李 谷, 彭海濤

(1.湖南省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)院有限公司， 湖南 長沙 410200；2.中國建筑第五工程局有限公司， 湖南 長沙 410004)

0 引言

隨著社會(huì)發(fā)展，城市建設(shè)對(duì)景觀橋梁的需求逐漸增多，很多景觀橋梁不再滿足于常規(guī)橋梁的結(jié)構(gòu)形式。懸索橋因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)形式特色鮮明而受到建設(shè)者的青睞。常規(guī)的懸索橋一般為3跨結(jié)構(gòu)，且邊跨較大。此舉是為了減小外荷載作用下塔柱承受的水平分力，進(jìn)而減小塔底截面彎矩，因此常規(guī)懸索橋邊主跨比一般為0.25～0.5[1]。同時(shí)，主纜的水平分力還和垂度有關(guān)，垂度越大，水平力越小，塔底彎矩也越小。因此常規(guī)懸索橋的垂跨比一般為1/9～1/10。較大的邊跨和較大的垂度在一定程度上限制了懸索橋方案的應(yīng)用。

本文以某景區(qū)人行懸索橋?yàn)槔?，提出了一套小垂跨?1/12.8)空間桁架結(jié)構(gòu)懸索橋設(shè)計(jì)方案，并詳細(xì)闡述了設(shè)計(jì)思路、計(jì)算過程和施工關(guān)鍵要點(diǎn)，以期為同類型橋梁設(shè)計(jì)提供參考。

1 項(xiàng)目概況

為提高旅游區(qū)品質(zhì)，某地?cái)M提質(zhì)改造某景觀湖，環(huán)湖修建人行游步道，擬在河流匯流處修建一座人行懸索橋。

景觀湖位于項(xiàng)目所在城鎮(zhèn)河流流域中上游，湖面面積為約80萬平方米，湖區(qū)設(shè)置以城市景觀為主，為兼顧供水和灌溉等綜合效益的中型水閘樞紐工程。正常蓄水位85.50m，設(shè)計(jì)洪水為20 a一遇，校核洪水為50a一遇；擬建橋梁橋位位于湖泊與河道交匯處，河道寬約60m，河底平均高程為80m，正常蓄水水深5.5m。河底淤泥層平均厚度約1m，下為礫砂層和強(qiáng)風(fēng)化花崗巖，花崗巖層可作為持力層。

該橋設(shè)計(jì)重點(diǎn)考慮如下因素：

1) 為減少阻水率，保證行洪，河道中間不設(shè)橋墩，橋梁一跨過河。

2) 東側(cè)河堤是既有城市道路，沒有空間設(shè)置懸索橋邊跨和錨碇。

3) 整個(gè)景區(qū)景觀效果要求協(xié)調(diào)，橋塔不宜設(shè)計(jì)過高。

綜合考慮上述因素，擬采用矮塔單跨的小垂跨比懸索橋，橋塔、錨錠和橋臺(tái)一體。

2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1 整體布置

本項(xiàng)目為單跨地錨式懸索橋，橋梁全長79m，橋面長度60.4m，主橋計(jì)算跨徑70m，主索垂度5.46m，塔高6.8m，垂跨比為1/12.82。其布置如圖1所示：

圖1 橋型整體布置示意圖(單位： cm)

2.2 橋塔設(shè)計(jì)

2.2.1塔身

由于該橋?yàn)閱慰鐟宜鳂?，不設(shè)置邊跨，橋塔將承擔(dān)絕大部分主索在外荷載下產(chǎn)生的水平分力。為了使塔頂水平分力不在塔底造成過大彎矩，并且與景觀環(huán)境相適應(yīng)，橋塔高度應(yīng)較常規(guī)懸索橋更小。然而，塔高的減小必然引起垂度f的減小，由懸索橋恒荷載水平分力計(jì)算公式如式(1)。

(1)

由式(1)可知，水平分力H與f的大小成反比，而塔底彎矩與H的大小成正比，因此塔高與主索水平力、塔底彎矩形成了一種相互影響的耦合變化關(guān)系，不能將任意一方割裂考慮，一旦塔高取值突破了常規(guī)懸索橋的經(jīng)驗(yàn)值范圍，就應(yīng)當(dāng)根據(jù)具體情況針對(duì)性地進(jìn)行特殊構(gòu)造設(shè)計(jì)。

