自锚式悬索桥的发展、施工与技术创新
摘要：作为一种相对年轻的桥型，自锚式悬索桥在建设工程中的应用越来越广泛，虽然完形美观，施工方便，但是跨度限制也是其致
命弱点。本文通过对自锚式悬索桥的发展历程和结构受力分析，对这种桥型作出比较详细的阐释，同时着重介绍了自锚式悬索桥在施
工工艺上的特点，并介绍了几种富有创新性的新型施工工艺。
关键字：自锚式悬索桥施工主缆吊杆
自锚式悬索桥是悬索桥的一个特殊形式，与一般的悬索桥相比，自锚式悬索桥不需要庞大的锚锭，而是把主缆锚固到桥面或加劲梁的
两端，节省了费用，又使得外观造型简洁美观。此外，对于自锚式的悬索桥，主梁要承受较大的轴力，从受力角度讲使主梁受力大为
改善，从施工角度来看，由于受轴力影响，其跨度不可能过大，适合于中等跨度的桥梁。
一自锚式悬索桥的发展
自锚式悬索桥的发展只有100多年的历史，而相比于拥有1000多年历史的悬索桥来说，它还处于相当年轻的阶段。19世纪后半叶，来自奥地利和美国的工程师分别构思出自锚式悬索桥的造型，并于1870年在波兰建造了一座小型的铁路自锚式悬索桥。2O世纪初，德
国开始建造自锚式悬索桥，1915年，科隆的莱茵河上建造了第一座大型自锚式悬索桥——科隆一迪兹桥，该桥主要是受地质条件的限
制而设计的，此桥主跨185m，用支架法施工主梁。虽然该桥在1945年被毁，但原来桥上的钢箱梁仍保留至今。世界各国的设计师都认
为该桥是一种创新，它的出现影响了其它桥梁的设计，特别是在宾夕法尼亚的匹兹堡跨越阿勒格尼河的3座桥和日本东京的清洲桥。
科隆一迪兹桥建成后的25年间德国在莱茵河上又建造了4座悬索桥，其中，最著名的是1929年建成的科隆一米尔海姆桥，该桥主跨
315m，是当时欧洲最大的悬索桥，目前它仍保持着自锚式悬索桥的跨径纪录。德国工程师在1930~1940年间继续修建自锚式悬索桥，
但在战后修复工作中，斜拉桥占了主导地位，尤其是随着杜塞尔多夫3座斜拉桥群体的建成，斜拉桥开始流行于世界各地。
40年代塔科马桥风毁事故后，悬索桥的建造步入了低谷阶段。1954年德国工程师在杜伊斯堡完成了跨径230m的自锚式悬索桥后，
世界上没有再建造这种桥。上世纪90年代，日本和韩国重新推出了这种桥型，并且注入了新的元素。1990年建成的日本此花大桥为单
索面自锚式公路悬索桥，跨径布置为120m+300m+120m，主缆垂跨比1：6，采用倾斜吊杆，加劲梁为钢箱梁，主塔为花瓶型；1999年建
成的韩国永宗大桥为双索面公铁两用自锚式悬索桥，跨径布置125m+300m+125m，垂跨比1：5，采用竖直吊杆，索面倾斜，花瓶型主塔，加劲梁是桁架梁与钢箱梁的双层组合结构，上层通行汽车，下层铺设铁路。这两座桥成为现代自锚式悬索桥的典型代表。
而在国内，自锚式悬索桥的发展历史更为短暂，只有不到十年时间，且以人行桥居多，主要是为了满足城市景观的需求。国内所
建造的自锚式悬索桥的结构形式丰富多样，材料选择不拘一格。从加劲梁的构造上来说，有钢混叠合梁、桁架梁、钢箱梁、混凝土箱梁、混凝土边主梁；有漂浮式体系，也有在桥塔处设置支座的支承体系；从造型上来说，多数采用了双塔多跨式结构，佛山平胜大桥
为独塔单跨式结构，还建成了独塔双跨式的人行自锚式悬索桥；在加劲梁的材料使用方面，我国桥梁设计者首次提出了混凝土自锚式
悬索桥的概念，即以钢筋混凝土代替钢作为加劲梁材料，并且成功地建成了几座这种类型的悬索桥。
1999年通车的浙江省诸暨市烷江桥是我国最早修建的自锚式悬索桥之一，跨径为150米，塔高为16.2米，桥面宽10米，此桥由著
名的上海林同炎李国豪土建工程设计咨询有限公司设计。而在2000年建成的桂林丽泽桥则是城市桥梁的代表作，设计师采用了自锚式
钢桁梁柔软悬索桥方案，充分展示了自锚式悬索桥的独特魅力。丽泽桥全长达到120米，主跨径为60米，桥宽26米，两座主塔高17米，由桂林市市政综合设计院设计，成为桂林市著名的景点之一。位于大连金石滩的金湾桥是世界上第一座钢筋混凝土自锚式悬索桥，建
于2002年，全桥长198米，它采用了新的结构形式，造价低而且设计独特。渐渐地，自锚式悬索桥因其造型独特，设计新颖而逐步得
到大众的认同，不断有新的桥梁工程得以实施，包括2003年建成通车的苏州竹园大桥，目前最宽的自锚式悬索桥——浙江平湖市东湖
风景区海盐塘桥，以及2004年通车的天津子牙河大桥等等。
简要归纳自锚式悬索桥的优缺点的话主要有如下几个方面。优点：①没有锚碇，造型美观简洁，美化城市景观；②可以在地质条
件较差的地区修建；③结构形式灵活多样；④采用混凝土加劲梁省去大量预应力器具。存在的问题和缺点：①施工控制困难；②在支
架上施工时需要大量支架；③锚固体应力分布复杂；④跨径受到限制；⑤混凝土加劲梁存在收缩徐变的问题，而采用钢梁则用钢量较大。
自锚式悬素桥有如下特点：(1)在外形结构上，取消了其他悬索桥两端大体积锚锭混凝土，节省了占地面积。(2)在受力结构上，
利用桥梁桥面系来平衡主缆的水平拉力，悬索部分和梁体自成体系形式，上部结构中的恒载和活载通过自锚体系传力至素塔，再传至
素塔基础，最后传力至地基。(3)在施工步骤上，其他悬索桥先施工主缆，然后再进行梁体的安装或浇筑，而自锚式悬索桥由于主缆
锚固在主梁两端，故先进行梁体的施工，再安装主缆。(4)跨径布置灵活，受地形限制少，可结合地形灵活布跨，既可做成多塔多跨
的悬索桥，也可做成单塔两跨的悬索桥。(5)缆索可为主梁提供免费的纵向预应力，对于钢筋混凝土主梁可以节省部分甚至全部的纵
向预应力材料。这些优点使得该类桥梁在中小跨径桥梁中具有很强的竞争优势。(6)对于钢筋混凝土材料的箱梁由于需要承受主缆传
递的压力，剐度会提高，节省了大量预应力构造及器具，同时也克服了钢在较大轴向力下容易压屈的缺点。(7)采用混凝土材料可克
服以往自锚式悬索桥用钢量大，建造和后期维护费用高的缺点，能取得很好的经济效益和社会效益。(8)由于采用钢筋混凝土材料造
价较低，结构合理，桥梁外形美观，所以不仅局限于在地基很差、锚碇修建困难的地区修建。(9)在施工监测监控上，自锚式悬素桥
要求精度较其他悬索桥高，钢梁拼装、主缆安装调整、索夹和吊杆的安装调整、索塔的偏位变形等都应在监控之下，使桥梁时刻处在
良好的施工控制状态和操作状态。
自锚式悬索桥优美的造型和不需修建锚碇的特点使得这种桥型具有较大的优势，越来越受到人们的关注和欢迎。尽管有着其自身
的缺点和局限，但是在科学技术高速发展的今天，这种曾被人忽视了的桥型，随着实践经验的逐渐积累、研究的不断深入、先进分析
手段的应用和完善、施工技术的成熟、材料性能的不断改善，其跨越能力将会得到突破，也会得到更广泛的修建。
二自锚式悬索桥的受力解析
自锚式悬索桥的结构体系，与地锚式悬索桥一样，兼有索和梁的受力特点。在外荷载的作用下，主缆和主梁共同受力。主缆是这种组合体系的主要承重构件，承受恒载和活载，其在荷载作用下的变形直接影响到这个组合体系的受力分配和变形。而自锚式的主缆是直接锚固于加劲梁而非锚锭体上，则体系中的主梁不仅要承担活载作用，还要承受由主缆传递给主梁的巨大水平轴向分力。因此主梁受力较地锚式的加劲梁复杂，类似于一个偏心受压构件，弯、压、扭剪复合受力。这就对主梁的构造和材料性质要求很高。结构体系内任何一个参数的变化都会对整个体系产生很大的影响。
1.加劲梁的影响：加劲梁主要分为钢加劲梁和混凝土加劲梁两种。钢结构加劲梁有钢桁架和钢箱梁两种形式，钢材因自重较
轻可用于跨度较大的桥梁，其吊装方便，工期较短，受温度的影响相比混凝土较小。但是由于钢梁承受主缆传来的水平压力，在较大的轴向力作用下可能会发生压屈失稳，此外钢加劲梁的造价高，防锈防侵蚀性能也不如混凝土，养护费较高。
而钢筋混凝土加劲梁能充分发挥自己抗压性能好的优点，相当于给主梁提供了免费的预压力，因此能节省资金，方便施工。
而且混凝土材料的造价相比于钢材来说要少得多。但是由于悬索桥跨径受到钢筋混凝土梁截面和配筋量的限制，将影响桥的跨越能力。混凝土受到温度影响较大，加上自身的徐变和收缩，对施工控制不利。
2.主缆矢跨比的影响：主缆矢跨比影响着梁的内力和整个桥梁体系的刚度，是悬索桥的一个重要参数。地锚式悬索桥的矢跨
比一般选用1/9～1/12，主缆矢跨比越大，结构整体刚度越大。而对于自锚式悬索桥，则是矢跨比越小，结构的整体刚度越小。当矢跨比较大时，可以适当增加矢跨比以减小梁内的压力，节省材料。但是矢跨比增加也使得桥塔的高度和悬索长度随之增加。因此，确定矢跨比的大小，应当考虑主梁内力、结构尺寸、刚度以及施工维护的综合因素，使之达到最经济
合理的效果。
3.加劲梁拱度的影响：自锚式悬索桥的加劲梁本身并不承受恒载，其自重由主缆来承担。主梁的拱度可以加大结构的刚度，
减小跨中挠度。
