摘要：大跨度懸索橋的落梁法成橋施工具有施工周期短，施工機(jī)具占用少，施工費(fèi)用低等特點(diǎn)，特別適用于大跨度自錨式懸索橋橋的施工。結(jié)合長(zhǎng)沙市三汊磯大橋的施工，對(duì)落梁法的施工技術(shù)控制要點(diǎn)進(jìn)行了研究；運(yùn)用數(shù)值方法擬合出了鋼箱梁的頂升曲線，從而確定中跨的4個(gè)臨時(shí)墩頂升量值，利用數(shù)值方法對(duì)加勁梁頂升和落下的施工全過(guò)程進(jìn)行模擬，以各臨時(shí)墩的起頂安全性、鋼箱梁的應(yīng)力及變形安全性作為控制指標(biāo)，確定了分級(jí)頂升的次數(shù)和每次的起頂量等施工的控制性數(shù)據(jù)。根據(jù)這些具體施工控制數(shù)據(jù)圓滿完成了三汊磯大橋的落梁成橋施工。

　　關(guān)鍵詞：自錨式懸索橋；落梁法；數(shù)值方法；起頂量；施工技術(shù)

　　1、前言

　　懸索橋由于其自身的美觀和經(jīng)濟(jì)性在大跨度橋梁建設(shè)中得到了廣泛應(yīng)用，其中的自錨式懸索橋由于不需要建設(shè)巨大的錨錠，且其橋型優(yōu)美在大跨城市橋梁建設(shè)中開始得到廣泛的應(yīng)用。

　　2、自錨式懸索橋施工流程

　　大跨度橋梁的分段施工時(shí)都要經(jīng)歷一個(gè)結(jié)構(gòu)體系的轉(zhuǎn)換過(guò)程，體系轉(zhuǎn)換過(guò)程前后兩個(gè)不同結(jié)構(gòu)體系的受力特點(diǎn)和變形特點(diǎn)均不相同，但最終將轉(zhuǎn)化成永久的結(jié)構(gòu)體系-成橋狀態(tài)[1]。自錨式懸索橋由于其自身固有的特點(diǎn)，其上部結(jié)構(gòu)的施工順序?yàn)椋合炔捎庙斖啤⒎侄晤A(yù)制吊裝或支架現(xiàn)澆方法施工懸索橋的加勁梁，在主塔及加勁梁均施工完成后進(jìn)行主纜的安裝，然后進(jìn)行吊索安裝，最終完成全橋的體系轉(zhuǎn)換。自錨式懸索橋的體系轉(zhuǎn)換過(guò)程，通常采用張拉吊索法來(lái)完成[2-3]。張拉吊索法通過(guò)在安裝吊索的過(guò)程中不斷調(diào)整吊索的連接長(zhǎng)度從而使加勁梁的恒載作用逐漸轉(zhuǎn)移由主纜承受，通常張拉吊索法需分三級(jí)進(jìn)行，且需對(duì)每根吊桿進(jìn)行張拉調(diào)整，因此施工作業(yè)周期長(zhǎng)，對(duì)于施工機(jī)具的占用多，且施工費(fèi)用較高。落梁法則依靠進(jìn)行加勁梁施工的臨時(shí)墩先頂升加勁梁，然后無(wú)應(yīng)力安裝所有吊索，最后一次落梁形成體系。顯然，落梁法與張拉吊索法相比具有施工周期短，施工機(jī)具占用少，施工費(fèi)用低的優(yōu)點(diǎn)。

　　本文結(jié)合長(zhǎng)沙市三汊磯大橋的施工情況，對(duì)一次落梁法成橋的施工技術(shù)中需要進(jìn)行控制的施工參數(shù)進(jìn)行了研究和探討，對(duì)落梁法進(jìn)行體系轉(zhuǎn)換的施工技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用具有參考價(jià)值。

　　3、三汊磯大橋落梁法施工情況

　　3.1 三汊磯大橋工程簡(jiǎn)介三汊磯湘江大橋是湖南省長(zhǎng)沙市二環(huán)線上跨越湘江的重點(diǎn)工程。主孔跨徑328m，兩邊孔132m，兩次邊孔70m。成橋狀態(tài)矢跨比：中跨為1/5，邊跨為1/10.6。加勁梁型式為單箱五室扁平閉口鋼箱梁，采用Q345d鋼。全橋箱梁分標(biāo)準(zhǔn)梁段、索塔附近區(qū)段、主錨錨固段及壓重節(jié)段。吊索與主纜連接方式為上下銷接式，吊索在鋼箱梁上的錨固采用通過(guò)錨拉板的銷接連接。顯然，吊索的這種連接方式最為簡(jiǎn)單，但無(wú)法進(jìn)行吊索的張拉施工，因此無(wú)法應(yīng)用張拉吊索法進(jìn)行體系轉(zhuǎn)換。

　　3.2 三汊磯大橋臨時(shí)墩跨徑布置在三汊磯大橋施工期間，為了滿足湘江的通航要求，結(jié)合考慮標(biāo)準(zhǔn)鋼箱梁的重量（約200t），對(duì)鋼箱加勁梁采用多點(diǎn)連續(xù)頂推方法使其到位，考慮到頂推鋼箱梁施工中的安全性和經(jīng)濟(jì)性，全橋設(shè)置了6個(gè)臨時(shí)墩（編號(hào)依次為L(zhǎng)SD1～LSD6），根據(jù)滑道布置情況，橫橋向設(shè)置了2個(gè)單獨(dú)的臨時(shí)墩，其中心距為22.8m。每個(gè)臨時(shí)墩采用4根Φ1.5m鉆孔樁作為基礎(chǔ)，再用4根Φ1200×12mm鋼管接長(zhǎng)至設(shè)計(jì)標(biāo)高，4根鋼樁之間通過(guò)型鋼、節(jié)點(diǎn)板連接成整體共同受力。為了進(jìn)行加勁鋼箱梁的起頂，在鋼樁頂先設(shè)置橫橋向分配梁，然后分配梁頂設(shè)置縱向滑道梁，分配梁及滑道梁均采用鋼板焊接制作。在滑道梁兩側(cè)設(shè)置起頂牛腿，以便在鋼箱梁被頂推就位后，可起頂較大高度來(lái)安裝吊桿。