為使橋塔保證足夠的強(qiáng)度和剛度，本橋未采用常規(guī)懸索橋的獨(dú)柱型塔腿，而采用了抗彎剛度更大的A字形塔腿以承擔(dān)主纜傳力。橋塔底面兩個(gè)塔腿截面共同抗彎；為增加受壓構(gòu)件穩(wěn)定性，塔腿之間設(shè)置橫向聯(lián)系，側(cè)面形成“A”字型；兩側(cè)橋塔頂設(shè)置橫撐(見圖2)。

2.2.2塔頂索鞍

該橋索鞍只起到使主索在塔頂彎曲的導(dǎo)向限位作用，不影響主索內(nèi)力傳遞。該橋索鞍主要由底板和側(cè)板構(gòu)成，底板為10mm厚圓弧形彎曲鋼板，緊貼圓形塔頂，通過錨栓固定，側(cè)板為20mm厚半圓環(huán)形鋼板，通過角焊縫與底板連接，底板和側(cè)板之間設(shè)置10mm厚加勁板。底板直接承受主索對(duì)橋塔的壓力，減小主索和橋塔之間的摩擦，側(cè)板限制主索的橫向位移。

2.2.3塔下基礎(chǔ)

懸索橋的基礎(chǔ)由承臺(tái)和樁基組成，承臺(tái)兼作主索錨碇。由于主索的拉力最終將傳遞給基礎(chǔ)，因此基礎(chǔ)必須具備抗剪、抗彎、抗傾覆性能。

本橋承臺(tái)長10.5m，寬6.4m，高2.5m，下設(shè)置4根D120樁基。根據(jù)力學(xué)分析可知承臺(tái)的傾覆彎矩M向跨中旋轉(zhuǎn)。為了充分發(fā)揮承臺(tái)大體積混凝土抗彎剪和樁基抗壓的優(yōu)勢，該橋?qū)蛩槝蛳蛑行牟贾迷诔信_(tái)中心之后，增大了抗傾覆力臂L，使得在M作用下受壓力F的樁基為抗傾覆作出更多貢獻(xiàn)。

圖2 橋塔與基礎(chǔ)構(gòu)造示意圖(單位： cm)

2.3 纜索系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.3.1主索

主索索材采用6×19+IWS鋼芯鋼絲繩，通過索鞍架設(shè)在橋塔上，主索兩端錨固在索塔背后的承臺(tái)上。為保證足夠的安全系數(shù)，一邊主索采用2根φ 42mm的鋼絲繩，單根鋼絲繩破斷力1040kN。

2.3.2橋面索

本橋?yàn)椴辉O(shè)置加勁梁、僅設(shè)置橋面系的柔性懸索橋，橋面系本身剛度較小，故通過設(shè)置2根橋面索提高結(jié)構(gòu)整體剛度和抗風(fēng)性能(見圖3)。橋面索采用和主索同樣規(guī)格φ42mm的6×19+IWS鋼芯鋼絲繩，橋面索兩端錨固于兩岸承臺(tái)上，通過U型螺栓和橋面系橫梁連接。施工時(shí)通過調(diào)節(jié)吊桿長度使其上拱產(chǎn)生張力。完成上拱后的橋面索和吊桿、橋面系橫梁和主索構(gòu)成整體受力的空間桁架體系，由于橋面索和吊桿對(duì)主索產(chǎn)生預(yù)載，主索的成橋內(nèi)力增加，全橋剛度得以提高。此外，由于懸索橋垂跨比越大整體剛度越小[3]，本橋的小垂跨比布置也提升了全橋的剛度。

圖3 桁架體系示意圖

2.3.3錨固構(gòu)造

橋面索和主索均通過錨固構(gòu)造將拉索內(nèi)力傳遞給錨碇。錨固構(gòu)造主要由拉板、圓鉸、螺桿、錨梁等構(gòu)件組成(見圖4)。

圖4 錨固構(gòu)造示意圖

拉板由Q345B鋼板加工而成，圓鉸、錨梁由Q345B圓鋼機(jī)加工而成，螺桿采用M36-9.8級(jí)精制高強(qiáng)螺栓及其配套螺母。

主索橋面索鋼絲繩纏繞在錨梁上，繩索回頭用繩夾固定，錨梁通過螺桿、圓鉸將主索的拉力傳遞給拉板前端，拉板后端通過PBL鍵和錨碇連接。

錨固構(gòu)造因此形成了鋼絲繩—錨梁—螺桿—圓鉸—拉板—承臺(tái)基礎(chǔ)的傳力路徑，受力明確、結(jié)構(gòu)簡單、便于施工，后期還可通過螺母調(diào)整索形索力。