4.温度和混凝土徐变、收缩的影响：针对自锚式悬索桥，主缆、吊杆、加劲梁和桥塔所组成的是一个相互连接的结构体系，
梁和桥塔的收缩、徐变将引起其主缆和吊杆内力的变化。而缆索力的变化也同样会对梁内弯矩和变形产生影响，导致结构内力和支点反力形成重分布。主缆和吊杆的温度变化对主梁的弯矩和挠度影响较大，其次是主梁顶底温差和整体温度变化的影响。所以对于钢筋混凝土加劲梁，混凝土收缩徐变是起控制因素的工况，需要特别重视。
5.非线性的影响：弹性理论分析计算自锚式悬索桥，只能适用于加劲梁刚度较大的小跨度桥型。而对于大跨度或者加劲梁刚
度较小的悬索桥，就必须要考虑结构非线性影响，主要包括又荷载作用下结构大位移的影响、缆索自重垂度的影响和初始内力的影响。
三自锚式悬索桥的施工分析
由于自锚式悬索桥的主梁平衡主缆拉力，故施工顺序应为“先梁后缆”，不同于地锚式悬索桥“先缆后梁”的顺序。目前国内外通常使用满堂支架、临时支撑、滑动模架等方法架设加劲梁。在自锚式悬索桥建设中常用的施工技术方案包括临时锚碇法，满堂支架法，临时支墩法，斜拉法等。
临时锚碇是施工期间的临时抗主缆拉力的结构，相当于地锚式悬索桥中的地锚。用临时锚碇先架缆，缆端部连接临时索同临时锚碇锚固，利用主缆安装加劲梁，然后再把主缆转换锚固到加劲梁端横梁上，是一种无支架的施工方法。此法施工不妨碍河道通航，类似于地锚式悬索桥，技术较成熟。但当缆力从外锚转换为自锚时，全桥体系转换存在着技术难题。位于苏州的索山大桥所采用的就是此方法，临时锚碇设置于主桥侧的引桥桥墩之间。
此外，许多自锚式悬索桥都采用搭建满堂支架架设加劲梁，如桂林丽君桥、大连金石滩大桥、天津子牙河大桥等。此法类似于连续梁施工，其特点是：施工平稳可靠，脚手架易于租赁；桥梁整体性好，对于混凝土梁、预应力混凝土梁不产生恒载徐变二次力，施工方便；但需要大量施工支架，费用高，影响桥下交通，易受洪水地质条件影响。较适于小跨度、不受洪水、冻胀影响的自锚式悬索桥。支架法施工尤其应注意对梁标高的精确控制，要考虑支架的沉降变形。
临时支墩法适用于需要考虑防冻胀、防洪水、通航要求及节省支架的情况，即先将整个上部结构架设在临时支墩上，然后再在已经架设好的上部结构的顶上架设主缆索，最后再逐步卸除上部结构支承在临时支墩上的反力而将它们转移到主缆与吊杆上。其不足之处在于，临时支墩刚度较大，主梁施工完成后形成多跨连续梁，在大温差环境下主梁容易出现裂纹。
斜拉法是最新提出的一种施工方法，用于架设主梁。就地现浇筑边墩和桥塔，采用临时斜拉索拼装主梁，跨中合拢后安装主缆和吊杆，体系逐步转换为自锚式悬索桥。此种方法可以实现少支架甚至无支架架梁，施工干扰小，技术也相对成熟。但也同样存在体系转换的技术问题，此外，斜拉索的标准、强度都应满足施工要求，费用相对较高。此法目前还没有具体工程实践，技术经验问题还有待研究，但不失为自锚式悬索桥很好的可供比选的施工技术方案。
现对于自锚式悬索桥各部位施工作详细阐释：
（一）主梁施工
主梁施工主要包括支架设计和施工、端横梁和主纵梁施工、中横梁施工以及桥面板预制安装四部分。
主梁现浇支架一般采用钢管立柱加贝雷梁的少支架系统，在贝雷梁上铺设底模，钢管桩顶部做加强型钢箱承台。由于支架外围面积太大，一般履带吊无法安设，采用浮吊搭设，主梁支架搭设完毕后，采用纵梁、横梁及桥面板累汁重量的12O％作为加载荷重进行预压，
加载预压采用砂袋三级加载法，即5O％一100％一120％逐级加载，观测加载全过程各测点的标高、变形变化情况，分析数据得出控制立模标高和设置预拱度时的取值，并且检查支架结构的安全状况。支架预压完毕后，卸载砂袋，在其顶面安装分配梁和底模。根据试压数据，分配梁项标高在调整时预设预拱度，全部分配梁安装完成后，通过测量仪器和拉线相结合对分配梁顶标高和平整度进行全面检查并调整，然后再安装底模。钢筋安装按照先底板再腹板后顶板的方式进行，相应的预应力管道固定在钢筋骨架上。端横梁的施工和主纵梁同时浇筑，端横梁属大体积混凝土，在其体内预埋主缆锚箱，浇筑要严格按大体积混凝土的要求进行施工，并确保锚箱位置的准确。在混凝土达到设计强度的9O％以上后张拉端横梁竖向预应力束，横向预应力束和中横梁一起施工。中横梁的施工采取对称施
工的方式，模板和钢筋均在现场进行安装，混凝土采用吊斗入仓的方法进行浇筑，浇筑时先浇筑中横梁中间部位，然后对称向两纵梁方向推进，最后浇筑结合部位。预应力分两批张拉。桥面板在预制场内批量预制，然后运送至现场安装，安装时采用履带吊在栈桥上进行，在相应部位的桥面板安装完成后及时浇筑湿接缝。
（二）主缆施工
主缆架设关键施工技术包括猫道架设、主索鞍安装、主缆架设、主缆股索的线形调整等。主缆架设主要施工顺序包括：主索鞍吊装一安装塔顶门架一循环索架设一猫道架设一股索牵引一股索调整一主缆成型一索夹、吊杆安装。
猫道面的线形应平行于主缆钢丝束在自由悬挂状态下的线形，应尽量减轻自重，减少挡风面积，能满足机械作业所需的工作面和操作净空要求，同时要求安装和拆除方便。架设时应严格对称于桥轴线，对塔顶要测量监控、严格控制索塔偏移量，考虑猫道承重索受载后非弹性伸长值，根据主缆设计的空缆线形进行承重索垂度调整。猫道由支架、索鞍、承重索、猫道面、栏杆和扶手、风缆等组成。猫道的架设包括：循环索的安装，架设承重索，猫道面层的架设与调整。索鞍由鞍槽、索鞍底座下平板、索鞍底座上平板及索鞍盖板等组成。为尽量减少在钢梁架设过程中主缆的水平力对主塔产生弯矩，将主索鞍向外侧预偏安装。在中跨钢梁吊装过程中，按施工监控提供的数据，将索鞍分级顶推到位。
主缆是悬索桥的主要受力构件，主缆架设质量对悬索桥的成桥线型及寿命起决定作用。关键步骤主缆的架设分为四步。第一步是股所牵引跨越，将股索锚头引出，通过较细的钢丝绳分别与对岸的卷扬机相连，驱动另一侧的卷扬机，带动股索向河西侧移动，股索的其他部分在猫道支架的橡胶轮上运行。股索过河后，同样利用对岸塔顶导向起重设备，将股索拽拉到位；并将股索前端引入端横梁并锚固，进行冷铸锚头的制作。第二步，股索的整形，整形顺序为先边跨后中跨。主要机具为夹模、夹具(内部形状为六边形)、握索器、木锤等。第三步，股索的提升、横移。牵引完成后股索位于猫道的滚轮上。在塔顶支架处将牵引握索器安装在股索上，并将握索器与挂在支架上的倒链相连，收紧倒链把股索从猫道滚轮上提起，确认全跨径的股索已离开猫道滚轮后，收放葫芦，让股索慢慢摆
到主缆的中心位置。最后一步是股索的人鞍，股索牵引完成后，先按牵引状态进行自然悬挂。确认股索是否有扭转现象并给予纠正，
在索鞍部位的两侧安装六边形夹具，将股索及时放人索鞍内。
主缆架设完成后需要进行主缆股索的线形调整。标准索的架设采用绝对垂度法和各标记点对应位置控制。为了尽量减少施测过程中温
度的影响，测量宜在温度相对稳定的时段进行。因受温差的影响索塔顶部会发生位移，所以标准索在每次测定调整之前，应对主索塔
的位移进行测量，同时基准索调整之后还需要几天观察量测。基本索以外的各索成为一般索。一般索的垂度调整，采用相对垂度法和
各标记点对应位置法。一般股索的线形调整环境温度应与基准索的环境温度相一致；即使在外界温度稳定的时候，各股索的温度也不
完全相同。当架设股索到一定数量而形成股索群后，股索群的平均温度与待调整束的温度也存在一定的差别。因此，在架缆过程中，
应分阶段对主缆线形进行观测。
主缆线形调整完成后进行索夹的安装，分检测，定位，安装三个步骤。检测用于确定空缆状态下索夹的中心位置；定位是在主缆上标记出索夹中心点的位置；最后是安装，中跨的安装顺序为从两岸向跨中对称跳跃式安装，边跨为从锚固端向塔顶跳跃式安装。索夹
的施工放样在悬索桥施工中是相当重要的一环。索夹的位置准确与否，将关系到结构受力状况。对于主跨空间索夹，最关
键的一步是在索夹螺栓预紧前，把索夹横向夹角调整到位。根据索夹放样时标记的索夹安装顶线，用手拉葫芦把索夹角
度调整好，依靠手工预紧螺栓以及索夹自重产生的摩擦力，使索夹与主缆高强钢丝不产生相对滑移，从而保证成桥后主
缆高强钢丝不发生扭转，确保主缆高强钢丝结构受力安全。索夹安装时，依此从塔顶向下安装，即由高向地进行安装。索夹安装的关键是螺栓的紧固。一般按三个荷载阶段(即索夹安装时、吊杆索张拉过程中、桥面铺装后)对索夹螺栓进行紧固
与补充。同一索夹相对应二侧的螺栓应同步紧固，保证螺栓受力均匀。
（三）吊杆施工
吊杆安装分为边跨和中跨两部分，中跨吊杆的安装先将其装在工作船上并运至需安装位置，利用索道将吊杆上端提至索夹
安装位置并用柱栓与索夹连接。吊杆下端的安装待钢梁提升到位后安装下端锚头螺母。边跨吊杆的安装先将其放在已安
装好的钢箱梁上，利用汽车吊或卷扬系统将吊杆上端提至索夹安装位置并用柱栓与索夹连接。吊杆下端的安装利用倒链
