关于悬索桥施工技术的探讨111

关于悬索桥施工技术的探讨

摘要：悬索桥（suspension bridge）是特大跨径桥梁的主要形式之一，由19世纪末期发展起来的．因该形式桥梁受力性能好，跨越能力强，轻型美观，施工方便

等因数，在大跨度桥梁中具有明显技术经济优势，成为大跨度桥梁首选桥型．随

着我国大跨度桥梁建设的需求，悬索桥在国内将得到前所未有的发展。

关键词：悬索桥；施工；总结

引言：悬索桥是以受拉主缆为主要承重构件的桥梁结构，由含基础的桥塔、

锚碇、主缆、吊索、加劲梁、鞍座和桥面结构等多部分构成。因固有的以高强钢

丝作为主要承拉结构方式，赋予悬索桥受力合理、跨越能力强、施工安全快捷和

整体造型美观等突出结构优势。也正鉴于此，使得悬索桥在现代工程建设中的应

用空间进一步拓展，并日渐发挥着愈加显著的功用。本文从技术层面，对悬索桥

的施工技术进行剖析，以期提供一定的参考借鉴。

一、悬索桥简介

悬索桥（suspension bridge）是指以承受拉力的缆索作为主要承重构件的桥梁，由主缆索、索塔、锚碇、吊索（吊杆）、桥面结构等部分组成．主缆索通过索鞍

悬挂于索塔并锚固于两岸（或桥两端）作为主要承重构件，一般由多股钢丝挤压成，每股钢丝由多根钢丝组成：主缆索几何形状由力的平衡条件决定，一般接近

于抛物线。索塔主要承受主缆索的压力，一般采用混凝土浇筑而成，也有部分桥

梁采用钢结构的索塔；在索塔的顶部设置有索鞍，用于支撑主缆索。锚碇是主缆

索锚固装置的总称，由砼锚块（含钢筋）及支架、锚杆、鞍座（散索鞍）等组成。主缆索经过转向、展开、锚固等构件进入锚碇。吊索是从主缆索垂下的缆索，用

于将桥面吊住．吊索通过索夹与主缆索相连，将桥面结构的重力传递到主缆索上；在桥面和吊索之间通常设置有加劲梁，并同缆索形成组合体系，以减小活载所引

起的挠度变形。悬索桥按缆索体系可分为单跨、双跨、三跨以及多跨；按照主缆

索的锚固方式可分为地锚式、自锚式。

二、施工工艺

根据悬索桥结构形式不同进行，对于无塔岩锚式，进行锚硐、耳硐开挖、地

锚管埋设、将主索或引导钢丝绳缠绕到地锚管上，并准确定位，最后将锚硐及其

耳碉采用混凝土浇筑封堵；对于无塔重力式，进行重力式地锚坑开挖、地锚管埋设、将主索或引导钢丝绳缠绕在地锚管上。并准确定位，再进行重力式地锚坑的

混凝土浇筑配重回填施工。其施工一般流程为：施工准备—基础开挖及支护—混

凝土施工叶牵引系统安装—主索索安装—钢横梁安装—桥面系安装—试载及验收。

三、悬索桥施工技术简介

1．锚碇施工。锚碇主要由锚块、锚杆、鞍座等组成。锚块的主要功能是容纳锚碇的锚固系统、传递大缆拉力到岩体，形式可分为重力式和隧道式；若锚碇处

有坚实岩层靠近地表，修建隧道锚有可能比较经济；但隧道锚有传力机理不明确

的缺点。适合建造隧道锚的锚址地质条件应具有以下特点。（1）锚址区的地质

条件应是区域稳定的。锚址区不应有滑坡、崩塌、倾倒体及层问滑动等区域性地

质灾害存在，不应有深大断裂带通过。（2）锚址区的岩体应具有较强的整体性．锚址区的岩体不应存在较多的裂隙、层理等地质构造，这些构造降低了岩体

的整体性，对控制隧道锚的变位极为不利。（3）锚址区的岩体应具有较高的强度。由于隧道锚的承载能力与岩体的强度密切相关，故要求锚址区的岩体应具有

较高的强度以达到隧道锚的承载要求。如果锚块采用重力式锚，情况一若锚址区

有坚实基岩层靠近地表，应让锚块嵌入基岩，使位于锚块前的基岩凭借承压来抵

抗主缆索的拉力，例如广东汕头海湾大桥，就是利用两岸山体岩层来抵抗主缆拉力；若锚址区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；若坚实基岩层埋识更深，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）等探基础，这样的锚碇造价是比较昂

