对悬索桥施工控制技术的研究
2018-03-05
1 引言
随着经济的发展、生活节奏的加快，人们追求精神文化生活的要求也越来越高。为了充分演绎郑州市的历史变迁，向世人展示地区原住民的生活习性，不断丰富郑州人民的业余文化生活，2009年郑州市政府立项建造了“实景灯光演绎工程园区”。进入活动中心的主要通道为造型古朴、特点鲜明的升降吊桥。现代城市景观不仅仅是美化城市的要素，更担负着多重的功能需求及体现文化价值观念。如果能够对周围空间进行合理的规划施工及管理，是对城市生态环境的保护和城市历史文脉的延续。因此本吊桥在施工外观上更多的参照了古时北方少数民族聚居区内防御使用的吊桥形式，采用现代施工方法完成方案施工。
2 施工方案介绍
古时的吊桥主要是在外敌入侵时隔断敌人的入城通道，而现代吊桥多指柔性吊桥或钢桁架自锚式悬索桥。此类桥大多是为充分发挥钢索受拉强度大的特点，不需要特别高的桥塔，就可架设简单实用的桥梁，桥面系统构造简单、加工容易、耗钢量低、桥梁架设和维护方便、桥型美观、造价低，在农村和旅游景点有广泛的应用前景。
本桥属柔索悬吊结构，构造轻巧、造型优美，传力途径明确。主要由桥面板系、塔楼、钢丝缆索、桥台、卷扬设备等构成，如图1所示。
3 施工计算及方案确定
在吊桥结构施工过程中主要需要解决的问题有桥面板系施工、塔楼施工、缆索选型、卷扬系统施工等问题。
3.1 吊桥受力分析
施工分析可知，起吊时在荷载作用下，吊桥的主索会产生几何形状和内力的变化。所以，正确分析荷载作用下主索的受力情况为吊桥施工的关键。已知施工吊桥总承重2. 5t，滑轮中心高3.7m，吊桥跨距6m，立柱直径400mm，壁厚10mm，受力状况如图2所示，则拉力最小时的吊位置由公式得
Flap-GL/2=0
则Ｆx=Fsina:Fy=Fcosa
由施工要求吊桥最大拉升角为70。所以在满足施工要求和美观要求的条件下，通过计算：LAP 3.937m。由公式可得力的分布曲线，通过比较确定在LAP：3.90m时效果最优。
其它结构施工如滑轮轴、卷扬机卷筒轴、立柱等可分别按常规的简支梁板、拉杆和小偏心受压柱等方式进行计算，在此不做详细叙述。
4 项目施工及调试
本施工选址在郑东新区东风渠上，建造该桥的优点是水下工程工作量小，全部构件均可在水上作业，这样施工中就省掉了围堰工程及排水费用。在整个施工过程中，也无需原河道断流。因此，该桥的施工采取以下步骤：首先进行两端引桥桥台的砌筑及塔架基础的浇筑，在这同时穿插进行吊桥面板、塔楼及卷扬设备的制作和调试：桥面采用槽钢做框架、角钢做加强连接焊接而成，上面铺设厚木板制成；采用钢板和钢管焊制塔顶，滑轮采用焊接和螺栓组合方式与立柱连接，再用螺栓将塔楼整体与地面预埋地脚连接，保证连接可靠性和稳定性；起吊钢丝绳选用14mm纤维芯钢丝绳，最小破断拉力为95kN;卷扬机选用涡轮减速机，速度平稳可靠，可实现任意位自锁停留；在吊装之前先对主缆索进行构造拉伸试验，施加一定的预应力保持2小时左右，然后用卡扣将各绳头连接卡牢。地基完成后吊桥构件现场一次吊装就位，随后便可进行桥面板等处的安装。在整个吊桥施工安装完毕后再对立柱、塔楼、桥面等位置用合成树脂塑料做仿木质包装处理，即古朴典雅、美观大方，也具有较好的防腐蚀作用。
结束语
本施工从城市的历史发展背景入手，应和城市的文化底蕴，满足人们对环境活动的审美需求。注重生态性、景观性与实用性的有机结合，是本项目的重要特点。同时，根据以上论述可以看出在副河道上建造吊桥，施工期间不改变原河道水流，无围堰、排水等大量临时性工程；施工方便、工期短，工程造价大大降低。本吊桥施工过程受力分析清楚、施工计算准确、外部造型美观，其结构原理及施工、施工方法，不论在水利、交通和市政工程中均可以广泛采用，为此类工程的实施提供了有利的参考依据。
参考文献
[1]严伟飞,张海伟,叶建龙.江山北关大桥主缆索股架设研究[J].浙江交通职业技术学院学报,2010,(01):1-4,50
[2]卢景沛.我看长江的桥[J].上海城市管理职业技术学院学报,2002,(02):34
[3]严伟飞,张海伟,叶建龙.江山北关大桥主缆索股架设研究[J].浙江交通职业技术学院学报,2010,(01):1-4,50.