牵引出钢梁预埋管后安装下端锚头螺母。
吊杆张拉分7次循环进行。由于主缆顶推后测得的实际主缆线形与计算值有误差，所以必须调整计算模型中的主缆线形，再根据事先拟定的吊杆张拉力进行有限元分析，计算每次张拉时各吊杆的伸长量，吊杆张拉时就以此为主要控制目标，
张拉力为辅。每次张拉完成后测量主缆的线形和桥面标高，测量关键截面的应力，应力测量截面的位置。根据测量的应力
和标高数据，分析下一张拉循环是否需要对张拉力进行调整，如不需调整就可进行下一循环张拉工作，否则调整张拉力
重新计算吊杆伸长量，以后的张拉就依据新的吊杆伸长量进行。吊杆张拉前应使索塔有向边跨侧的预偏，随着吊杆的张拉，索塔逐渐向跨中倾斜。施工中索塔会在垂直位置附近摆动。因此要时刻观测索塔的偏移量，以保证索塔的安全。最后通过调整吊杆拉力使成桥时索塔尽量处于垂直状态。
三自锚式悬索桥施工技术创新
在传统施工工艺的基础上，不断有新的施工方法和创新技术出现，对自锚式悬索桥的施工与发展起到了很大的推动作用。
1.自锚式悬索桥体系转换施工技术
例如湖北一架主桥为双索面自锚式钢筋混凝土悬索桥的桥梁，就采用了自锚式悬索桥体系转换施工技术。体系转换施工的特点在于主梁采用移动支架法分段现浇后，体系转换前可视为多跨连续梁结构，其主梁内纵向应力小到可以忽略不计，当吊索张拉后，主梁恒载及其它荷载通过吊索传递到主缆上，此时主梁内应力及线型发生变化，主梁内产生了来自主缆水平分力的应力，使主缆和钢筋混凝土主梁构成一种柔性悬挂组合体系，从而完成了全桥体系转换。其难点在于索夹与钢丝绳主缆之间摩阻系数的确定，索夹部位主缆空隙率的确定以及吊索张拉后，早先张拉的吊索将出现内力衰减，因此需要反复调整吊索拉力。
体系转换施工方案采用上、下游，南、北侧四点同步对称张拉方案，每个吊索下端搭设施工平台。施工前进行测量准备，进行主梁线形观测和主塔变位观测；还要进行摩阻系数及索夹部位主缆空隙率的确定。体系转换施工前，确认索鞍座盖板安装完毕后再进行。施工过程中，先进行吊索第一轮张拉，利用千斤顶对称依次张拉吊索，每次张拉一个索号，至锚杯戴上锚环，见张拉戴帽状态。)主跨吊索下端接好接长杆后再装入吊索索管孔内，张拉前用电动扳手检查索夹高强螺栓拧紧力，张拉过程中同时检测塔顶水平位移。然后进行吊索第二、第三、第四、第五次张拉。第五轮张拉结束后，进行桥面铺装混凝土施工，桥面系二期恒载施工结束后，进行吊索拉力调整，通过施工监控对吊索拉力的测试。
自锚式悬索桥为高次超静定结构，主缆和吊索将承担主梁恒载和其它活荷载。主缆线形和吊索拉力决定着主梁和塔柱的受力状态和桥面线形，主缆和吊索必须严格按照施工监控所给定的参数，进行体系转换施工。索夹高强度螺栓在每轮体系转换之前应预先拧紧，确保体系安全转换。
2.新型自锚式悬索桥转体施工
这种新型的自锚式悬索桥的主缆采用钢管混凝土索套的半刚性索；加劲梁采用预应力混凝土箱梁，主缆作为预应力体外索，在跨中正弯矩区段穿入箱梁内，托起箱粱并起主缆中央扣的作用，形成梁索组合结构。桥梁的恒载由主缆承担，预应力混凝土箱梁，承担主缆索力的水平分力，箱粱用于减少自锚式悬索桥的活载作用下的挠度，并承担压力与弯矩。这类桥梁建筑高度约为l/40～l/50，它适用于跨径100m 左右的二跨或三跨连续梁桥，传统的满堂支架现浇法将限制这种桥型的适用范围，因此发展出将偏心转体施工方法应用于自锚式悬索桥的范例。首次应用是上海松江施贤路油墩港桥，并利用盆式支座为转体的磨心及滑道，缩小了主桥跨径及省
略钢筋混凝土磨心的精工细作，施工工艺简便易行。
主桥立面图
新型自锚式悬索桥在概念设计上基于自锚式悬索桥的设计概念，为了提高主缆的刚度，在跨中设置中央扣，以及改进主缆纺索及索
套防腐等高技术要求，要求将主缆设计成半刚性索，即利用钢管混凝土工艺，制成钢管混凝土索套，根据连续梁恒载弯矩图的概念，在负弯矩区段设置桥面以上的体外索，在正弯矩区段设置体内索——传统箱梁正弯矩索。中跨及边跨基本上分别采用连续索，体外索上端锚固于塔顶，边跨下端锚固于粱端，中跨连续索通过跨中附近梁体内，在钢管及梁内预埋小钢管用于穿索，按
传统预应力工艺进行张拉，然后对钢管压浆，主跨中央区段的预应力索上托主梁，避免设置吊杆，并起到了中央扣的作用。体外
索区段通过可调换式的吊杆将桥道结构荷载传给主缆。在确定塔高及主梁尺寸时，吸取了适用于中等跨径的部分斜拉桥的设计理念，拉索承担大部分恒载，仅承担少量活载，而主梁主要承担活载引起的轴压力以及弯矩。
在上海松江施贤路油墩港桥的施工方案选择上，包括偏心转体布置，平衡设计，配索特点，滑道设计，磨心设计等五个方面。转体过程采用偏心转体的方法，即利用桥梁一侧塔柱支座作为磨心，另一侧塔柱下设置滑道进行转体就位。转体施工的滑道采用桩基础，而且在磨心设计上，，采用改进型盆式支座，支座可直接作为转体时的磨心与槽板，转体就位后解除原设计防滑的约束，就能使桥
梁处于正常工作状态，施工十分简便。自锚式悬索桥采用这种新型的施工组合方法，缩小了主桥跨径，省略钢筋混凝土磨心的精工
细作，不需要在河道上搭设满堂支架，施工工艺简便易行，使自锚式悬索桥的适用场合更为广泛。
3.自锚式悬索桥新型上部结构施工方法
传统自锚式悬索桥均采用先有梁再架缆的施工工艺，而位于苏州市区，横跨京杭大运河的竹园大桥则突破了这一传统惯例。竹园大桥
主跨90m，在同类型桥中第一次采用无支架水中施工，用临时锚碇结构平衡施丁各阶段主缆轴力，主桥采用叠合梁的全漂浮体系，塔
梁分离，施工过程中的主缆轴力平衡靠临时锚索。
其总体工艺流程为：施工准备一基础与临时锚碇施工一主塔、边墩及临时锚碇施工一安装索鞍一架设猫道并建立缆索牵引系统一主缆
索股架设一主缆索鞍线形调整一索夹吊杆的安装一跨中钢梁无支架吊装一临时锚索与永久锚索的匹配张拉一钢梁的线形调整一全桥桥
面铺装、桥面系施工一主缆防护一施工完成、竣工验交。竹园大桥索塔采用扁平的半弓形环状双塔，双塔问不设横梁，全高约26米，
为钢筋砼结构，直立部分及弧形部分均为实矩形截面，采用分离式设计。在施工过程中它突破了先有梁后有索的传统自锚式悬索桥的
格局，水上作业无须封航节流，大大压缩成本。
主缆采用冷铸锚固体系，冷铸锚头一端由工厂加工索股时制作，另一端由现场制作。架设主缆前需先架设猫道，猫道面的线形应与主
缆线形一致，尽量减轻自重，减少正风面。主缆架设完毕后进行预紧缆，上临时索箍或打钢带，利用承重缆和卷扬机系统配合进行索
夹安装，安装后注意调整间隙，复核位置准确后用扭矩扳手紧同螺栓，待钢粱合拢后复拧索夹螺栓，全桥恒载加完后进行索夹螺栓的
终拧，利用承重缆和卷扬机系统提升吊杆至索夹位置并与其连接好。待主缆、索夹、吊杆安装完毕后进行中跨钢梁的提升，利用吊杆
作为反力点，采用OVM公司的ZLD连续顶升千斤顶进行施工。同时设置临时锚索来平衡施工过程中的主缆轴力，待主桥钢梁合拢后拆除临时锚索，进行索力转换。本工程的施工方案省去缠丝工艺，用碳纤维带代替，在碳纤维技术日趋成熟的今天，用于同类型桥上可大大降低成本。而且无支架施工方法为平衡施工过程中的端横梁位移，该桥采用了临时锚索，往后可用扣索架梁，无须临时拉杆。
自锚式悬索桥作为一种较为年轻的桥型，有着优美的外形和不需要修建锚碇的特点，这使得它具有较大的优势，越来越受到人们的关注和欢迎。虽然这种桥型仍然具有一些缺点和自身的局限性，但是在科技飞速发展的尽头，这种曾被人忽略的桥型正在工程师和设计师们的眼中逐渐显现出来，随着实践经验和理论研究的不断深入，以及先进的分析手段、分析方法和愈来愈成熟的施工技术，它的跨越能力将会获得突破，也将会得到更为广泛的应用。
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【20】王能宇，《新型自锚式悬索桥上部索结构施工技术》，2008，（6）
目录 1、工程概况 (1) 1.1工程概述 (1) 1.2主要技术标准 (1) 1.3、主桥结构 (2) 2、重难点分析 (2) 3、主梁施工工艺流程 (3) 3.1先梁后拱施工工艺 (3) 3.2 先缆后梁施工工艺流程 (5) 4、方案对比分析表 (6) 5、主要工程项目的施工方案 (7) 5.1、总体施工方案 (7) 5.1.1下部结构 (7) 5.1.2上部结构 (7) 5.1.3猫道、承重索、主缆架设 (8) 5.2各分部施工方案 (8) 5.2.1栈桥施工方案 (8) 5.2.2桥塔基础施工方案 (9) 5.2.3桥塔 (11) 5.2.4 主梁施工 (12) 3.2.5 缆索施工 (15) 5、施工机械设备计划 (20)