　　3.3 三汊磯大橋的落梁法施工簡(jiǎn)介

　　對(duì)于三汊磯大橋，待全部鋼箱梁按照成橋線型標(biāo)高頂推施工就位后，通過(guò)起頂中跨的LSD2-LSD5這4個(gè)臨時(shí)墩頂上事先設(shè)置好的頂推滑道，根據(jù)空纜與成橋主纜線形的變化情況，將加勁鋼箱梁沿豎向起頂一定的高度，使得吊索能在無(wú)應(yīng)力狀態(tài)下安裝就位，待全部吊索安裝完成后，逐步落梁至各梁段的成橋設(shè)計(jì)標(biāo)高，使主纜和吊桿共同承受原本由4個(gè)臨時(shí)墩承受的鋼箱梁荷載，以達(dá)到完成體系轉(zhuǎn)換的目的。

　　起頂時(shí)11、12號(hào)墩鋼箱梁豎向位置不變（事先在壓重梁段上壓重）。因臨時(shí)墩支反力較大，若采用千斤頂直接頂升鋼箱梁，則在滑道與箱梁結(jié)合部位處易產(chǎn)生應(yīng)力集中而造成鋼箱梁局部屈曲變形，故可通過(guò)起頂滑道梁上、下游兩側(cè)設(shè)置在分配梁位置的鋼牛腿（每一滑道梁設(shè)4個(gè)）來(lái)起頂滑道梁，進(jìn)而起頂鋼箱梁，然后在無(wú)應(yīng)力狀態(tài)下安裝吊桿，安裝完畢后再逐步落梁。起頂過(guò)程中在滑道梁與分配梁之間加設(shè)鋼墊塊，以逐步將鋼箱梁起頂?shù)皆O(shè)計(jì)位置（鋼墊塊高度根據(jù)實(shí)際情況確定）。對(duì)每一滑道梁采用4臺(tái)千斤頂，每2個(gè)千斤頂共配1臺(tái)油泵，以盡量做到同步均勻地起頂滑道梁。

　　4、三汊磯大橋落梁法成橋的施工過(guò)程仿真分析

　　4.1 箱梁起頂施工過(guò)程仿真分析模型施工技術(shù)方法確定后，必須考慮具體施工過(guò)程中的控制操作流程，而決定操作流程的是結(jié)構(gòu)安全性，包括各臨時(shí)墩的起頂安全性、鋼箱梁的應(yīng)力及變形安全性等。

　　4.2 箱梁起頂點(diǎn)起頂量的確定在鋼箱梁起頂施工過(guò)程中，處理的關(guān)鍵在于對(duì)各起頂點(diǎn)起頂量的確定。由于主纜自由懸掛狀態(tài)與成橋狀態(tài)的索夾節(jié)點(diǎn)存在一定的豎向位移差，各吊索的設(shè)計(jì)長(zhǎng)度又是確定的，所以這意味著對(duì)鋼箱梁起頂量的確定至少需要滿足這種豎向位移差的變化要求，同時(shí)，還要兼顧鋼箱梁頂推后實(shí)際線形與理論線形間的誤差、主纜安裝誤差、溫度影響修正及橋面施工荷載的影響。通過(guò)數(shù)值分析方法，以理想化的頂推完成線形作為鋼箱梁無(wú)應(yīng)力線形。

　　4.3 鋼箱梁頂升的操作流程安全性及可行性分析

　　 臨時(shí)墩的安全性分析當(dāng)4個(gè)臨時(shí)墩各自總的起頂量確定后，需要根據(jù)頂升用的千斤頂?shù)男谐檀_定頂升的級(jí)數(shù)，以及每級(jí)各頂升點(diǎn)的頂升控制量等實(shí)際施工控制性數(shù)據(jù)。在確定這些控制性數(shù)據(jù)時(shí)，必須保證起頂施工中各支承墩（臨時(shí)墩和永久墩）的反力及鋼箱梁的應(yīng)力水平必須控制在允許范圍內(nèi)，因?yàn)檫@些均與起頂量的大小密切相關(guān)。為此，需要建立施工階段仿真分析模型來(lái)確定頂升分級(jí)數(shù)以及每一級(jí)起頂量。經(jīng)過(guò)多次模型試算分析發(fā)現(xiàn)：當(dāng)采用15級(jí)均勻分級(jí)頂升施工時(shí)，即使發(fā)生個(gè)別臨時(shí)墩頂升量不同步的情況，所引起的支墩反力也不會(huì)超過(guò)設(shè)計(jì)承載力，此時(shí)臨時(shí)墩在施工中處于安全狀態(tài)。

　　當(dāng)中跨鋼箱梁頂起后，根據(jù)數(shù)值分析可知：靠近兩主塔范圍邊跨的6個(gè)梁段（約60m長(zhǎng)）會(huì)產(chǎn)生一定程度的下沉，下沉量最大約為70mm，不加調(diào)整的話，會(huì)對(duì)邊跨的吊桿安裝造成一定的困難。在實(shí)際操作過(guò)程中，可以對(duì)兩邊孔內(nèi)LSD1與LSD6這兩個(gè)臨時(shí)墩進(jìn)行適當(dāng)?shù)钠痦敚�以滿足邊孔吊桿安裝的需要。