大跨拱桥无支架悬拼成拱技术

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1、大跨拱桥无支架悬拼成拱技术李文琪杨燕周孝余温斌（中交集团三局桥梁特种工程公司）摘要：随着桥梁施工技术的不断进步，大跨拱桥以其跨度大、施工方便、外型独特、美观、经济适中等优点，越来越成为特定地形条件下的首选桥型。无支架悬拼成拱技术是目前大跨拱桥成拱的主要施工手段之一，本文通过几座大跨拱桥无支架悬拚成拱的实例，介绍我国在无支架悬拼成拱技术上的创造性发展，为大跨拱桥施工提供了一种技术成熟、安全可靠的施工方法，该施工方法的最大吊重已达400吨，缆索跨度已超过700米。关键词：大跨拱桥、悬拼成拱、复合式缆索吊机1重庆万州长江大桥钢管劲性骨架采用复合式缆索吊机悬拼成拱重庆万州长江公路大

2、桥1997年建成通车，是主跨420m、矢跨比1/5的上承式钢筋砼箱形拱桥，其跨度居同类桥梁世界第一，采用钢管劲性骨架成拱。桥下是长江一级航道施工全过程不能断航，两岸是三峡V型河床岸壁陡峭，采用通常使用的缆索吊机悬拼劲性骨架成拱施工难度很大。经过技术攻关，采用创新的复合式缆索吊机施工技术，解决了该桥的成拱施工技术难题（图1）。图1重庆万州大桥吊装施工布置图1.1复合式缆索吊机的成拱技术复合式缆索吊机，是将斜拉桥的主梁采用节段悬拼的施工工艺引进拱桥施工，将传统的缆索吊机系统和斜拉桥主梁悬拼施工过程的扣锚系统相结合组成的一种新型吊机，用于大跨度拱桥多节段拱肋安装或斜拉桥用缆索吊机

3、进行悬拼安装施工。其主要工作原理为：视大跨拱桥的拱圈（拱肋或劲性骨架）为弧形斜拉桥的主梁，采用斜拉桥悬拼主梁的施工方法成拱，拱圈可分为任意节段吊装。劲性骨架成拱的安装施工：将全桥劲性骨架分成36个吊装单元，每个单元长13m，宽15.6m，高6.45m，重61.25t，采用缆索吊机,对36个吊装单元进行整体逐段吊装，两岸对称悬拼劲性骨架合龙成拱。2复合式缆索吊机的构造和使用：（图2）复合式缆索吊机由吊机系统和扣锚系统组成：吊机系统为普通缆索吊机；扣锚系统由扣锚塔、扣索（扣锚塔和拱肋联结为扣索）、锚索（扣锚塔和地锚联结为锚索）和地锚组成。吊装索塔顺桥单向铰结于扣锚塔（墩）顶；扣

4、锚系统的扣索和锚索交叉锚固于扣锚塔（墩）顶的锚梁两侧。图2复合式缆索吊机成拱缆索吊机：索跨435m,上下游设两组吊重各80t的承重缆索（4个吊点），两组压塔索和两组工作索，在两岸岩层中设桩式地锚承受8000KN拉力，采用万能杆件拼装的双柱式门型索塔，高46.5m，宽22m，立柱间设三道横梁，单塔自重150t，支承在交界墩盖梁的悬臂端。两岸岩壁陡峭，索塔无法设置横向缆风，其横向稳定依靠索塔自身刚度保证，纵向稳定依靠塔顶上下游各设置的2×2Φ47.5压塔钢索保证，压塔索安装垂度L/46，与塔顶固结，索塔顺桥向允许发生H/100（即45cm）的偏位。劲性骨架通过长江水道船运到桥下

5、直接用缆索吊机起吊，最大起吊高度140m。实践证明：无法设置横向缆风索的索塔，增大横向刚度和设置压塔索后同样能保证结构稳定，吊装过程中，索塔纵向实际最大偏位35cm。扣锚系统：利用85m高交界墩作扣锚塔，在交界墩上浇注钢筋砼扣锚梁，缆索吊机每吊装一段,在扣锚梁两侧张拉对应组的扣锚索；每岸50根扣索，32根锚索，全桥共164根24Φ5高强钢丝扣锚索。将南岸0#墩和北岸10#墩的嵌岩钢筋砼基础扩大加强，按承受20000KN拉力设置钢筋砼地锚，锚固南、北岸的锚索。每组扣、锚索的实际张拉索力，通过控制交界墩顶的顺桥向偏位≤H/1500即≤5cm确定（即扣锚塔顶水平分力之和为零）。主

6、拱圈劲性骨架的36个吊装桁段，每悬拼3段为一组扣段，安装一组扣索，全桥共设12组扣索，南、北岸各6组。在安装扣索之前，悬拼第1扣段的第1、2段骨架和其余扣段的第2段骨架时，需要安装一组临时扣索稳定骨架，临时扣索采用2×ф47.5钢绳滑车组，通过临时索鞍与卷扬机相连。劲性骨架悬拼过程的施工监控：用两台红外全站仪观测高程，两台T2经纬仪观测拱轴线，用频谱分析仪测量扣、锚索的索力，在劲性骨架的计算控制截面处贴应变片测定各安装状态下的实际应力，劲性骨架高程和拱轴线偏位通过扣索索力的变化调控。安装过程中实测的劲性骨架各节点标高误差、轴线偏移、扣锚索索力，骨架各部位应力等均与设计值吻合

7、。主拱的36个劲性骨架吊装单元40个工作日实现了悬拼合龙。本桥是复合式缆索吊机在特大跨拱桥施工的首次应用，是我国具有独立知识产权的创新技术,1999年获得国家实用新型专利。2重庆巫峡长江大桥采用复合式缆索吊机的成拱技术重庆巫峡长江大桥位于长江巫峡入口处，为中承式钢管砼双肋拱桥，桥长612.2m，桥宽19m，跨径460m，居同类型桥梁世界第一。该桥采用复合式缆索吊机悬拼吊装成拱（图3）。上下游拱肋各分为22个吊装单元加上横向联系的20个吊装单元共64个吊装单元，构件通过长江水道船运到桥下，缆索吊机从船上直接起吊，空中