1、工程概况 1.1工程概述 东莞江南支流港湾大桥工程位于广东省东莞市，跨越江南支流，连接沙田阇西村与坭洲岛，为东南-西北走向。项目起点与港口大道平交，起点K0+000，沿西北方向穿越江南支流后，终点与坭洲岛疏港大道相交，终点桩号K2+922，路线全长2.922Km，设置桥跨为60+130+320+130+65=705m，见下图。 桥跨布置图（m） 1.2主要技术标准 (1)道路等级：一级公路兼顾城市主干道功能； (2)设计速度：主线60km/h； (3)设计荷载：公路-Ⅰ级； (4)主桥标准段桥宽：1.25m 风嘴+2.5m 人行道+2m 吊杆锚固区+0.75m 硬路肩+11.25m 行车道+0.5m 路缘带+1m 中央隔离带+0.5m 路缘带+11.25m 行车道+0.75m 硬路肩+2m 吊杆锚固区+2.5m 人行道+1.25m 风嘴，全宽37.5m； (5)设计洪水频率：1/300； (6)通航等级：现状河道为拟建桥梁所在河段坭尾至杨公洲中8km河段航道为Ⅳ级航道，通航500吨级船舶，航道尺寸为2.5m×50m×330m（水深×底宽×弯曲半径）。近期规划为Ⅲ级航道，通航1000吨级船舶，航道尺寸为2.5m×60m×480m（水深×底宽×弯曲半径）。远期规划为Ⅰ级航道，海轮5000 吨级，垂直航迹线方向通航孔尺寸为（270×34）m，本桥桥址处通航孔净宽须不小于294m，净高不小于34m；
自锚式悬索桥的综述 2005-8-5【大中小】【打印】 摘要：介绍自锚式悬索桥的特点、历史及国内外发展情况。重点分析了钢筋混凝土桥的设计和发展，并对其施工工艺做了简单介绍。总结展望了自锚式悬索桥的发展空间及其需进一步研究的问题。 关键词：悬索桥；自锚式体系；施工；实例 一、前言 一般索桥的主要承重构件主缆都锚固在锚碇上，在少数情况下，为满足特殊的设计要求，也可将主缆直接锚固在加劲梁上，从而取消了庞大的锚碇，变成了自锚式悬索桥。 过去建造的自锚式悬索桥加劲梁大多采用钢结构，如1990 年通车的日本此花大桥，韩国永宗悬索桥、美国旧金山——奥克兰海湾新桥、爱沙尼亚穆胡岛桥墩等。2002年7月在大连建成了世界上第一座钢筋混凝土材料的自锚式悬索桥——金石滩金湾桥墩，为该类桥墩型的研究提供了宝贵的经验。此后在吉林、河北、辽宁又有4座钢筋混凝土自锚式悬索桥正在设计和设计和建造中。 自锚式悬索桥有以下的优点：①不需要修建大体积的锚碇，所以特别适用于地质条件很差的地区。 ②因受地形限制小，可结合地形灵活布置，既可做成双塔三跨的悬索桥，了可做成单塔双跨的悬索桥。 ③对于钢筋混凝土材料的加劲梁，由于需要承受主缆传递的压力，刚度会提高，节省了大量预应力构造及装置，同时也克服了钢在较大轴向力下容易压屈的缺点。 ④采用混凝土材料可克服以往自锚式悬索桥用钢量大、建造和后期维护费用高的缺点，能取得很好的经济效益和社会效益。 ⑤保留了传统悬索桥的外形，在中小跨径桥梁中是很有竞争力的方案。 ⑥由于采用钢筋混凝土材料造价较低，结构合理，桥梁外形美观，所以不公局限于在地基很差、锚碇修建军困难的地区采用。 自锚式悬索桥也不可避免地有其自身的缺点：①由于主缆直接锚固在加劲梁上，梁承受了很大的轴向力，为此需加大梁的截面，对于钢结构的加劲梁则造价明显增加，对于混凝土材料的加劲梁则增加了主梁自重，从而使主缆钢材用量增加，所以采用了这两种材料跨径都会受到限制。 ②施工步骤受到了限制，必须在加劲梁、桥塔做好之后再吊装主缆、安装吊
自锚式悬索桥施工质量控制要点 发表时间：2018-06-01T11:02:36.360Z 来源：《基层建设》2018年第10期作者：刘瑞婷[导读] 摘要：自锚式悬索桥被运用的越来越广泛，而对于施工的控制还没有完全的统一，还需要经过不断地实践和总结。 南京市政公用工程质量检测中心站江苏省南京市 210000 摘要：自锚式悬索桥被运用的越来越广泛，而对于施工的控制还没有完全的统一，还需要经过不断地实践和总结。本文作了一些定性的分析，对施工而言有一定的指导意义，但还需要通过定量分析才能最终确定每种因素的影响程度和控制措施。 关键词：自锚式；悬索桥施工；施工控制 1引言 自锚式悬索桥是将主缆直接锚固在加劲梁上，靠主梁来承担主缆的水平分力，从而取消庞大的锚碇，同时主缆又对主梁施加了强大的免费预应力。本文主要阐述了桥梁施工控制及其必要性，分析了自锚式悬索桥施工控制的方法，并对自锚式悬索桥的施工控制进行了探讨。 2自锚式悬索桥施工技术 2.1主塔施工 悬索桥一般主塔较高, 塔身大多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。对于索鞍孔道顶部的混凝土要在主缆架设完成后浇筑, 以方便索鞍及缆索的施工。主塔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。 2.2鞍部施工 检查钢板顶面标高, 符合设计要求后清理表面和四周的销孔, 吊装就位, 对齐销孔使底座与钢板销接。在底座表面进行涂油处理, 安装索鞍主体。索鞍由索座、底板、索盖部分组成, 索鞍整体吊装和就位困难，可用吊车或卷扬设备分块吊运组装。索鞍安装误差控制在横向轴线误差最大值3mm 标,高误差最大值3mm。吊装入座后, 穿入销钉定位, 要求鞍体底面与底座密贴, 四周缝隙用黄油填实。 2.3主梁浇筑 主梁混凝土的浇筑同普通桥一样, 首先梁体标高的控制必须准确, 要通过精确的计算预留支架的沉降变形；其次, 梁体预埋件的预埋要求有较高的精度, 特别是拉杆的预留孔道要有准确的位置及良好的垂直度, 以保证在正常的张拉过程中拉杆始终位于孔道的正中心。主梁浇筑顺序应从两端对称向中间施工, 防止偏载产生的支架偏移, 施工时以水准仪观测支架沉降值, 并详细记录。待成型后立即复测梁体线型, 将实际线型与设计线型进行比较, 及时反馈信息, 以调整下一步施工。 另一方面，作为自锚式现浇混凝土悬索桥，箱梁支架的使用时间较长，一般在主缆、吊索施工完成、受力体系转换之后才可拆除，因此对支架的稳定性及防撞要求较高，所以在编制《现浇预应力混凝土箱梁专项施工方案》时应予以考虑。 2.4猫道施工 猫道施工工艺流程：承重绳下料→承重绳预张拉→承重绳线型调整→猫道面层、衡量、扶手绳安装→猫道吊装→猫道高度调整→抗风缆架设→形成猫道体系。 猫道施工中需要注意的是：猫道索两端的锚固设施要事先预埋在塔顶和锚梁中；猫道必须要设置可靠的抗风索体系；猫道的线型应始终保持与悬索桥钢缆的自由悬挂线型保持一致，为此，猫道索要设置能收紧、放松的装置，以便在施工过程中调整主缆受载后的线型。 2.5索部施工 1) 主缆架设 根据结构特点, 主缆架设可以采取在便桥或已浇筑桥面外侧直接展开, 用卷扬机配合长臂汽车吊从主梁的侧面起吊、安装就位。缆索的支撑: 为避免形成绞, 将成圈索放在可以旋转的支架上。在桥面每4-5m, 设置索托辊( 或敷设草包等柔性材料) , 以保证索纵向移动时不会与桥面直接摩擦造成索护套损坏。因锚端重量较大, 在牵引过程中采用小车承载索锚端。 缆索的牵引: 牵引采用卷扬机, 为避免牵钢丝绳过长, 索的纵向移动可分段进行, 索的移动分三段, 分别在二桥塔和索终点共设三台卷扬机。 缆索的起吊: 在塔的两侧设置导向滑车, 卷扬机固定在引桥桥面上主桥索塔附近, 卷扬机配合放索器将索在桥面上展开。主要用吊车起吊, 提升时避免索与桥塔侧面相摩擦。当索提升到塔尖时将索吊入索鞍。在主索安装时, 在桥侧配置了3 台吊机, 即锚固区提升吊机、主索塔顶就位吊机和提升倒链。 当拉索锚固端牵引到位时, 用锚固区提升吊机安装主索锚具, 并一次锚固到设计位置, 吊机起重力在5t 以上；主索塔顶就位吊机是在两座塔的二侧安置提升高度大于25m 时起重力大于45t 的汽车吊, 用于将主索直接吊上塔顶索鞍就位, 在吊装过程中为避免索的损伤, 索上吊点采用专用索夹保护；主索在提升到塔顶时, 由于主跨的索段比较长, 为确保吊机稳定, 可在适当的时候用塔上提升倒链协助吊装。 2) 主缆调整 在制作过程中要在缆上进行准确标记。标记点包括锚固点、索夹、索鞍及跨中位置等。安装前按设计要求核对各项控制值, 经设计单位同意后进行调整, 按照调整后的控制值进行安装, 调整一般在夜间温度比较稳定的时间进行。调整工作包括测定跨长、索鞍标高、索鞍预偏量、主索垂直度标高、索鞍位移量以及外界温度, 然后计算出各控制点标高。 主缆的调整采用75t 千斤顶在锚固区张拉。先调整主跨跨中缆的垂直标高, 完成索鞍处固定。调整时应参照主缆上的标记以保证索的调整范围。主跨调整完毕后, 边跨根据设计提供的索力将主缆张拉到位。 3) 索夹安装 为避免索夹的扭转, 索夹在主索安装完成后进行。首先复核工厂所标示的索夹安装位置, 确认后将该处的PE 护套剥除。索夹安装采用工作篮作为工作平台, 将工作篮安装在主缆上(或同普通悬索桥一样搭设猫道) , 承载安装人员在其上进行操作。索夹起吊采用汽吊, 索夹安装的关键是螺栓的坚固, 要分二次进行。索夹安装就位时用扳手预紧, 然后用扭力扳手第一次紧固, 吊杆索力加载完毕后用扭力扳手第二次紧固。索夹安装顺序是中跨从跨中向塔顶进行, 边跨从锚固点附近向塔顶进行。
