高耽誤時間不說，由于施工中影響因素較多，在梁段全部架設完畢后可能同樣需要進行標高調整，所以，對山區(qū)小跨徑懸索橋可采用第二種方法。

（四）加勁梁縱向預應力的建立

隨著跨徑的增大，縱向預應力索越來越長，加之縱向預應力建立時加勁梁上拱量較大，在穿索以及預應力損失都可能存在問題。為保證穿索順利，應將索在濕接縫澆筑前進行，備用束亦須穿入。另外，采用抽拔管成孔，并處理好濕接縫處成孔問題是減小摩擦引起的預應力損失的關鍵。鋼束張拉采取張拉力和伸長量雙控，以伸長量控制為主，實測值與計算值之差一般不大于±6%。如果張拉過程當中出現(xiàn)某根縱向預應力束張拉力和伸長量實測值與計算值誤差較大或者縱向預應力束由于摩擦發(fā)生斷開，應該進行縱向預應力備用束的張拉，張拉前對有問題的預應力束進行放張操作，以保證施加在加勁梁上的預應力不超過設計要求。

（五）濕接縫澆筑順序

根據(jù)控制分析，濕接縫澆筑順序為，把濕接縫從跨中向兩邊各自依次編號為1、2、3……澆筑濕接縫從跨中向兩岸方向同時澆筑，順序為2、4、6……一直澆筑到兩邊的端頭梁，再回頭從跨中同時向兩岸澆筑1、3、5……濕接縫。最后完成濕接縫澆筑。另外，混凝土板式加勁梁存在收縮變形，為減少收縮變形，加勁梁預制節(jié)段在吊裝前已存放了足夠時間，對現(xiàn)澆的濕接縫的收縮變形要予以控制；同時，在縱向預應力作用下加勁梁還有壓縮變形。為保證在標準溫度時加勁梁長度和吊點位置符合要求，需在濕接縫澆筑時使接縫保持一個合理的寬度，一般為0.5米左右。

加勁梁濕接縫澆筑順序必須通過施工控制分析得出，隨意進行的連續(xù)澆筑將導致加勁梁內過大的附加內力；澆筑濕接縫前必須對各加勁梁段空間位置進行必要的調整和臨時固定，以確保加勁梁合龍后的圓滑、順暢。

三、結論

依托工程實踐，根據(jù)對山區(qū)懸索橋加勁梁施工各個環(huán)節(jié)的一些細節(jié)問題的提出和探討，對工程單位在加勁梁預制、加勁梁架設、加勁梁節(jié)段標高調整、加勁梁縱向預應力的建立、濕接縫澆筑順序等各個環(huán)節(jié)提供一些可借鑒的經(jīng)驗，有助于保證工程的進度和質量。

作者簡介：譚科（1978－），男，四川溫江人，重慶市交通規(guī)劃勘察設計院工程師，碩士，研究方向：橋梁與隧道工程；李曉鴻（1968－），男，重慶長壽人，重慶市交通規(guī)劃勘察設計院高級工程師。