2.3.4索夾與吊桿

索夾由兩片20mm厚機(jī)加工鋼板組成，通過高強(qiáng)螺栓張緊，產(chǎn)生咬合力(見圖5)。索夾中間設(shè)置一個(gè)環(huán)形螺栓連接吊桿。吊桿由HPB300拉桿和KOUD螺旋扣組成。拉桿連接索夾，螺旋扣連接橫梁上的U型螺栓，成橋以后可以通過調(diào)整螺旋扣的長度控制成橋線形和吊桿張力(見圖6)。另外，在主跨靠近橋塔的無索區(qū)設(shè)置3枚空索夾，保持主索的線形與整體性。

圖5 索夾構(gòu)造示意圖

圖6 吊桿構(gòu)造示意圖

圖7 橋面系構(gòu)造示意圖(單位： cm)

2.4 橋面系設(shè)計(jì)

本橋?yàn)槿诵袘宜鳂?，人群荷載是主要外荷載。為減輕結(jié)構(gòu)自重，該橋不設(shè)置加勁梁而采用由橫梁、小縱梁和橋面板組成的柔性橋面系(見圖7)。橋面系全寬2.7m，其中人行道板寬2 m，道板外為吊桿區(qū)域。橋面板固定在小縱梁上，直接承受人群荷載，小縱梁將荷載傳遞給橫梁，橫梁再將荷載通過吊桿傳遞給主索。

2.4.1橫梁與小縱梁

橫梁采用126mm高Q345槽鋼，橫梁兩端設(shè)置連接吊桿、橋面索的U型螺栓和護(hù)欄立柱，中間焊接小縱梁。

小縱梁采用63mm高Q345槽鋼，全橋設(shè)置6道小縱梁，與橫梁交錯(cuò)形成“井”字型梁格。

2.4.2橋面板與附屬設(shè)施

為達(dá)到景觀效果，橋面板采用40mm厚防腐木板，通過燕尾螺絲固定在縱梁上。

該橋主要附屬設(shè)施為護(hù)欄。護(hù)欄由立柱、橫梁、鋼絲網(wǎng)組成。為了適應(yīng)柔性懸索橋的變形特性，橫梁與立柱連接設(shè)為鉸接。立柱和護(hù)欄均采用40×50 mm Q235方鋼管。護(hù)欄設(shè)置上下兩道橫梁，中間設(shè)置304不銹鋼絲網(wǎng)。

2.5 結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)

混凝土結(jié)構(gòu)耐久性應(yīng)符合《公路鋼筋混凝土與預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG 3362—2018)中相關(guān)規(guī)定。在施工中，要求改善混凝土品質(zhì)，增強(qiáng)混凝土密實(shí)性，降低水、氯離子等的侵入，提高鋼筋防銹能力，增強(qiáng)混凝土耐久性。

外露鋼板如支座預(yù)埋鋼板、欄桿鋼管等均需除銹防腐處理，防腐工作應(yīng)在施工準(zhǔn)備階段完成。鋼材防腐采用熱鍍鋅防腐涂裝和油漆防銹涂裝。

人行道木板采用防腐木。

3 結(jié)構(gòu)計(jì)算

懸索橋?yàn)榈湫腿嵝越Y(jié)構(gòu)，主要承重構(gòu)件為主纜。外力作用下主纜產(chǎn)生較大變形，使結(jié)構(gòu)剛度發(fā)生改變，而結(jié)構(gòu)剛度變化又反過來影響主纜的受力和變形，這是柔索結(jié)構(gòu)特有的幾何非線性特征。

工程上，一般以近似公式計(jì)算的方法獲得控制工況下懸索橋關(guān)鍵部位的內(nèi)力，從而指導(dǎo)設(shè)計(jì)，若想對(duì)結(jié)構(gòu)任意位置進(jìn)行詳細(xì)分析，則需借助有限元分析軟件。本項(xiàng)目通過建立懸索橋有限元模型，對(duì)全橋結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。

