宜昌市交通投资有限公司
摘要：大跨径悬索桥加劲梁吊装顺序的选择对悬索桥能否更好的施工以及控制全桥应力线形有着至关重要的作用。以宜昌庙嘴长江大桥大江桥为例，提出两种吊装方案，通过MidasCivil建立有限元模型对比分析不同吊装方案下的塔底应力，跨中位移，主缆变形确定最优方案即从跨中向桥塔方向进行加劲梁吊装方案并对其施工顺序进行详细说明，为今后更多的加劲梁吊装施工提供了参考。
关键词：悬索桥加劲梁吊装方案应力位移
前言
悬索桥加劲梁的吊装顺序对悬索桥施工过程中塔底应力、跨中位移、主缆变形都有至关重要的影响，选取一个适合的加劲梁吊装顺序对悬索桥的后续施工乃至成桥后的受力很重要[1]。姚清涛等人对三跨连续悬索桥的吊装顺序进行了对比[2]，连飞飞也给出了三跨悬索桥不同的吊装顺序[3]，一致认为三跨悬索桥因其结构复杂，要制定多种吊装顺序方案，并通过方案模拟得出不同吊装顺序下结构内力和位移变化等数据，从而对比确定最优吊装顺序。但是，对于单跨悬索桥，对吊装顺序的对比研究并不是很多。韦世国等人对一种吊装方案进行了详细的研究[4]，何为也对单跨悬索桥两种主要的架设方式进行了简单的说明[5]，却并没有进行深入具体的分析。本文以宜昌庙嘴长江大桥大江桥为依托，对其加劲梁吊装顺序进行了详细介绍，并对单跨悬索桥吊装顺序进行了比对验证。
1工程概况
宜昌庙嘴长江大桥大江桥为单跨838m钢混结合梁悬索桥，主缆跨径布置为250+838+215m。中跨主缆矢跨比为1/10，矢度83.8m。中跨两根主缆横向中心距为26.0m，理论散索点到点军侧主塔中心面的距离为250m，理论散索点到西坝侧主塔中心面的距离为215m。主梁在主塔处上、下游均设纵向活动支座，主梁与主塔间上、下游均设置横向抗风支座，主梁端部纵向与主塔间设液压阻尼器。为了改善桥梁的抗风性能，每根主缆中跨跨中处两侧附近设置2道柔性人字形中央短斜索（中央扣索）来形成缆梁联结。总体布置如图1所示。
根据两方案中各个主塔底部拉应力变化图可以看出只要顶推量及顶推时机选择合适，两方案均只在加劲梁吊装过程中短暂出现过较小拉应力，主塔底部仍以压应力为主，均满足控制要求。
图8为两方案在加劲梁吊装各个工况下跨中竖向位移变化。
通过对两方案跨中竖向位移的比较，可以看出在加劲梁吊装过程中，方案一跨中变形比方案二更小，对整个施工控制更加有利。而方案二主缆跨中标高随加劲梁吊装先升高后降低，最高点与最低点差值可达14m，一方面影响临时连接的稳定性，另一方面为控制猫道与主缆相对高差，保证猫道承重索与改吊绳均匀受力，还需多次调整猫道承重索长度。
综上，两种方案施工过程中结构均处于安全状态，方案一施工过程中主缆变形幅度较小，对施工更加有利；方案二施工过程中结构满足安全要求，但施工过程中需要考虑主缆变形带来的影响，采取相应措施予以解决。
3吊装方案及工艺要求
根据模拟对比并考虑现场实际情况，庙嘴长江大桥加劲梁吊装最终选用第一种方案，即从跨中开始向两侧进行吊装。
当缆载吊机安装调试并验收合格后，将其沿主缆走行至跨中C梁段索夹位置锚固待用。同时，将装有C梁段的运梁船停靠于码头，并将预制的桥面混凝土预制板吊装至运梁船上与C梁段临时结合。为了缆载吊试吊，在C梁段混凝土桥面板顶面布置一定数量的水袋，并向里注入10%自重的江水封闭待用。将运梁船开至缆载吊机正下方抛设临水锚动力定位，同时配备2艘机驳船辅助运梁船定位。将缆载吊机吊具下放至待架C梁段吊点位置，将吊具与C梁段吊点相连。满足要求后，将缆载吊机启动提升C梁段离开运梁船进行缆载吊机110%动载试吊。试吊完成后，将水排掉并将空水袋移至运梁船上。缆载吊机将C梁段提升至设计位置，并将其与吊索相连。缆载吊机卸载并将吊具与C梁段吊点分离，接着将缆载吊机沿主缆行驶至A2-01‘梁段索夹位置锚固待用。
