自锚式悬索桥施工控制PPT课件
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哈尔滨工业大学交通科学与工程学院
2、施工监控的意义
自锚式吊桥为高次超静定结构，主缆和吊杆为主梁的主要承重结 构，主缆线形和吊杆拉力决定着主梁和塔柱的受力状态以及桥面线 形，主缆和吊杆必需严格按照一定的安装和张拉顺序、张拉力进行 施工，才能实现设计状态。但是施工必然存在误差，因此施工需要 专门的施工控制，施工控制人员在现场对主缆线形、吊杆索力、主 梁应力、主梁线形、塔柱变形、塔柱应力和索鞍偏位等进行量测和 计算分析，给出施工必需的各项控制数据，对该桥施工过程进行严 格、科学的监测和控制，及时调整由于各种不定因素引起的索力和 线形的偏差，避免误差的积累，使成桥状态的结构内力和主梁、主 缆线形满足设计要求，保证施工期间结构的安全。
5 .-2006-山东
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自锚式悬索桥的另一特点：即为了减小主梁承担主 缆的水平分力,往往加大主缆的矢跨比,例如北港桥 (日)为1:6；永宗桥(韩)为1:5；中国丽君桥为1：5.49， 这显然大于有锚碇悬索桥1:10的矢跨比。由于跨度 较小和主缆直径相对较小及主缆如此陡峻的纵向坡 度，不可能采用常规的紧缆机、缠丝机、缆载吊机 等大型机具进行施工；先架梁，后挂索，可以不必 采用传统悬索桥的猫道进行挂索。
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具体工作如下： 1）首先将1#～13#吊索下端的螺母刚好完全戴到锚杯上。 2）利用4套千斤顶对称依次张拉14#～28#吊索，完成吊索的
第一次张拉。张拉过程中14#～20#吊索需要临时接长，张拉 到位后可将螺母完全戴到锚杯上；21#～28#吊索（共30根） 在第一次张拉结束后，仍需要接长杆，接长杆的长度约在 12～80cm范围内（该值以温度15度为准，随施工温度不同而 不同）。
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3、初步拟定的施工程序 根据施工单位提出的本桥施工方案，经过对本桥施工过程
进行仿真模拟计算，并结合正在进行的模型实验已取得的成 果，初步拟定了该桥主缆架设至成桥的施工程序，该程序大 致可分为以下四个阶段：
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（1）主缆架设及索夹安装 在各索鞍按照设计位置安装后，开始进行主缆索股的架设，
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自锚式悬索桥施工控制
1 .-2006-山东
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2Hale Waihona Puke Baidu
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3 .-2006-山东
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• 早在1859年，奥地利工程师约瑟夫·郎金就写出了悬索桥“自锚”的 设想，美国工程师查理斯·本德在1867年申请了自锚式悬索桥构思的 专利。
• 1990年日本建成主跨300m的北港桥，1999年韩国建成主跨300m的永 宗桥。
• 我国在2002年建成主跨70m的桂林丽君桥，它是我国第一座自锚式 悬索桥，2002年7月开工的苏州竹园桥（40+90+40m）我国第二座， 天津子牙河桥（46+115+46m）是第三座。
4 .-2006-山东
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• 1915年德国建成主跨185m的科隆-迪兹桥，它是采用木脚手架先架钢 梁，后挂主缆的。选择这种桥式的主要理由除美观外，是担心地质 条件不允许修建锚碇。
• 基于同样理由，德国在1929年建成主跨315m当时欧洲跨度最大的科 隆-米尔海姆自锚式悬索桥。后来的发展，除了因为它没有锚碇，还 因为它按弹性理论假定进行设计比较简单。
6 .-2006-山东
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1、万新大桥主桥概况
