斜拉桥及其施工方法

本发明属于制造领域，具体而言，涉及一种斜拉桥及其施工方法。

背景技术：

1、斜拉桥具有跨越能力好，适用性强，造价适中等特点，是千米级桥梁的最佳桥型之一。斜拉桥的受力构件主要包括主梁、索塔和拉索，其中，主梁主要承担轴力和局部弯矩，拉索主要承担重力，而拉索在为主梁提供竖向支撑力的同时，也使主梁产生了一定的轴向压力。尤其对于超大跨径斜拉桥，所需拉索数量更多，主梁重量更重，轴向力累积问题更加严重。因此根部位置主梁需要承受更大的轴向压力，成为斜拉桥的主要设计因素。

技术实现思路

1、本发明主要是基于以下问题和发现提出的：

2、为实现跨越和方便施工，斜拉桥尤其是大跨径斜拉桥多采用平衡悬臂施工法，平衡悬臂施工法是指在索塔两侧分别设置工作平台，平衡地逐段向中/边跨悬臂浇筑或拼装梁段，并逐段固定拉索，直至桥跨结构合龙的施工方法。但该方法使主梁承受的轴向压力逐渐累积，对于千米级以上的超大跨径斜拉桥，这种轴向压力累积效应会更加明显，成为限制主梁乃至全桥设计的关键因素之一。

3、本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出斜拉桥及其施工方法。采用该方法可以降低主梁的轴向压力，有利于提升斜拉桥的跨径极限，同时提高斜拉桥施工阶段及使用过程中的稳定性。

4、在本发明的一个方面，本发明提出了一种斜拉桥的施工方法。根据本发明的实施例，所述斜拉桥包括主梁、索塔和拉索，所述主梁包括至少一段梁体，每段梁体设有至少一个索塔，施工过程包括：

5、(1)以所述索塔为中心，沿所述主梁结构限定出所述梁体的施工区间，并将所述施工区间划分为多个施工节段，每个所述施工节段以所述索塔为中心向所述梁体长度方向的两侧同时施工且设有一对拉索；

6、(2)进行部分施工节段后形成部分梁体，在剩余施工节段中，使至少一个施工节段中的拉索的第一端与所述形成的部分梁体相连、第二端与边墩处的永久反力支撑点或与该部分梁体相邻的另一段梁体相连形成对拉拉索，所述对拉拉索的两端位于所述索塔同侧；

7、(3)对所述梁体进行合龙；

8、(4)将所述对拉拉索的第二端与所述边墩处的永久反力支撑点或另一段梁体拆解，并将所述第二端与其第一端所在梁体的索塔相连。

9、根据本发明上述实施例的斜拉桥的施工方法，在施工过程中，通过设置对拉拉索，不仅有利于提升施工过程中主梁结构的整体性，还能够有效降低主梁的轴向压力，有助于提高施工阶段的安全性和稳定性；此外，通过设置对拉拉索还能够降低成桥后主梁承受的轴向累积压力，有利于提升斜拉桥的跨径极限，为超大跨径斜拉桥的设计和施工提供了可能；另外，该方法充分利用了现有的构件性能，利用既有拉索作为施工过程中的临时对拉拉索，梁体合龙后，再将对拉拉索与边墩处的永久反力支撑点或另一段梁体相连的一端拆解，再次进行挂索和张拉，原材料利用率较高且施工成本较低。

10、另外，根据本发明上述实施例的斜拉桥的施工方法还可以具有如下附加的技术特征：

11、在本发明的一些实施例中，步骤(2)中，所述剩余施工节段包括m个施工节段，m1个施工节段设置斜拉拉索，m2个施工节段设置所述对拉拉索，m＝m1+m2，m、m1、m2分别独立地为正整数，且m不小于2。