发展中的自锚式悬索桥 孙立刚 (辽宁省交通勘测设计院,沈阳110005) 摘 要 自锚式悬索桥因其优美的造型受到人们越来越多的关注,近年来已有多座自锚式悬索桥建成。本文总结了自锚式悬索桥的特点,并介绍了自锚式悬索桥的建造历史、结构形 式、理论研究、设计和施工等方面的发展状况。 关键词 自锚式悬索桥 发展 综述 悬索桥根据主缆锚固方式的不同可以分为两种:一种是锚固在基础上,主缆的水平分力和竖向分 力通过锚固体传递给地基,这是地锚式悬索桥;另外一种是将主缆锚固于加劲梁的梁端锚固体上,主缆的水平力由加劲梁承受,竖向分力由桥墩和配重抵消,这种悬索桥称为自锚式悬索桥。由于取消了庞大的锚碇,自锚式悬索桥不仅造型精致美观,满足城市空间小、对景观效果要求高的特点,而且也避开了在不良地质处修筑锚碇的技术难题。1自锚式悬索桥的发展历程 从建造历史来说,自锚式悬索桥并不是一种新桥型。19世纪后半叶,奥地利工程师约瑟夫?朗金和美国工程师查理斯?本德提出了自锚式悬索桥的造型。朗金于1870年在波兰建造了世界上首座小型铁路自锚式悬索桥。20世纪初,自锚式悬索桥首先在德国兴起,自1915年在莱茵河上建造的第一座大型自锚式悬索桥—科隆-迪兹桥起,到1929年共修建了5座自锚式悬索桥,其中1929年建成的科隆-米尔海姆桥主跨跨径达到315m ,保持自锚式悬索桥跨径记录70余年。在这期间美国和日本也建造了几座自锚式悬索桥 。 图1日本此花大桥立面图 40年代塔科马桥风毁事故后,悬索桥的建造步 入了低谷阶段。1954年德国工程师在杜伊斯堡完 成了跨径230m 的自锚式悬索桥后,世界上没有再建造这种桥。上世纪90年代,日本和韩国重新推出了这种桥型,并且注入了新的元素。1990年建成的日本此花大桥为单索面自锚式公路悬索桥,跨径布置为120m +300m +120m ,主缆垂跨比1:6,采用倾斜吊杆,加劲梁为钢箱梁,主塔为花瓶型;1999年建成的韩国永宗大桥为双索面公铁两用自锚式悬索桥,跨径布置125m +300m +125m ,垂跨比1:5,采用竖直吊杆,索面倾斜,花瓶型主塔,加劲梁是桁架梁与钢箱梁的双层组合结构,上层通行汽车,下层铺设铁路。这两座桥成为现代自锚式悬索桥的典型代表。美国奥克兰海湾新桥重建计划中包括一座单塔2跨自锚式悬索桥和一座3跨双塔自锚式悬索桥, 其中单塔悬索桥跨径达到385m 。这几座桥的设计和建成拉开了新世纪自锚式悬索桥研究和建造的序幕。2自锚式悬索桥在国内的迅速推广和发展2.1 国内自锚式悬索桥的建造概况 国内所建造的自锚式悬索桥的结构形式丰富多 样,材料选择不拘一格。从加劲梁的构造上来说,有钢混叠合梁、桁架梁、钢箱梁、混凝土箱梁、混凝土边主梁;有漂浮式体系,也有在桥塔处设置支座的支承体系;从造型上来说,多数采用了双塔多跨式结构,佛山平胜大桥为独塔单跨式结构,还建成了独塔双跨式的人行自锚式悬索桥;在加劲梁的材料使用方面,我国桥梁设计者首次提出了混凝土自锚式悬索桥的概念,即以钢筋混凝土代替钢作为加劲梁材料, 并且成功地建成了几座这种类型的悬索桥。2002年在金石滩金湾桥的建造中加劲梁首次使用了钢筋混凝土,随后建成的抚顺万新大桥和江山市北关大 ? 13?第11期 北方交通
钢筋混凝土自锚式悬索桥的设计与施工李宝银 发表时间：2018-05-16T17:18:56.467Z 来源：《基层建设》2018年第2期作者：李宝银于向前 [导读] 摘要：在我国交通事业不断发展的过程中，更多的桥梁工程得到了建设。 陕西中林集团工程设计研究有限公司陕西省西安市 710000 摘要：在我国交通事业不断发展的过程中，更多的桥梁工程得到了建设。其中，自锚式悬索桥是一种主要的桥梁类型。在本文中，将就钢筋混凝土自锚式悬索桥的设计与施工进行一定的研究。 关键词：钢筋混凝土；自锚式悬索桥；设计；施工 1 引言 在现今桥梁工程建设中，自锚式悬索桥得到了较多的建设。该桥梁类型即通过桥面的应用实现主索水平拉力的平衡，以此起到取消桥梁两侧混凝土锚固基础的效果。在工程施工区域地基土条件较差的情况下，通过该方式的应用，即能够对桥梁建设费用进行有效的降低，在实际处理当中具有较高的优越性。 2 工程设计概况 我国南部某城市自锚式悬索桥，该桥长度为（24+70+24），共三跨，截面宽度24.4m，机动车道为双向四车道，分隔带宽度2.4m，两侧具有2m的人行道以及2.5m的飞机动车道，桥梁全长130m。该桥梁荷载设计为城市B级，其上部主要承力结构为自锚式柔性悬索，桥面为纵横向桁架梁，桥面材料为现浇钢筋混凝土材料，其吊装情况如下图：” 图1 在安装桥梁悬索部分时，该工程已经完成了基坑的压实以及回填处理。工程具体建设当中，在不同索塔位置具有支架的搭设，为 6×4×25m，该直接作为吊装反力架进行使用。在实际安装主缆以及索鞍时，使用吊车同卷扬机系统相配合的方式进行处理。在安装吊杆以及索夹时，则通过机械的应用为活动工作平台，其上方具有活动轨道的设置。 3 施工步骤 3.1 索鞍施工 在该项工作当中，通过卷扬机的使用按照一定顺序吊起索鞍不同构件进行统一的拼装处理，在具体拼装过程中，需要通过全站仪的使用做好位置、高程以及轴线的测量，在获得测量结果后对其进行定位调整处理，保证其能够同设计要求相符合。在完成索鞍的定位拼装处理后，通过临时固定装置的使用对其进行固定处理，之后定位主缆的入鞍，在该项工作完成后，在索体同鞍槽间需要通过铅板的使用进行填塞处理，通过该方式的应用实现索鞍内部主缆摩擦力的提升，之后通过螺旋千斤顶以及塔顶反力托架的使用紧压索鞍同主缆间的压块。在安装悬挂系统时，需要做好定位调整工作，保证塔柱同索鞍在偏移误差方面能够对施工要求进行满足，并紧固好临时固定装置。 3.2 安装主缆 在该工程当中，先安装自锚式主缆，之后再安装悬索，通过该种安装方式的应用，在完成主缆安装后，悬索在安装时即能够具有一个固定的施工场地。在架设主缆时，需要在完成架设的钢桁量上以桥梁的纵向方向在其两侧位置对一条施工的便道进行铺设，宽度为4m。之后在桥梁纵向位置对导向滚轮支架进行设置，保证不同支架间具有2m的间距，以此对桥面同主缆放索时的摩擦力进行减少，以此起到对主缆刮擦进行减轻的作用。在主缆运输到现场后，要通过吊车的使用吊起主缆索盘，在将其放置在放索上后以纵向桥梁方向铺开主缆主线，通过螺母的使用将其在锚定桁梁上固定，之后调整好锚具位置，保证垫板同锚具中心处于同一轴线之上，并使用吊车同卷扬机设备吊起主缆，将其放置在索鞍槽当中，做好起吊点的科学确定。 3.3 索夹安装 在该项工作当中，通过主缆上的记号剥除索夹位置的聚乙烯护套，通过直径1mm软钢丝材料的使用在主缆裸露位置进行缠绕处理，以此对钢丝同索夹的抗滑力进行提升。之后，通过卷扬机材料的使用吊起索夹，将其在主缆上安装，在实际安装过程当中，需要做好定位精确性的控制，保证其能够对设计要求进行满足，之后通过千斤顶的使用张拉索夹螺栓，保证预应力大小能够同设计要求相符合。为了保障张拉效果，可以在每个索夹位置都对一台千斤顶进行安装，以并联方式进行连接处理，以此保证在实际张拉过程当中都能够同步施加预应力。 3.4 吊杆安装 在该项工作当中，使用索夹安装夹子进行处理。在安装过程中，需要通过上锚头的使用做好索夹同上锚头的连接，之后通过吊杆下锚头的使用使其同钢桁梁进行连接，在其上方做好偏转校正装置的安装，在做好锚具拧紧处理后固定，之后，对索夹安装夹子进行移动，使其在到达下个吊杆之后再按照上述方式安装，直至全部吊杆全部安装完成为止。 3.5 钢桁梁脱架 在完成吊杆的安装后，即需要对其进行调整处理，在保证主线能够同设计要求相符合的情况下拆除钢桁架下的满堂脚手架。在完成拆