抚顺市浑河万新大桥主桥是一座自锚式混凝土吊桥，主跨为160m，边跨 70m，锚固跨15m，全长15+70+160+70+15＝330m，主梁为五跨连续箱梁， 主缆中心距26.5m，吊索沿顺桥向间距5m。主梁为钢筋混凝土箱梁，箱梁 标准断面为单箱五室，梁宽41m，梁中心高度2.5m，箱梁内每5m设一道横 隔梁。索塔为H型，塔柱为矩形截面，尺寸为2.5mx3.5m，基础为扩大基础。 主缆中跨矢跨比为1/6，主缆直径54.3cm，由85根φ54mm镀锌钢丝绳组成， 钢丝标准强度为1960Mpa，主缆由单根连续的钢丝绳绕过全部索鞍形成。 吊杆采用121根φ7.1mm镀锌高强平行钢丝，强度为1670Mpa。塔顶设可滑 动索鞍，锚固跨主梁内设两个可滑动索鞍和一个固定索鞍。可滑动鞍座下 设聚四氟乙烯滑板，塔顶设置顶推钢结构装置，施工时利用千斤顶实现索 鞍偏移。
“自锚”即不需要一般悬索桥的巨大锚碇，主 缆锚固于边跨主梁的跨中或端部，由主梁承担主缆 的水平分力和竖向分力。为此必须先架梁，后挂索。 它的主要优点除美观外，节省了巨大锚碇的工程费 用，也给软土地基不便建造锚碇的桥址提供了修建 悬索桥的方法。由于它的施工程序与悬索桥恰恰相 反，主梁又要承担主缆传递的力，故只能达到中等 跨度。跨度再大就不经济了。
各根索股必须严格按照其编号顺序架设，并使索股上的标记与 相应索鞍一一对应。1#索股（基准索股）钢丝绳架设完毕后， 需严格检查各控制标记点的位置，在稳定的气温下测量主缆线 形，根据测量获得的误差结果，进行索形的调整，并查明产生 误差的原因，为以后的索股架设积累经验，最终使其线形满足 设计要求。
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基准索股架设后，其它索股应同时利用控制点标记和基准 索股的线形进行架设，各索股的接头放在准确的位置上，各索 股的线形与基准索股应协调。
主缆全部索股架设完毕后，进行紧缆。 主缆紧缆后，开始安装索夹和吊索。索夹位置应按照设计 编号和位置准确安装，索夹的高强螺栓应确保达到设计预拉力 并使各螺栓受力均匀。
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（2）主梁脱模的吊索张拉 吊索安装完毕，可进行主梁脱模的吊索张拉。由于受
到各种因素的限制，如吊索长度、吊索承载力、张拉设 备的能力和数量、索塔受力、主梁受力等，需要对吊索 进行多次反复张拉，才能使主梁安全脱离支架。为了尽 量减少吊索反复张拉次数、减少张拉接长杆的数量和长 度、降低吊索的最大张拉力，并结合吊索和主梁的承载 力，初步拟定张拉过程中采用8套张拉设备，吊索的最 大拉力不超过300t，在此基础上，计算和实验表明，通 过对全桥吊索进行四次张拉，然后对中跨的部分吊索进 行调整，可以使主梁脱离支架。
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2、施工监控的意义
自锚式吊桥为高次超静定结构，主缆和吊杆为主梁的主要承重结 构，主缆线形和吊杆拉力决定着主梁和塔柱的受力状态以及桥面线 形，主缆和吊杆必需严格按照一定的安装和张拉顺序、张拉力进行 施工，才能实现设计状态。但是施工必然存在误差，因此施工需要 专门的施工控制，施工控制人员在现场对主缆线形、吊杆索力、主 梁应力、主梁线形、塔柱变形、塔柱应力和索鞍偏位等进行量测和 计算分析，给出施工必需的各项控制数据，对该桥施工过程进行严 格、科学的监测和控制，及时调整由于各种不定因素引起的索力和 线形的偏差，避免误差的积累，使成桥状态的结构内力和主梁、主 缆线形满足设计要求，保证施工期间结构的安全。
5 .-2006-山东
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自锚式悬索桥的另一特点：即为了减小主梁承担主 缆的水平分力,往往加大主缆的矢跨比,例如北港桥 (日)为1:6；永宗桥(韩)为1:5；中国丽君桥为1：5.49， 这显然大于有锚碇悬索桥1:10的矢跨比。由于跨度 较小和主缆直径相对较小及主缆如此陡峻的纵向坡 度，不可能采用常规的紧缆机、缠丝机、缆载吊机 等大型机具进行施工；先架梁，后挂索，可以不必 采用传统悬索桥的猫道进行挂索。
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具体工作如下： 1）首先将1#～13#吊索下端的螺母刚好完全戴到锚杯上。 2）利用4套千斤顶对称依次张拉14#～28#吊索，完成吊索的
第一次张拉。张拉过程中14#～20#吊索需要临时接长，张拉 到位后可将螺母完全戴到锚杯上；21#～28#吊索（共30根） 在第一次张拉结束后，仍需要接长杆，接长杆的长度约在 12～80cm范围内（该值以温度15度为准，随施工温度不同而 不同）。
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3、初步拟定的施工程序 根据施工单位提出的本桥施工方案，经过对本桥施工过程