3.1 有限元模型建立

采用有限元軟件MIDAS CIVIL建立懸索橋的整體有限元模型(見圖8)?？紤]索單元的幾何非線性特征和初始剛度，根據(jù)預(yù)設(shè)的垂度，使成橋狀態(tài)主纜的豎向位移為0。

圖8 有限元模型

3.2 關(guān)鍵構(gòu)件計(jì)算結(jié)果

3.2.1主纜強(qiáng)度驗(yàn)算

該橋最不利工況為人群滿載時(shí)，人群荷載集度3.5kN/m2。人群滿載時(shí)單邊主纜最大拉力為475kN(橋塔附近)，單邊主纜破斷力為2080kN，安全系數(shù)為4.4。懸索橋垂跨比越小，主索內(nèi)力越大，且景區(qū)橋梁由于日后可能無專業(yè)路政人員管養(yǎng)，綜合考慮強(qiáng)度以及日后可能產(chǎn)生的腐蝕、磨損和疲勞等問題，應(yīng)該適當(dāng)提高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度安全儲(chǔ)備[4]，安全系數(shù)宜不小于4.0(見圖9)。

圖9 人群滿載主纜內(nèi)力圖

3.2.2吊桿強(qiáng)度驗(yàn)算

最不利工況同樣考慮人群滿載時(shí)，吊桿最大拉力為10.3 kN。

吊桿構(gòu)件中，P型KOUD螺旋扣承載力為20kN，M16HPB300圓鋼承載力為54.3kN，因此吊桿安全系數(shù)為1.94(見圖10)。

圖10 人群滿載吊桿拉力圖

3.2.3錨固構(gòu)件強(qiáng)度驗(yàn)算

錨固構(gòu)件是結(jié)構(gòu)承重的根本構(gòu)件，承擔(dān)幾乎所有的荷載， 必須有足夠的強(qiáng)度，本橋設(shè)計(jì)思路為保證錨固構(gòu)件的強(qiáng)度高于主索鋼絲繩的強(qiáng)度，以發(fā)揮鋼絲繩的安全儲(chǔ)備極限。

錨固構(gòu)件由拉板(4片)、圓鉸(2個(gè))、螺桿(2個(gè))和錨梁(1個(gè))構(gòu)成，其中拉板、螺桿受拉，圓鉸和錨梁受剪，采用容許應(yīng)力法計(jì)算這些構(gòu)件的極限強(qiáng)度如表1。

表1 錨固構(gòu)件強(qiáng)度計(jì)算構(gòu)件受力特性截面積/mm2強(qiáng)度/MPa承載力/kN拉板受拉4 000.003101 240.00圓鉸受剪6 358.502761 754.946錨梁受剪9 312.002762 570.112螺桿受拉1 923.257201 384.740

由表1可知，所有構(gòu)件強(qiáng)度均大于單根鋼絲繩破斷力1040kN。

3.2.4主梁撓度計(jì)算

經(jīng)計(jì)算，人群滿載時(shí)主梁產(chǎn)生最大撓度，位于跨中下?lián)?29mm，是為計(jì)算跨徑(70m)的1/306。由于現(xiàn)行規(guī)范并未對(duì)人行懸索橋剛度提出具體要求，但以往工程經(jīng)驗(yàn)表明人行懸索橋的撓跨比不宜大于1/150，因此認(rèn)為該橋結(jié)構(gòu)剛度滿足要求(見圖11)。

圖11 人群滿載主梁撓度圖

3.2.5基礎(chǔ)水平力驗(yàn)算

在恒荷載和人群荷載作用下，懸索橋的基礎(chǔ)承擔(dān)主纜的水平分力和橋臺(tái)背后大堤土體及堤面上汽車荷載產(chǎn)生的側(cè)壓力。由于本橋采用承臺(tái)樁基礎(chǔ)，因此驗(yàn)算群樁基礎(chǔ)的水平承載力。

3.2.5.1 承臺(tái)水平力計(jì)算

1)主索產(chǎn)生的水平分力。

主索在橋塔處和水平線夾角為26°(見圖12)，由3.2.1可知單邊主索最不利荷載工況下的拉力為475 kN，則整個(gè)基礎(chǔ)所受水平分力標(biāo)準(zhǔn)值:

H1=P×cos 26°=475 kN×2×0.9=855 kN

圖12 主索拉力P分解圖

2)大堤及堤上荷載產(chǎn)生的土側(cè)壓力。

橋臺(tái)需要嚴(yán)格控制位移，因此土側(cè)壓力按照靜土壓力公式計(jì)算。

橋梁承臺(tái)頂和大堤頂平齊，承臺(tái)高2.5 m。

根據(jù)公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范(JTG D30—2015)公式(H.0.1-3)計(jì)算大堤上汽車荷載的等代均布土層厚度:

(2)

其中:q=19.375kN/m2(根據(jù)規(guī)范內(nèi)插)，γ=17.2kN/m3(項(xiàng)目地勘資料)。計(jì)算得:h0=1.15m。

由項(xiàng)目地勘資料知，大堤素填土內(nèi)摩擦角φ=12° ，因此靜止土壓力系數(shù):

K0=1-sin(12°)=0.792

承臺(tái)頂部的靜止土壓力:

σ1=0.792×1.15×17.2 kN/m3=15.7 kPa

承臺(tái)底部靜止土壓力:

σ2=0.792×(1.15+2.5)×17.2 kN/m3=49.7 kPa

承臺(tái)寬6.4 m，因此受到的土側(cè)壓力為：

H2=2.5 m×6.4 m×(15.7 kPa+49.7 kPa)/

2=523 kN

承臺(tái)受到的總水平力

∑H=H1+H2=1 378 kN。

3.2.5.2 樁身抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算

要驗(yàn)算樁基礎(chǔ)的水平承載力，首先要明確計(jì)算承載力是由樁身強(qiáng)度控制還是由樁頂位移控制。因此首先假定樁基周圍土體完全固結(jié)，在水平荷載作用下樁頂不會(huì)發(fā)生位移，水平力完全由樁身抗剪承擔(dān)。

由3.2.5.1可知: ∑H=1 378 kN

基礎(chǔ)采用4根D120樁基，配置直徑10 mmHPB300螺旋筋，樁頂間距100 mm。其截面積為:

S=4πR2=4.52 m2

根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50010—2010)第6.3.1節(jié)15條對(duì)樁頂截面抗剪承載力進(jìn)行驗(yàn)算，其中：b=1.76r=1.056 m，h0=1.6r=0.96 m。

計(jì)算得單樁斜截面抗剪承載力為1 421 kN，4根樁基抗剪承載力為5 684 kN>∑H，因此在水平力的作用下樁身不會(huì)發(fā)生破壞，橋梁樁基礎(chǔ)的水平承載力應(yīng)該由位移控制。

3.2.5.3 樁基水平承載力驗(yàn)算

樁基礎(chǔ)水平承載力根據(jù)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》(JGJ 94—2008)中(5.7.2)和(5.7.3)等公式進(jìn)行計(jì)算。

首先根據(jù)公式(5.7.2-2)：

計(jì)算單樁水平承載力，計(jì)算參數(shù)及結(jié)果見表2。

表2 單樁水平承載力計(jì)算αEI/(kN·m4)νxX0/mRha/kN0.298 2 527 124.3 0.9 0.006 320.2

由表2計(jì)算可知單樁水平承載力為320.2 kN。由于承臺(tái)樁基礎(chǔ)采用4根D120樁基，因此須根據(jù)公式(5.7.2-1)計(jì)算樁基水平承載力特征值。

Rh=ηhRha

不計(jì)承臺(tái)摩擦力、側(cè)向土水平力的貢獻(xiàn)，由公式(5.7.3-6)可得：

ηh=ηiηr=1.0×2.05=2.05

因此樁基總水平承載力為：

2.05×320.2 kN×4=2 625.64 kN=1.9∑H

由上述計(jì)算可知樁基水平承載力大于外荷載產(chǎn)生的水平力標(biāo)準(zhǔn)值。橋梁的承臺(tái)樁基水平承載力滿足規(guī)范要求，且具有足夠的強(qiáng)度富余，結(jié)構(gòu)安全合理。

4 施工要點(diǎn)