大跨度悬索桥主缆控制 大跨度悬索桥主缆的受力图式可简化为受沿索长分布的均布荷载和吊索处的集中荷载作用的柔性索，主缆的计算即可转化为求理想索结构的线形和内力问题。主缆线形是以吊点为分段点的分段悬链线，通过分段悬链线解析计算理论可以求得主缆在荷载作用下的线形和内力。 在对设计成桥状态精确计算的前提下，为了使竣工后的主缆线形符合设计要求，还需要在施工过程中对主缆的线形进行控制。其方法是事先计算出各施工阶段的超前控制值，并在施工过程中不断进行跟踪分析和调整。大跨度悬索桥的结构线形主要受主缆线形和吊索长度的控制，主缆一旦架设完成，其线形将不能进行调整;吊索长度根据主缆完成线形提出，一般也不预留太大的调整长度。因此主缆施工阶段的控制是整个施工过程中最重要的部分。精确计算出主缆初始安装位置和吊索制作长度等超前控制值非常关键，是保证悬索桥成桥后几何线形满足设计的必要条件。 5.1主缆系统施工控制计算的基本原理 5.1.1成桥主缆线形计算原理 悬索桥的成桥主缆线形是主缆设计的目标和基础，主缆索股下料长度计算、索股架设线形计算、索鞍的预偏量计算、空缆索夹安装位置计算、吊索的下料长度计算等均与成桥主缆线形有关，因此精确地计算成桥主缆线形是完成施工控制的前提。 悬索桥的成桥理想设计状态为: ①恒载状态下中跨的线形满足设计矢跨比; ②索塔塔顶在恒载状态下没有偏位，塔根不存在弯矩; ③恒载由主缆承担，加劲梁在恒载状态下不产生弯矩。 其中，状态③通常不易达到，跟主梁施工方法、顺序有关。对于大跨度悬索桥，事先只知道设计成桥状态结构的控制性几何形状参数，如主缆理论顶点、垂度、主缆跨径中点位置、桥面竖曲线、索夹水平位置、鞍座中心位置等，而主缆的精确线形和结构内力都是未知的，无法通过倒拆法精确计算架设参数。 根据设计给定的控制性几何形状参数，如给定主缆理论顶点和锚固点，则相当于悬索的几何约束边界条件已知。通过下列条件可确定主缆的成桥线形:①主缆上吊点的水平位置已知;②索夹上作用的集中荷载已知(吊索内力可以通过基于有限位移理论的非线性有限元法求得):③主缆通过给定点，如跨中的标高己知;④相邻两跨主缆在塔顶或索鞍处的平衡条件已知。根据3.2节所述的分段悬链线理论，对于具有给定的几何边界条件、分段点几何相容条件、分段点力学平衡条件及①、③两个已知条件，可确定主跨主缆的线形及内力。对于锚跨，由于缺少条件③，可通过已计算出的边跨主缆的内力按条件④确定该跨主缆的某端水平分力或张力，从而确定锚跨的主缆线形及内力。 5.1.2空缆线形及预偏量计算原理 空缆线形是主缆架设的依据，而且也是施工控制中唯一能控制的缆形，一旦主缆架设完成，就无法对主缆线形进行调整。因此，精确计算空缆线形十分重要。空缆状态下，主缆仅承受沿索长方向均布的自重荷载，几何线形可视为悬链线。依据无应力长度不变的原理，利用本文第三章的解析计算方法，可精确计算空缆线形。 索鞍预偏量是指以满足成桥状态的各跨主缆无应力索长空挂于索鞍上，使左右空索水平拉力相等时的鞍座移动量。索鞍预偏量设置的目的是为了在加劲梁吊装过程中，分阶段将主索鞍由边跨向跨中顶推，以平衡两侧主缆对索塔的水平分力，减小塔身弯曲，确保塔身应力不超过容许值，最终使塔身恢复到竖直状态。空缆线形是指具有初始索鞍预偏量下的线形，空缆线形和索鞍位置计算密切相关，索鞍预偏量计算是空缆状态计算中的一个内容。空缆线形和索鞍预偏量的计算采用以下变形相容条件及受力平衡条件:
第1题 施工监测一般要求什么时间进行 A.早晨日出之前 B.晚上太阳落山之后 C.没有要求随时都可以测 D.根据施工的进度确定 答案:A 您的答案：A 题目分数：6 此题得分：6.0 批注： 第2题 关于自锚式悬索桥的施工，说法错误的是？ A.自锚式悬索桥是先施工加劲梁再施工主缆 B.鞍座施工时要先预偏，然后再顶推 C.自锚式悬索桥的吊杆在施工中无需张拉 D.施工应进行施工过程控制，应使成桥线形和内力符合设计要求。答案:C 您的答案：C 题目分数：6 此题得分：6.0 批注： 第3题 自锚式悬索桥的施工中鞍座一般顶推几次？ A.一次 B.两次 C.根据设计图纸上的要求确定 D.根据施工监控的计算分析确定 E.三次 答案:D 您的答案：D 题目分数：6 此题得分：6.0 批注： 第4题 主缆的无应力索长如何确定？ A.设计单位给定 B.监控单位给定
C.监控单位计算出无应力索长后请设计单位确认后给定 D.监控单位和施工单位共同商定 答案:C 您的答案：C 题目分数：7 此题得分：7.0 批注： 第5题 监控单位的施工监控指令下发给谁？ A.业主单位 B.监理单位 C.设计单位 D.施工单位 答案:B 您的答案：B 题目分数：7 此题得分：7.0 批注： 第6题 桥梁施工监控工作开展过程中需要和哪些单位联系 A.建设单位 B.设计单位 C.监理单位 D.施工单位 E.质监站 答案:A,B,C,D 您的答案：A,B,C,D 题目分数：6 此题得分：6.0 批注： 第7题 自锚式悬索桥施工监测的内容有哪些？ A.加劲梁、索塔和主缆的线形 B.吊杆、主缆的索力 C.加劲梁、索塔的应力 D.索夹的紧固力 E.温度监测 答案:A,B,C,E
自锚式悬索桥计算 自锚式悬索桥计算可采用有限单元程序解决，而施工矛盾很突出，需要寻求合理的施工办法。采用复合钢管砼、钢管砼、加劲钢管作加劲梁，配合钢筋砼或正交异性板钢桥面，能够解决自锚式悬索桥存在的问题。按照一般桥梁的常用形式，城市桥梁可以加设悬挑人行道，作了系列跨径的探索计算，以探求自锚式悬索桥大、中、小跨径的内力变化和变形规律。 1、计算指标： ⑴、跨径：L=80、100、120、150、180、200、250、300、350、400、450、480 M ⑵垂跨比：F/L=1/6 ⑶加劲梁形式： ①、T形梁（钢筋砼桥面）：L=80、100、120、150、180 M ②、4 m板桁梁（钢筋砼桥面）：L=200、250、300 M ③、5 m板桁梁（钢筋砼桥面）：L=300、350、400、450、480 M
④、3.5 m空腹板桁梁（正交异性板钢桥面）：L=180、200、250、300 M ⑤、5.5 m板桁梁（正交异性板钢桥面）：L=300、350、400、450、480 M 2、吊杆距离： ⑴、L=8 M ：L=80、100、120、150、180、200、250、300 M ⑵、L=10 M ：L=300、350、400、450、480 M 3、计算程序： 线性平面杆系程序。 计算材料弹性模量：复合钢管砼Ec=43000 Mpa 碳素钢丝Ey=200000 Mpa 温度：升温T=30C 4、计算成果： 为了摸索自锚式悬索桥的内力变化规律和特点，作了较多跨径指标的计算。为了简化计算工作，便于对内力变化规律的认识，加劲梁的刚度未作变化，故对少数跨径指标并不适合。计算的成果也反映出了自锚式悬索桥的内力变化规律，证明了它独具的特点。对不同桥宽的计算结果，
第1题施工监测一般要求什么时间进行 A.早晨日岀之前 B.晚上太阳落山之后 C.没有要求随时都可以测 D.根据施工的进度确定答案:A 您的答案：A 题目分数：6 此题得分：6.0 批注： 第2题关于自锚式悬索桥的施工，说法错误的是？ A.自锚式悬索桥是先施工加劲梁再施工主缆 B.鞍座施工时要先预偏，然后再顶推 C.自锚式悬索桥的吊杆在施工中无需张拉 D.施工应进行施工过程控制，应使成桥线形和内力符合设计要求。答案:C 您的答案：C 题目分数：6 此题得分：6.0 批注： 第3题 自锚式悬索桥的施工中鞍座一般顶推几次？ A.一次 B.两次 C.根据设计图纸上的要求确定 D.根据施工监控的计算分析确定 E.三次答案:D 您的答案：D 题目分数：6
此题得分：6.0 批注： 第4题 主缆的无应力索长如何确定？ A.设计单位给定 B.监控单位给定 C.监控单位计算出无应力索长后请设计单位确认后给定 D.监控单位和施工单位共同商定答案:C 您的答案：C 题目分数：7 此题得分：7.0 批注： 第5题 监控单位的施工监控指令下发给谁？ A.业主单位 B.监理单位 C.设计单位 D.施工单位 答案:B 您的答案：B 题目分数：7
批注： 第6题 桥梁施工监控工作开展过程中需要和哪些单位联系 A.建设单位 B.设计单位 C.监理单位 D.施工单位 E.质监站 答案:A,B,C,D 您的答案：A,B,C,D 题目分数：6 此题得分：6.0 批注： 第7题 自锚式悬索桥施工监测的内容有哪些？ A.加劲梁、索塔和主缆的线形 B.吊杆、主缆的索力 C.加劲梁、索塔的应力 D.索夹的紧固力 E.温度监测 答案:A,B,C,E 您的答案：B,D 题目分数：7