贵的。锚杆的主要作用是作为开挖的初期支护、加强锚体、岩体问的连接、提高

锚洞周围开挖扰动带的强度，同时利用锚杆孔完成对锚体围岩的灌浆。其设置应

根据278企业导报2011年第3期锚洞围岩整体结构连续性状况及锚洞围岩普遍

存在的松弛圈厚度范围，并结合力学分析的结果综合确定。鞍座直接承受由主缆

索作用于散鞍的压力，并传递到基岩层上．

2．索塔施工．索塔塔身一般采用翻模法分段浇筑，在主塔连结板的部位要注意预留钢筋及模板支撑预埋件．索塔塔身的施工控制主要是垂直度监控，每段混

凝土施工完毕后，在第二天早晨8：00至9：00间温度相对稳定时，利用全站仪

对塔身垂直度进行监控，以便调整塔身混凝土施工，应避免在温度变化剧烈时段

进行测试，同时随时观测混凝土质量，及时对混凝土配比进行调整。索塔塔身浇

筑完成后检查顶面标高，符合设计要求后清理表面准备安装索鞍：索鞍既可以整

体吊装，也可以分块吊运后再组装；索鞍安装应严格控制索鞍横向轴线偏差、标

高偏差．并要求鞍体底面与底座密贴，四周缝隙用黄油填实。

3．主缆索施工。主缆索是悬索桥的主要受力构件，一般由多股钢索挤压而成，为确保主缆索受力均匀，主缆索每股钢索必须与基准索保持平行。并且主缆索在

架设过程中必须妥善保护，不得损坏主缆索钢丝。主缆索施工时需要架设循环索

作为主缆索索股牵引的动力，架设猫道作为主缆施工的操作平台，一般主要施工

工序为：（1）建立牵引系统、架设猫道；（2）主缆索股牵引：（3）单端冷铸

锚头的制作；（4）整形；（5）线形调整：（6）主缆定型：（7）安装索夹、吊索。主缆索架设方法分为空中送丝法（As法）及预制索股法（Pws法）。无论采

用那种架设方法，均需要设置一根基准丝（或基准股），用于调整其他丝股的垂

直度。为主缆索的整形、线性调整及定型做好基础：国内广东汕头海湾大桥、虎

门大桥、西陵大桥、江阴长江大桥都是采用预制索股法进行架设的。主缆索初步

整形应选在气温稳定的夜间进行．整形时首先在主跨1／2，3／4，边跨1／2处

确定钢丝束排列有无差异、钢丝是否平行。若有则及时调整。然后用钢带打包捆扎，捆扎间距开始较大，然后用二分法加密直到2．5m～5m一道。主缆索初步

整形后需要利用紧缆机挤紧，挤紧首先从两主塔向中跨跨中挤紧，然后再从主塔

分别向两边跨挤紧，挤紧间距为lm。挤紧后在挤紧压块前后备用钢带捆扎—道，

间距约0．5m。主缆索挤紧后主缆断面，空隙率均应满足设计要求。主缆索在完

成大部分恒载作用之后进行主缆缠丝及主缆防腐工作．

4．加劲梁施工。加劲梁架设以主缆为脚手架，通过可在主缆上沿纵桥向行走的提升架分段提升悬挂于吊索上。具体实施过程为：用驳船浮运梁段至安装位置

下方，提升梁上的卷扬机放下提升钢丝绳，通过平衡梁连接加劲梁节段，待卷扬

机将梁段提升至吊索位置后，连接吊索下端与梁段吊点，并将该节梁段与毗邻梁

段临时铰接，后松开平衡梁，完成梁段吊装。具体施工中，加劲梁的架设顺序一

般为从桥塔两侧分别向两侧桥台及主孔跨中推进，或者从主孔跨中及两侧桥台分

别向桥台两侧按相反顺序推进。但无论采纳何种顺序，均应将主缆变形对加劲梁

线性的影响纳入考虑之列，并参照仿真模拟和模型试验结果，同时结合桥梁自身

特点，优选施工工序及流程，以获取最高施工效率和最佳工程质量。