浅谈悬索桥桁架梁加载方式
摘要：目前，国内修建的悬索桥的主梁形式大多数为钢箱梁。钢管桁架式加劲梁的悬索桥也逐步增多，不同的加劲梁加载方式对施工进度影响较大，本文将介绍两种加劲梁加载方式进行阐述和比较。
关键词：悬索桥桁架梁 加载方式
1.概述
1.1悬索桥的加劲梁
近年来悬索桥在国内大跨度桥梁中应用逐渐广泛，其主梁的结构型式目前大致分为两种，一种是扁平式钢箱梁，另一种是桁架式加劲梁，二种结构形式各有优缺点，具体情况详见表1中的内容。
1.2两种加劲梁对施工的影响：
钢箱梁在吊装结束后，整个桥梁的绝大部分恒载90%以上均已加载结束，线型已确定，相对来说施工进度比较快，调整工作量很小。
钢桁架式加劲梁因其自重较轻，通常只占全桥恒载的1/3左右，剩下的恒载加载还需要靠大量的预制桥道板和桥面混凝土来完成，因此对于加劲梁钢桁架梁吊装结束后，在加劲梁上进行加载时所采取的方式对施工进度结构就有了很直接的影响。
2.桁架式加劲梁加载方式
国内桁架式悬索桥修建的不多，我公司承建的有忠江大桥、万州长江二桥。忠江大桥采用的加载方式为：“全连接、全铺板”。万州长江二桥采用的加载方式为：“边临连、边焊接、边涂装、边铺板”；现对这两座桥梁的加劲梁加载程序进行阐述。
2.1“全连接、全铺板”施工方法——忠江大桥
2.1.1工程简介
忠江公路大桥主桥为560m单跨悬索桥，主梁为钢管桁架加劲梁；加劲梁为空间钢管桁架加劲梁，加劲梁标准节段结构形式图1所示。全桥共35个加劲梁节段，梁段重量跨中段40t，一般段42t，端梁62 t。加劲梁连接采用摩擦型10.9级扭剪型高强螺栓连接。
2.1.2具体施工方法
在加劲梁上加载时，起初为了考虑施工方便，拟从两塔处向跨中对称先铺两块板作一通道，贯通后再从跨中向两塔对称加载。实际施工中两塔处沿桥跨方向加载仅5块板长（一个梁段长铺设4块）通道约40 t，监测发现跨中段出现上拱，下弦抵死，应力加大。如继续由两塔向跨中加载，势必造成上下弦杆的结构变形，于是立即停止加载，改变方案从跨中向两塔对称加载，采用缆索吊吊装。高空作业危险性大，安装速度慢，人员窝工严重。待缆索吊吊装桥面板贯通形成运输通道后，再采用汽车吊从中跨向两边对称铺设。“全连接、全铺板”施工方法的具体操作过程如下：
①将全部吊装节段接头的上弦杆接头进行连接：用5颗摩擦型10.9级扭剪型高强螺栓连接（设计每个上弦杆接头用48颗螺栓）；
②由跨中向两个塔方向对称铺设通道，通道由2快板组成（加劲梁横断面由8块板组成）；
③通道形成后，2台吊车开到悬索桥的跨中；
④运输车将桥面板运输到跨中，吊车向塔方向满跨铺设。
2.2“边临连、边焊接、边涂装、边铺板”施工方法——万州公路长江二桥
2.2.1工程简介
重庆市万州长江二桥是一座跨径580m的单跨悬索桥，其加劲梁为钢板焊接“H”型断面作为主桁上、下弦杆的桁架梁。加劲梁吊装节段标准结构形式如图2所示。全桥加劲梁共33个梁段。跨中段重62t，一般段重68t，端梁重80t。
2.2.2具体施工方法
加劲梁吊装完成后采用上弦临时铰结，下弦呈自由状态，安装方案采用两塔向跨中对称铺设，沿纵桥向在加劲梁中线上仅铺两块桥道板做运输通道，纵桥向每隔三块板铺设四块桥道板作为吊车吊装作业平台。“边临连、边焊接、边涂装、边铺板”施工方法的操作步骤如下：
①每个加劲梁吊装节段就位后为自由悬挂，加劲梁接头之间没有进行临时连接；
②在每节加劲梁上安装桥面板之前，提前将前方加劲梁接头用4颗普通螺栓进行临时连接（设计每个上弦杆接头用128颗螺栓）；
③对焊接完成的加劲梁上平联进行涂装；
④用25吨吊车由塔向跨中铺设通道，通道由2块板组成，加劲梁接头处铺设4块板，便于吊车（加劲梁横断面由6块板组成）；
⑤重复②～③的步骤，将通道铺设止跨中；
⑥运输车将桥面板运输到跨中，吊车向塔方向满跨铺设。
2.3两种加载方式产生的效益
采用“全连接、全铺板”施工方法由塔向跨中铺设时，出现加劲梁相抵和应力增大现象的原因：①加劲梁占整个恒载的比重过小，不足以主导和控制整个主缆线型；②悬索为可改变几何形状，引起桥跨结构产生较大的挠曲变形；③加劲梁在吊装后上弦采用永久性连接将其固结，较大的加劲梁的位移。采用“边临连、边焊接、边涂装、边铺板”施工方法由塔向跨中铺设时，没有出现加劲梁相抵和应力增大现象的原因：①劲梁吊装节段就位后为自由悬挂；②临时连接四颗螺栓，不做紧固，只用来传递剪力；③跨中方向加劲梁不受到主缆线型影响。两种方法情况见表2所示。
忠江大桥在加劲梁上进行桥面板加载所用的时间大约为120天，在万州长江二桥在加劲梁上进行桥面板加载所用的时间大约为50天。从施工进度和质量方面，万州长江二桥采用“边临连、边焊接、边涂装、边铺板”施工方法是具有较大的优势的，相对于忠江大桥而言：
万州长江二桥桥面系加载用的时间：120天；
忠江大桥桥面系加载用的时间：50天；
按每天所用的人工机械施工费用按：4.5万/天；
万州长江二桥相对忠江大桥共节约：4.5×（120－50）＝315万元。
3.结束语：
针对不同结构形式的钢桁架梁在桁架梁吊装完成后所选择的下一步桥道板加载方式应与监测单位认真分析，选择最有利、最合理的加载方式既节约工期，又可产生良好的经济效益。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