本橋位于景區(qū)，施工過程中不能影響景區(qū)周邊道路正常通行和居民生活。湖區(qū)水體受到保護(hù)，不能架設(shè)臨時(shí)棧橋且不能水下施工。針對(duì)項(xiàng)目具體情況確定施工方案要點(diǎn)并落實(shí)，是決定項(xiàng)目竣工能否達(dá)到驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)和業(yè)主方要求的關(guān)鍵。結(jié)合項(xiàng)目特點(diǎn)和以往工程經(jīng)驗(yàn)總結(jié)了施工要點(diǎn)如下。

4.1 樁基施工

基礎(chǔ)采用鉆孔灌注樁，由于在大堤上鉆孔，靠近水源，土體受水壓、浸泡容易塌孔，因此成孔須用泥漿護(hù)壁并在成孔后立即灌樁。

4.2 承臺(tái)施工

承臺(tái)是大體積混凝土構(gòu)件，澆筑時(shí)將產(chǎn)生大量水化熱。施工時(shí)應(yīng)該分層澆筑，并在每個(gè)澆筑層中布置冷卻水管。

在主索和橋面索的承臺(tái)錨點(diǎn)位置要設(shè)置相應(yīng)預(yù)埋件，并在澆筑混凝土的時(shí)候予以保護(hù)。

4.3 承臺(tái)護(hù)坡施工

本橋位于景區(qū)湖泊，建設(shè)方要求盡可能保護(hù)水體，避免水下施工，但橋臺(tái)錐坡部分位于水下，常規(guī)漿砌片石不能滿足要求，因此橋臺(tái)錐坡防護(hù)采用拋投賽克格賓方案。

賽克格賓為六邊形雙絞合鋼絲網(wǎng)面與填石組成的工程構(gòu)件，具有穩(wěn)定性強(qiáng)、整體結(jié)合緊密、抗沖刷能力強(qiáng)、施工簡單易行等優(yōu)點(diǎn)。

4.4 橋塔施工

橋塔為A字型橋塔，斜交塔腿和頂部圓弧橫梁給鋼筋幫扎和立模帶來一定難度。鋼筋和模板需要精確定位。此外，在橋塔施工前必須搭建腳手架，確保高處施工安全。橋塔塔頂需設(shè)置索鞍預(yù)埋件，塔頂?shù)膱A弧度要與索鞍底板弧度吻合。

4.5 索鞍施工

索鞍由專業(yè)廠家制造，施工時(shí)在現(xiàn)場分段組裝。索鞍節(jié)段之間鋼板要頂緊，不能有縫隙。

4.6 主索施工

主索采用先導(dǎo)索卷揚(yáng)機(jī)牽引過河，主索垂度調(diào)整是施工主索的最重要內(nèi)容，利用水準(zhǔn)儀或者全站儀等精密測繪儀器測量調(diào)整。具體步驟如下：

1) 在塔柱上標(biāo)定主索架設(shè)垂度對(duì)應(yīng)的水平測點(diǎn)。

2) 架設(shè)主纜、測量主跨最低點(diǎn)的高程。

3) 測量塔柱標(biāo)定測點(diǎn)的的高程。

4) 比較2)、3)測量結(jié)果，根據(jù)差值修正主索垂度。

5) 調(diào)整主索垂點(diǎn)高程比塔柱標(biāo)定點(diǎn)高程高20 cm左右。

6) 將主索在錨點(diǎn)做永久錨固。

7) 后續(xù)主索微調(diào)通過旋轉(zhuǎn)錨固構(gòu)件上的螺母實(shí)現(xiàn)。

4.7 橋面索施工

由于該橋主索、吊桿和橋面要形成共受力的桁架體系，確保橋面索架設(shè)后產(chǎn)生張力是施工關(guān)鍵。在設(shè)計(jì)階段通過計(jì)算確定橋面索的無應(yīng)力索長，該橋的橋面索無應(yīng)力索長為54.2m。施工時(shí)用顏料在橋面索鋼絲繩上標(biāo)記兩點(diǎn)無應(yīng)力索長。施工時(shí)一端先錨固，將一側(cè)標(biāo)記置于錨梁上，另一端用卷揚(yáng)機(jī)牽引，直至無應(yīng)力長度的另一側(cè)標(biāo)記位于錨梁處，遂將鋼絲繩固定。錨固時(shí)應(yīng)使錨梁位于螺桿外側(cè)總行程3/4的位置處，以確保橋面安裝完成后有充分的行程范圍調(diào)整索力。