八、自锚式悬索桥的特点与计算 吴清明伍佳玉 一、悬索桥计算原理 1、恒载内力： 柔性的悬索在均布荷载作用下，为抛物线形。悬索的承载原理，功能等价于同等跨径的简支梁。简支梁的跨中弯矩 M=QL2/8 悬索拉力作功 M=H*F 悬索水平拉力 H= QL2/(8*F) 悬索座标 Y=4*(F/ L2)*X*(L-X) 悬索垂度 F 悬索斜率 tg α=4*(F/L)*(L-X) 悬索最大拉力 Tmax=H/COS α=H*SEC α 2、活载内力： 在集中荷载作用时，悬索的变形很大，为满足行车需要，需要通过桥面加劲梁来分布荷载，弯矩由桥面加劲梁来承担，悬索的变形与桥面加劲梁相同。桥面加劲梁为弹性支承连续梁，它不便手工计算，采用有限单元法计算则方便。 （1）弹性理论： 不考虑在恒载和活载的共同作用下产生的竖向变形和悬索水平拉力的增加。加劲梁的弯矩：弹性理论 M=M-h*y 式中：简支梁的活载弯矩M，悬索座标y，活载引起的水平拉力h。 （2）变位理论： 考虑在恒载和活载的共同作用下产生的竖向变形和悬索水平拉力的增加，这种竖向变位与悬索的水平拉力所作的功，将减小桥面加劲梁的弯矩。加劲梁的弯矩： 变位理论 M=M-h*y-(H-h)*v 式中：活载产生的撓度v 二、自锚式悬索桥计算原理 自锚式悬索桥的内力计算复杂，应采用非线性有限单元法来计算。对于几何可变的缆索单元，需作加大弹性模量的应力刚化处理。悬索作为几何可变体系，活载作用的变形影响很大，是非线性变形影响的主要因素。本文采用线性有限单元法作简化计算的方法，是先按线性程序计算出活载撓度，修正活载撓度的座标以后，再用线性有限单元法作迭代计算。即采
地锚式钢结构悬索桥施工技术总结 1?工程概况 悬索桥是以承受拉力的缆索或链索作为主要承重构件的桥梁，由悬索、索塔、锚碇、吊杆、桥面系等部分组成。悬索桥的主要承重构件是悬索，它主要承受拉力，一般用抗拉强度高的钢材（钢丝、钢缆等）制作。由于悬索桥可以充分利用材料的强度，并具有用料省、自重轻的特点，因此悬索桥在各种体系桥梁中的跨越能力最大，根据神华宁煤400万吨/年间接液化项目澄清文件平面图等相关资料，两座悬索桥分别跨铁路悬索桥、过经四路悬索桥。跨度范围几十米到两百米左右，横跨铁路悬索桥主跨要在100米以上。 悬索桥又分为自锚式与地锚式两大类，本工程的悬索桥主要用于管道的敷设，对于桥面的路面要求不高，但是对钢性有一定要求。地锚式钢结构悬索桥的施工工艺与自锚式混凝土悬索桥及重力式悬索桥有很大区别，其施工重点在于钢结构梁的曲线挠度控制，及各种预埋件、构件的精度控制，难点是悬索桥张拉过程中的索力调整及主缆、索鞍的防腐处理，地锚式钢结构悬索桥具有造价高，跨度小，但外型曲线优美结构线条透明，适用景观工程等特点，本方案为地锚式钢结构悬索桥安装。 图1结构示意图 2.编制依据 1.《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001 2.《公路工程质量检验评定标准》JTGF80/1-2004,
3.《公路桥涵施工技术规范》JTT041-2000 4.《简易架空缆索吊》北京 3施工要点： 悬索桥的主梁由吊杆支撑，主梁弯矩与跨度关系不大。钢梁组成平面梁格和后期铺 设的混凝土桥面板构成。2道纵梁的横向位置与吊杆的横向位置相同，吊杆直接锚固在 纵梁上。 自锚式悬索桥采用先缆后梁施工方案的施工顺序如下： (1) 在桥墩上架设第一段主梁，与桥墩临时链接，该链接可传递较大的水平力; (2) 把猫道主缆锚固在墩顶主梁上； (3) 分步架设主梁：先吊装边上的压力之前，主缆和临时连接系梁，形成能够承受轴 力的钢骨架，然后在钢骨架上施工主梁的其他部分。纵梁承受压力之前，主缆和猫道承 重索的水平力由桥墩承受，大缆水平力从桥墩转移到纵梁，可用图 2所示的临时固结装 置解决。图2所示为广州鹤洞大桥斜拉桥临时固结装置，可方便进行系统转化 施工过程中，边墩最不利的受力工况为吊装最后阶段纵梁：纵梁不能承受压力，主缆 受自重、吊杆拉力(承受纵梁及连接系的重力)和猫道自重作用，其水平力全部由边墩 承受 次方法实施需要着重考虑的问题包括桥墩的设计尺寸、 工字型主梁的稳定性和大缆与 桥墩的临时固结等，需要进行计算制定详细的施工方案。 3.1桩基施工 由于没有设计相关内容，根据现场地质条件桥塔桩基设计采用钻孔桩基础，桩基类 型均为摩L 30.0 m || 1 Hi r 1」 I 1 -* ?刀 ■ 桃删m 盛眾戟曲 图1 Fig. 1 主蝶示It Main prdei 主SL 桥强示盍 Fi 曲 2 The of nuin cable ffld pier
自锚式悬索桥的受力原理及优缺点 自锚式悬索桥的上部结构包括：主梁、主缆、吊杆、主塔四部分。传力路径为：桥面重量、车辆荷载等竖向荷载通过吊杆传至主缆承受，主缆承受拉力，而主缆锚固在梁端，将水平力传递给主梁。由于悬索桥水平力的大小与主缆的矢跨比有关，所以可以通过矢跨比的调整来调节主梁内水平力的大小，一般来讲，跨度较大时，可以适当增加其矢跨比，以减小主梁内的压力，跨度较小时，可以适当减小其矢跨比，使混凝土主梁内的预压力适当提高。由于主缆在塔顶锚固，为了尽量减少主塔承受的水平力，必须保证边跨主缆内的水平力与中跨主缆产生的水平力基本相等，这可以通过合理的跨径比来调节，也可以通过改变主缆的线形来调节。另外，自锚式悬索桥中的恒载由主缆来承受，而活载还需要由主梁来承受，所以主梁必须有一定的抗弯刚度，主梁的形式以采用具有一定抗弯刚度的箱形断面较为合适。 自锚式悬索桥有以下的优点：
①不需要修建大体积的锚碇，所以特别适用于地质条件很差的地区。 ②因受地形限制小，可结合地形灵活布置，既可做成双塔三跨的悬索桥，也可做成单塔双跨的悬索桥。 ③对于钢筋混凝土材料的加劲梁，由于需要承受主缆传递的压力，刚度会提高，节省了大量预应力构造及装置，同时也克服了钢在较大轴向力下容易压屈的缺点。 ④采用混凝土材料可克服以往自锚式悬索桥用钢量大、建造和后期维护费用高的缺点，能取得很好的经济效益和社会效益。 ⑤保留了传统悬索桥的外形，在中小跨径桥梁中是很有竞争力的方案。 ⑥由于采用钢筋混凝土材料造价较低，结构合理，桥梁外形美观，所以不公局限于在地基很差、锚碇修建军困难的地区采用。 自锚式悬索桥也不可避免地有其自身的缺点：
地锚式钢结构悬索桥施工技术总结 1.工程概况 悬索桥是以承受拉力的缆索或链索作为主要承重构件的桥梁，由悬索、索塔、锚碇、吊杆、桥面系等部分组成。悬索桥的主要承重构件是悬索，它主要承受拉力，一般用抗拉强度高的钢材（钢丝、钢缆等）制作。由于悬索桥可以充分利用材料的强度，并具有用料省、自重轻的特点，因此悬索桥在各种体系桥梁中的跨越能力最大，根据神华宁煤400万吨/年间接液化项目澄清文件平面图等相关资料，两座悬索桥分别跨铁路悬索桥、过经四路悬索桥。跨度范围几十米到两百米左右，横跨铁路悬索桥主跨要在100米以上。 悬索桥又分为自锚式与地锚式两大类，本工程的悬索桥主要用于管道的敷设，对于桥面的路面要求不高，但是对钢性有一定要求。地锚式钢结构悬索桥的施工工艺与自锚式混凝土悬索桥及重力式悬索桥有很大区别，其施工重点在于钢结构梁的曲线挠度控制，及各种预埋件、构件的精度控制，难点是悬索桥张拉过程中的索力调整及主缆、索鞍的防腐处理，地锚式钢结构悬索桥具有造价高，跨度小，但外型曲线优美结构线条透明，适用景观工程等特点，本方案为地锚式钢结构悬索桥安装。 图1结构示意图 2．编制依据 1.《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001， 2.《公路工程质量检验评定标准》JTGF80/1-2004， 3.《公路桥涵施工技术规范》JTT041-2000 4.《简易架空缆索吊》北京 3施工要点： 悬索桥的主梁由吊杆支撑，主梁弯矩与跨度关系不大。钢梁组成平面梁格和后期铺
设的混凝土桥面板构成。2道纵梁的横向位置与吊杆的横向位置相同，吊杆直接锚固在纵梁上。 自锚式悬索桥采用先缆后梁施工方案的施工顺序如下： （1）在桥墩上架设第一段主梁，与桥墩临时链接，该链接可传递较大的水平力； （2）把猫道主缆锚固在墩顶主梁上； （3）分步架设主梁：先吊装边上的压力之前，主缆和临时连接系梁，形成能够承受轴力的钢骨架，然后在钢骨架上施工主梁的其他部分。纵梁承受压力之前，主缆和猫道承重索的水平力由桥墩承受，大缆水平力从桥墩转移到纵梁，可用图2所示的临时固结装置解决。图2所示为广州鹤洞大桥斜拉桥临时固结装置，可方便进行系统转化。 施工过程中，边墩最不利的受力工况为吊装最后阶段纵梁：纵梁不能承受压力，主缆受自重、吊杆拉力（承受纵梁及连接系的重力）和猫道自重作用，其水平力全部由边墩承受。 次方法实施需要着重考虑的问题包括桥墩的设计尺寸、工字型主梁的稳定性和大缆与桥墩的临时固结等，需要进行计算制定详细的施工方案。 3.1桩基施工 由于没有设计相关内容，根据现场地质条件桥塔桩基设计采用钻孔桩基础，桩基类型均为摩擦桩，深度以设计为准。 3.2承台及锚碇施工 基坑开挖至承台底以下0.3米后，进行地基夯实。在上面浇筑砼垫层厚度20厘米，然后在垫层上放线定位，承台一次整体立模浇筑，锚碇分两次浇筑完成，每次是200立方砼。
midas Civil 培训例题集悬索桥专题
