悬索桥施工..doc

第＋三章 悬索桥施工 第一节 概 述 悬索桥施工主要有：锚碇、塔、主缆和加劲梁的制作和安装。本节先就其施工情况作一介绍。 一、锚碇与塔的施工 1.锚碇 锚碇是主缆锚固装置的总称，由砼锚块(含钢筋)及支架、锚杆、鞍座(散索鞍)等组成。主缆由空中成束的形式进入锚碇，要经过一系列转向、展开、锚固的构件，这些我们将在第二节详细叙述。本节只介绍锚块及其基础。 锚块的形式可分为重力式(图13—1a))和隧道式(图13—1b))。若锚碇处有坚实岩层靠近地表，修建隧道锚(或称岩洞式锚)有可能比较经济。美国华盛顿桥新择西岸锚碇是隧道式，其砼用量22200m3，较之于纽约岸锚碇所用砼及花岗岩镶面工程量107000m3，仅为其21％。但隧道锚有传力机理不明确的缺点，美国金门大桥原设计两端部都用隧道锚，但考虑到隧道锚块砼将力传给周围基岩机理不明确，总工程师乃改变决定，全部采用重力式锚碇。 有坚实基岩层靠近地表也可以采用重力式锚，让锚块嵌入基岩，使位于锚块前的基岩凭借承压来抵抗主缆的水平力。例如我国1995年建成的汕头海湾大桥，就是利用两岸山体岩层，设计为重力前锚式锚块(锚块兜住石质山头，抵抗主缆拉力)。巨大的主缆拉力通过锚杆、后锚梁、锚块砼，均匀传递给基岩(图13—2)。虎门大桥的东锚碇也为山后重力式描。若坚实基岩位于桥面之下深度不过30～50m，可修建直接坐落在基岩上的锚块。若坚实持力层埋深更大，而设计意图是使荷载完全传至该持力层，则必须设置沉井、沉箱、大直径桩(含斜桩)等深基础。这样的锚碇造价当然是比较昂贵的。虎门大桥的西锚碇基础原设计为沉井加桩基方案，后经细探，发现基岩严重不平，沉井施工将会遇到很大困难，进改为地下连续墙方案。如果将地基在荷载之下的各种变形予以充分考虑，也可以采用浅基础，例如美国1964年建成的维拉扎诺桥（370.33m＋1298.45m＋370.33m)和英国1970年建成的小贝耳特桥(240m+600m＋240m)设扩大浅基础。 2.塔 大跨度悬索桥的索塔在50年代以前几乎都是采用钢塔，其主要优点是：施工速度快、质量容易保证、抗震性能好。直到l959年，法国建成主跨608m的其坦卡维尔悬索桥，开始采用砼塔。我国新近建造的几座大跨度悬索桥(汕头海湾大桥、虎门大桥、西陵大桥、江阴大桥)全都是采用砼塔。塔的施工与斜拉桥塔基本上相同。 二、主缆架设 悬索桥的钢缆有钢丝绳钢缆和平行线钢缆。前者一般用于中、小跨度的悬索桥，后者主要用于主跨为500m以上的大跨悬索桥。平行线钢缆根据架设方法分为空中送丝法(As法)及预制索股法(Pws法)。 1.空中送丝法 用空中送丝法架设主缆，19世缆中叶发明于美国，自1855年用于尼亚瓜拉瀑布桥以来，多数悬索桥都用这种方法来架设主缆。在桥两岸的塔和锚碇等都已安装就绪后，沿主缆设计位置，在两岸锚碇之间布置一无端牵引绳，亦即将牵引线的端头连接起来，形成从这一岸到那岸的长绳圈。将送丝轮扣牢在这牵引绳上某处，且将缠满钢丝的卷筒放在一岸的锚碇旁，从卷筒中抽出钢丝头，暂时固定在某靴跟(可编号为A)处，称这一钢丝头为“死头”。继续将钢丝向外抽.由死头、送丝轮和卷筒将正在输送的丝形成一个钢丝套圈，用动力机驱动牵引绳，于是送丝轮就带着钢丝送向对岸。在钢丝套圈送到对岸时，就用人工将套圈从送丝轮上取下，套到其对应的靴蹬(可编号为4P)上。图13—3为送丝工艺示意图。随着牵引绳的驱动，送丝轮又被带回这岸，取下套圈套在靴跟4上，然后又送向对岸。这样进行上百次，当其套在两岸对应靴跟(例如A及A’)上的丝数达到一丝胶钢丝的设计数目时，就将钢丝“活头”剪断，并将该“活头”同上述暂时固定的“死头”用钢丝连接器连起来。这样，一根丝股的空中编制就完成了。 在上述基本原理基础上，可以采取多种提高工效的措施。如果对岸也有卷筒钢丝，可以利用刚才所说的送丝轮在其返程中另带一钢丝套圈到这岸来，从而在另一对编号为B、B’的靴跟之间进行编股。又沿无端牵引绳可以设置两个送丝轮，两轮的间距为，当甲轮从这岸驶向对岸时，乙轮正好从对岸驶向这岸，而且两岸都有卷筒钢丝，于是就可以同时在C、C’和D、D’靴跟之间编制另两丝股。这就是“以四根丝股为一批”的安排。再者，对于送丝轮扣牢在牵引绳上的两个点而言，每点可以不只设一轮，例如美国金门桥是设四轮，而且每个送丝轮上的缠丝道路也可以不只一条。 空中送丝法的主缆每一丝股内的钢丝根数约为300～600根，再将这种丝股配置成六角形或矩形并挤紧而成为圆形。它的施工必须设置脚手架(猫道)、配备送丝设备，还需有稳定送丝的配套措施。为使主缆各钢丝均匀受力，必须对钢丝长度和丝股长度分别进行调整.还应及时进行紧缆和绕组。我们将在第二节介绍其中的主要设置。 2.预制索股法 用预制索股法架设主缆是1965年间在美国发展起来的，其目的是使