接着分别对两个主塔顶主鞍座进行第一次复位顶推并将其临时锁定。顶推完成后，用同样的方法将A2-01、D、A2-01’、D’梁段吊装，并按阶段相互进行临时连接。
继续分别对两个主塔顶主鞍座进行第二次复位顶推并将其临时锁定。顶推完成后，按照同样方法对称完成加劲梁段A2-02~A2-06（A2-02’~A2-06’）架设。
架设完成后，对两个主塔顶主鞍座进行第三次复位顶推并对其进行锁定。同时在架梁过程中按航道部门同意的方案进行航道变迁。按照相同的方法依次对称完成加劲梁段A2-07~A2-09（A2-07’~A2-09’）、A1-01~A1-08（A1-01’~A1-08’）架设。
架设完成后，对两个主塔顶主鞍座进行第四次复位顶推和对其进行临时锁定。同时在架梁过程中按航道部门同意的方案进行航道变迁。按照相同的方法依次对称完成加劲梁段A1-09~A1-10（A1-09’~A1-10’）架设。
将载有B、A1-15、A1-14、A1-13、B’、A1-15’、A1-14’、A1-13’、A1-12’梁段的运梁船停靠于各自待架设梁段正下方，并分别用缆索吊机将其提升离开运梁船并水平荡移至架梁膺架顶面临时存放。点军侧在A1-14梁段荡移至架梁膺架上后，站位于A1-12索夹位置处的缆载吊机再爬行至A1-15梁段索夹位置锚固锁定，将位于梁膺架顶面的B梁段垂直提升和水平荡移至DJ1#塔墩旁托架上并按设计要求就位（向边跨预偏40cm）。一样的方法将位于梁膺架顶面的B’梁段垂直提升和水平荡移至DJ2#塔墩旁托架上并按设计要求就位（向边跨预偏40cm）。重复上述吊装过程，依次对称架设A1-11~A1-14（A1-11’~A1-14’）梁段，此时大江航道恢复正常运行。
缆载吊机移动分别爬行至A1-15和A1-15’梁段索夹位置处锚固锁定，吊装A1-15和A1-15’合拢段梁段，同时利用千斤顶和倒链调整B和B’梁段至设计位置并将A1-15（A1-15’）分别于B（B’）和A1-14（A1-14’）临时连接。再将B和B’梁段与各自的竖向支座、水平支座连接。
自DJ1#、DJ2#塔处向跨中逐步将各节段梁间的混凝土桥面板复位，同步安装各节段梁内桥面板湿接缝钢筋，浇筑湿接缝混凝土；待线形调整完成后，自跨中完成各节段梁间工地焊接和高强度螺栓连接并拆除各节段梁间临时连接，浇筑节段间湿接缝混凝土；安装主跨钢梁段伸缩缝。至此，加劲梁架设完成。
4结语
（1）以宜昌庙嘴长江大桥大江桥为工程实例，对大跨径悬索桥的加劲梁吊装顺序提出了两种施工方案：从跨中向桥塔方向吊装，在桥塔附近进行合拢和从桥塔向跨中进行吊装，在跨中处进行合拢。
（2）建立MidasCivil有限元分析模型，分别计算得出不同吊装方案下塔底应力、跨中位移，主缆变形情况并根据分析结果确定从跨中向桥塔方向进行加劲梁吊装的方案为最优方案。
（3）对最优方案的施工顺序进行详细说明，为同类型大跨径悬索桥的施工提供借鉴。
参考文献
[1]严国敏.现代悬索桥[M].北京:人民交通出版社,2002.
[2]姚清涛,潘桂林,游新鹏,等.大跨度三跨连续悬索桥钢箱梁总体吊装方案研究[J].中国工程科学2013,15(8):54-59.
[3]连飞飞.钢桁架悬索桥静力分析及加劲梁吊装方案研究[D].大连:大连理工大学,2013.
[4]韦世国,吴建强,文武,等.润扬大桥悬索桥钢箱梁吊装技术[J].桥梁建设,2004(4):40-43.
[5]何为.大跨径悬索桥施工监控中若干问题的研究[D].杭州:浙江大学,2006.