进行仿真模拟计算，并结合正在进行的模型实验已取得的成 果，初步拟定了该桥主缆架设至成桥的施工程序，该程序大 致可分为以下四个阶段：
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（1）主缆架设及索夹安装 在各索鞍按照设计位置安装后，开始进行主缆索股的架设，
哈尔滨工业大学交通科学与工程学院
自锚式悬索桥施工控制
1 .-2006-山东
哈尔滨工业大学交通科学与工程学院
2Hale Waihona Puke Baidu
哈尔滨工业大学交通科学与工程学院
3 .-2006-山东
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• 早在1859年，奥地利工程师约瑟夫·郎金就写出了悬索桥“自锚”的 设想，美国工程师查理斯·本德在1867年申请了自锚式悬索桥构思的 专利。
• 1990年日本建成主跨300m的北港桥，1999年韩国建成主跨300m的永 宗桥。
• 我国在2002年建成主跨70m的桂林丽君桥，它是我国第一座自锚式 悬索桥，2002年7月开工的苏州竹园桥（40+90+40m）我国第二座， 天津子牙河桥（46+115+46m）是第三座。
4 .-2006-山东
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• 1915年德国建成主跨185m的科隆-迪兹桥，它是采用木脚手架先架钢 梁，后挂主缆的。选择这种桥式的主要理由除美观外，是担心地质 条件不允许修建锚碇。
• 基于同样理由，德国在1929年建成主跨315m当时欧洲跨度最大的科 隆-米尔海姆自锚式悬索桥。后来的发展，除了因为它没有锚碇，还 因为它按弹性理论假定进行设计比较简单。
6 .-2006-山东
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1、万新大桥主桥概况
抚顺市浑河万新大桥主桥是一座自锚式混凝土吊桥，主跨为160m，边跨 70m，锚固跨15m，全长15+70+160+70+15＝330m，主梁为五跨连续箱梁， 主缆中心距26.5m，吊索沿顺桥向间距5m。主梁为钢筋混凝土箱梁，箱梁 标准断面为单箱五室，梁宽41m，梁中心高度2.5m，箱梁内每5m设一道横 隔梁。索塔为H型，塔柱为矩形截面，尺寸为2.5mx3.5m，基础为扩大基础。 主缆中跨矢跨比为1/6，主缆直径54.3cm，由85根φ54mm镀锌钢丝绳组成， 钢丝标准强度为1960Mpa，主缆由单根连续的钢丝绳绕过全部索鞍形成。 吊杆采用121根φ7.1mm镀锌高强平行钢丝，强度为1670Mpa。塔顶设可滑 动索鞍，锚固跨主梁内设两个可滑动索鞍和一个固定索鞍。可滑动鞍座下 设聚四氟乙烯滑板，塔顶设置顶推钢结构装置，施工时利用千斤顶实现索 鞍偏移。
“自锚”即不需要一般悬索桥的巨大锚碇，主 缆锚固于边跨主梁的跨中或端部，由主梁承担主缆 的水平分力和竖向分力。为此必须先架梁，后挂索。 它的主要优点除美观外，节省了巨大锚碇的工程费 用，也给软土地基不便建造锚碇的桥址提供了修建 悬索桥的方法。由于它的施工程序与悬索桥恰恰相 反，主梁又要承担主缆传递的力，故只能达到中等 跨度。跨度再大就不经济了。
各根索股必须严格按照其编号顺序架设，并使索股上的标记与 相应索鞍一一对应。1#索股（基准索股）钢丝绳架设完毕后， 需严格检查各控制标记点的位置，在稳定的气温下测量主缆线 形，根据测量获得的误差结果，进行索形的调整，并查明产生 误差的原因，为以后的索股架设积累经验，最终使其线形满足 设计要求。
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基准索股架设后，其它索股应同时利用控制点标记和基准 索股的线形进行架设，各索股的接头放在准确的位置上，各索 股的线形与基准索股应协调。
主缆全部索股架设完毕后，进行紧缆。 主缆紧缆后，开始安装索夹和吊索。索夹位置应按照设计 编号和位置准确安装，索夹的高强螺栓应确保达到设计预拉力 并使各螺栓受力均匀。
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哈尔滨工业大学交通科学与工程学院
（2）主梁脱模的吊索张拉 吊索安装完毕，可进行主梁脱模的吊索张拉。由于受
到各种因素的限制，如吊索长度、吊索承载力、张拉设 备的能力和数量、索塔受力、主梁受力等，需要对吊索 进行多次反复张拉，才能使主梁安全脱离支架。为了尽 量减少吊索反复张拉次数、减少张拉接长杆的数量和长 度、降低吊索的最大张拉力，并结合吊索和主梁的承载 力，初步拟定张拉过程中采用8套张拉设备，吊索的最 大拉力不超过300t，在此基础上，计算和实验表明，通 过对全桥吊索进行四次张拉，然后对中跨的部分吊索进 行调整，可以使主梁脱离支架。