目录 一.悬索桥概述.............................................................................................................................................................................................. - 1 - 1.1 桥塔..................................................................................................................................................................................................... - 1 - 1.2 锚碇..................................................................................................................................................................................................... - 1 - 1.3 主缆..................................................................................................................................................................................................... - 1 - 1.4 吊索..................................................................................................................................................................................................... - 1 - 1.5 加劲梁................................................................................................................................................................................................. - 2 - 1.6 鞍座..................................................................................................................................................................................................... - 2 - 1.7 悬索桥的垂跨比 .................................................................................................................................................................................. - 2 - 二.midas Civil中的悬索桥功能..................................................................................................................................................................... - 2 - 2.1 悬索桥建模助手功能........................................................................................................................................................................... - 2 - 2.2 悬索桥分析功能 .................................................................................................................................................................................. - 2 - 2.3 索单元模拟.......................................................................................................................................................................................... - 2 - 三.悬索桥建模分析例题............................................................................................................................................................................... - 5 - 3.1 桥梁概况 ............................................................................................................................................................................................. - 5 - 3.2 悬索桥建模助手自动生成初始平衡状态.............................................................................................................................................. - 7 - 3.3 悬索桥分析得到修改模型的精确平衡状态.......................................................................................................................................... - 9 - 3.4 悬索桥倒拆分析 ................................................................................................................................................................................ - 10 - 3.5 悬索桥正装模拟+成桥分析 ............................................................................................................................................................... - 11 - 四.关于悬索桥分析的说明 ......................................................................................................................................................................... - 12 -