摘要：大跨度懸索橋的落梁法成橋施工具有施工周期短，施工機具占用少，施工費用低等特點(diǎn)，特別適用于大跨度自錨式懸索橋橋的施工。結合長(cháng)沙市三汊磯大橋的施工，對落梁法的施工技術(shù)控制要點(diǎn)進(jìn)行了研究；運用數值方法擬合出了鋼箱梁的頂升曲線(xiàn)，從而確定中跨的4個(gè)臨時(shí)墩頂升量值，利用數值方法對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、鋼箱梁的應力及變形安全性作為控制指標，確定了分級頂升的次數和每次的起頂量等施工的控制性數據。根據這些具體施工控制數據圓滿(mǎn)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(guān)和經(jīng)濟性在大跨度橋梁建設中得到了廣泛應用，其中的自錨式懸索橋由于不需要建設巨大的錨錠，且其橋型優(yōu)美在大跨城市橋梁建設中開(kāi)始得到廣泛的應用。

　　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)結構體系的轉換過(guò)程，體系轉換過(guò)程前后兩個(gè)不同結構體系的受力特點(diǎn)和變形特點(diǎn)均不相同，但最終將轉化成永久的結構體系-成橋狀態(tài)[1]。自錨式懸索橋由于其自身固有的特點(diǎn)，其上部結構的施工順序為：先采用頂推、分段預制吊裝或支架現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換。自錨式懸索橋的體系轉換過(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)程中不斷調整吊索的連接長(cháng)度從而使加勁梁的恒載作用逐漸轉移由主纜承受，通常張拉吊索法需分三級進(jìn)行，且需對每根吊桿進(jìn)行張拉調整，因此施工作業(yè)周期長(cháng)，對于施工機具的占用多，且施工費用較高。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，施工機具占用少，施工費用低的優(yōu)點(diǎn)。

　　本文結合長(cháng)沙市三汊磯大橋的施工情況，對一次落梁法成橋的施工技術(shù)中需要進(jìn)行控制的施工參數進(jìn)行了研究和探討，對落梁法進(jìn)行體系轉換的施工技術(shù)的發(fā)展應用具有參考價(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(cháng)沙市二環(huán)線(xiàn)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。全橋箱梁分標準梁段、索塔附近區段、主錨錨固段及壓重節段。吊索與主纜連接方式為上下銷(xiāo)接式，吊索在鋼箱梁上的錨固采用通過(guò)錨拉板的銷(xiāo)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)法應用張拉吊索法進(jìn)行體系轉換。

　　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(mǎn)足湘江的通航要求，結合考慮標準鋼箱梁的重量（約200t），對鋼箱加勁梁采用多點(diǎn)連續頂推方法使其到位，考慮到頂推鋼箱梁施工中的安全性和經(jīng)濟性，全橋設置了6個(gè)臨時(shí)墩（編號依次為L(cháng)SD1～LSD6），根據滑道布置情況，橫橋向設置了2個(gè)單獨的臨時(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，再用4根Φ1200×12mm鋼管接長(cháng)至設計標高，4根鋼樁之間通過(guò)型鋼、節點(diǎn)板連接成整體共同受力。為了進(jìn)行加勁鋼箱梁的起頂，在鋼樁頂先設置橫橋向分配梁，然后分配梁頂設置縱向滑道梁，分配梁及滑道梁均采用鋼板焊接制作。在滑道梁兩側設置起頂牛腿，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

　　對于三汊磯大橋，待全部鋼箱梁按照成橋線(xiàn)型標高頂推施工就位后，通過(guò)起頂中跨的LSD2-LSD5這4個(gè)臨時(shí)墩頂上事先設置好的頂推滑道，根據空纜與成橋主纜線(xiàn)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計標高，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，以達到完成體系轉換的目的。

　　起頂時(shí)11、12號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，則在滑道與箱梁結合部位處易產(chǎn)生應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、下游兩側設置在分配梁位置的鋼牛腿（每一滑道梁設4個(gè)）來(lái)起頂滑道梁，進(jìn)而起頂鋼箱梁，然后在無(wú)應力狀態(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鋼墊塊，以逐步將鋼箱梁起頂到設計位置（鋼墊塊高度根據實(shí)際情況確定）。對每一滑道梁采用4臺千斤頂，每2個(gè)千斤頂共配1臺油泵，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構安全性，包括各臨時(shí)墩的起頂安全性、鋼箱梁的應力及變形安全性等。

　　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)的索夾節點(diǎn)存在一定的豎向位移差，各吊索的設計長(cháng)度又是確定的，所以這意味著(zhù)對鋼箱梁起頂量的確定至少需要滿(mǎn)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(xiàn)形與理論線(xiàn)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)數值分析方法，以理想化的頂推完成線(xiàn)形作為鋼箱梁無(wú)應力線(xiàn)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4個(gè)臨時(shí)墩各自總的起頂量確定后，需要根據頂升用的千斤頂的行程確定頂升的級數，以及每級各頂升點(diǎn)的頂升控制量等實(shí)際施工控制性數據。在確定這些控制性數據時(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力水平必須控制在允許范圍內，因為這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)確定頂升分級數以及每一級起頂量。經(jīng)過(guò)多次模型試算分析發(fā)現：當采用15級均勻分級頂升施工時(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)設計承載力，此時(shí)臨時(shí)墩在施工中處于安全狀態(tài)。

　　當中跨鋼箱梁頂起后，根據數值分析可知：靠近兩主塔范圍邊跨的6個(gè)梁段（約60m長(cháng)）會(huì )產(chǎn)生一定程度的下沉，下沉量最大約為70mm，不加調整的話(huà)，會(huì )對邊跨的吊桿安裝造成一定的困難。在實(shí)際操作過(guò)程中，可以對兩邊孔內LSD1與LSD6這兩個(gè)臨時(shí)墩進(jìn)行適當的起頂，以滿(mǎn)足邊孔吊桿安裝的需要。