4.8 橋面系和吊桿安裝

橋面系施工，尤其是安裝橫梁、吊桿是一件十分困難和危險(xiǎn)的工作，施工人員應(yīng)嚴(yán)格遵守安全防范措施和分清各自的職責(zé)。

4.8.1橫梁安裝

由于本橋位于景區(qū)湖區(qū)，無法修建棧橋，且無法駛?cè)脒\(yùn)輸船舶，因此橫梁安裝的步驟為：

1) 在橋塔之間架設(shè)和橋面索平行的安全索。

2) 在橋臺(tái)附近的橋面索上搭設(shè)臨時(shí)施工平臺(tái)。

3) 在施工平臺(tái)、安全索的保護(hù)下，安裝臨近橋臺(tái)的橫梁。

4) 在固定好的橫梁上繼續(xù)鋪設(shè)臨時(shí)平臺(tái)，由橋臺(tái)向跨中推進(jìn)，安裝所有橫梁。

4.8.2吊桿安裝及橋面線形調(diào)整

由于橋面索在成橋時(shí)需要上提產(chǎn)生張力，上提力由吊桿提供，因此吊桿施工是確保橋面線形和橋面索張力符合設(shè)計(jì)要求的關(guān)鍵。其安裝步驟如下：

1) 在跨中、1/4跨徑位置用手拉葫蘆連接主索和橋面索、并將橋面索抬升至設(shè)計(jì)標(biāo)高，然后設(shè)置臨時(shí)固定。

2) 在跨中橫梁處安裝吊桿，確認(rèn)在臨時(shí)固定的保護(hù)下，跨中處吊桿不會(huì)承受太大拉力。

3) 從橋臺(tái)開始逐步向跨中安裝吊桿，安裝時(shí)，首先用手拉葫蘆提升橋面索至設(shè)計(jì)標(biāo)高，然后將吊桿的KOUD螺旋扣和橫梁的U型螺栓連接，再放松手拉葫蘆，完成荷載轉(zhuǎn)移。

4) 全部吊桿安裝完成后，對(duì)稱拆除跨中、1/4跨的臨時(shí)連接，此時(shí)全橋吊桿的內(nèi)力將發(fā)生重分布，進(jìn)而使吊點(diǎn)發(fā)生位移。

5) 再次測橋面索吊點(diǎn)標(biāo)高，利用螺旋扣對(duì)吊點(diǎn)標(biāo)高進(jìn)行進(jìn)一步精細(xì)調(diào)整，直到符合設(shè)計(jì)標(biāo)高，最后進(jìn)行小縱梁和橋面板安裝。

5 結(jié)語

該項(xiàng)目主體工程已完工，項(xiàng)目建設(shè)符合預(yù)期。本項(xiàng)目的建設(shè)實(shí)施豐富了景觀橋型，滿足了景區(qū)橋梁建設(shè)需求，得出了如下結(jié)論：

1) 景觀設(shè)計(jì)。

本橋采用小垂跨比單跨懸索結(jié)構(gòu)，創(chuàng)造性地提出基礎(chǔ)、錨錠、橋塔一體化設(shè)計(jì)，大大減少了橋梁占地面積，解決了橋梁頭空間問題，景觀效果好。

2) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

本橋采用A字型橋塔和高強(qiáng)度主索改善結(jié)構(gòu)受力，采用橋面索提高結(jié)構(gòu)剛度。

3) 施工。

為保護(hù)水體并解決水下錐坡防護(hù)問題，同時(shí)降低成本，提出拋灑賽克格賓方案，解決景區(qū)橋臺(tái)錐坡防護(hù)水下施工難題，為類似工程提出了有益參考。

本文提出了一種適應(yīng)景區(qū)建設(shè)要求的新型結(jié)構(gòu)—小垂跨比空間桁架懸索橋，從總體布設(shè)、景觀效果、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、分析計(jì)算、施工要點(diǎn)等5個(gè)維度詳細(xì)介紹其設(shè)計(jì)理念、受力特點(diǎn)和施工要點(diǎn)，論證其創(chuàng)新性、合理性、可行性，為同類型橋梁提供設(shè)計(jì)參考。