12、在本发明的一些实施例中，所述剩余施工节段中，设置所述斜拉拉索的施工节段和设置所述对拉拉索的施工节段交替进行。

13、在本发明的一些实施例中，所述剩余施工节段中，最后一个施工节段设置所述斜拉拉索。

14、在本发明的一些实施例中，至少部分所述对拉拉索的材质为碳纤维复合材料。

15、在本发明的一些实施例中，所述剩余施工节段中，至少部分斜拉拉索的材质为碳纤维复合材料。

16、在本发明的一些实施例中，步骤(2)中，进行部分施工节段后形成部分梁体，所述部分施工节段中，每个所述施工节段分别独立地设置斜拉拉索。

17、在本发明的一些实施例中，所述部分施工节段中的至少部分所述斜拉拉索的材质为碳纤维复合材料。

18、在本发明的一些实施例中，所述斜拉桥包括多段梁体，多段所述梁体合龙形成所述主梁。

19、在本发明的一些实施例中，在进行步骤(1)之前还包括还包括：基础施工、墩柱及索塔施工。

20、在本发明的一些实施例中，还包括：(5)拆除剩余的临时施工设备、施工附属设施。

21、在本发明的再一个方面，本发明提出了一种斜拉桥。根据本发明的实施例，该斜拉桥采用上述方法施工得到。该斜拉桥具有上述斜拉桥的施工方法的全部特征及效果，此处不再赘述，总的来说，与现有技术相比，该斜拉桥主梁承受的轴向压力较小，在其施工阶段及使用过程中的稳定性和安全性较高，有助于提升其跨径极限，为超大跨径斜拉桥的设计和施工提供了可能。

22、在本发明的一些实施例中，所述斜拉桥的索塔连接有碳纤维复合材料拉索。

23、在本发明的一些实施例中，所述碳纤维复合材料拉索设在索塔靠近梁体端部的一侧。

24、本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

技术特征：

1.一种斜拉桥的施工方法，其特征在于，所述斜拉桥包括主梁、索塔和拉索，所述主梁包括至少一段梁体，每段梁体设有至少一个索塔，施工过程包括：

2.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，步骤(2)中，所述剩余施工节段包括m个施工节段，m1个施工节段设置斜拉拉索，m2个施工节段设置所述对拉拉索，m＝m1+m2，m、m1、m2分别独立地为正整数，且m不小于2。

3.根据权利要求2所述的施工方法，其特征在于，所述剩余施工节段中，设置所述斜拉拉索的施工节段和设置所述对拉拉索的施工节段交替进行；和/或，

4.根据权利要求1～3中任一项所述的施工方法，其特征在于，至少部分所述对拉拉索的材质为碳纤维复合材料。

5.根据权利要求4所述的施工方法，其特征在于，所述剩余施工节段中，至少部分斜拉拉索的材质为碳纤维复合材料。

6.根据权利要求4所述的施工方法，其特征在于，步骤(2)中，进行部分施工节段后形成部分梁体，所述部分施工节段中，每个所述施工节段分别独立地设置斜拉拉索；

7.根据权利要求1或5所述的施工方法，其特征在于，所述斜拉桥包括多段梁体，多段所述梁体合龙形成所述主梁。

8.根据权利要求1或5所述的施工方法，其特征在于，在进行步骤(1)之前还包括：基础施工、墩柱及索塔施工；和/或，

9.一种斜拉桥，其特征在于，采用权利要求1～8中任一项所述的方法施工得到。

10.根据权利要求9所述的斜拉桥，其特征在于，所述斜拉桥的索塔连接有碳纤维复合材料拉索；

技术总结
本发明公开了斜拉桥及其施工方法。该施工方法包括：以索塔为中心，沿主梁结构限定出梁体的施工区间，并将施工区间划分为多个施工节段，每个施工节段以索塔为中心向梁体长度方向的两侧同时施工且设有一对拉索；进行部分施工节段后形成部分梁体，在剩余施工节段中，使至少一个施工节段中的拉索的第一端与已形成的部分梁体相连、第二端与边墩处的永久反力支撑点或与该部分梁体相邻的另一段梁体相连形成对拉拉索，对拉拉索的两端位于索塔同侧；对梁体进行合龙；将对拉拉索的第二端与边墩处的永久反力支撑点或另一段梁体拆解，并将第二端与其第一端所在梁体的索塔相连。该方法可以降低主梁的轴向压力，提升斜拉桥的跨径极限和施工使用过程中的稳定性。

技术研发人员：冯鹏,董礼,陈晨
受保护的技术使用者：清华大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13