HOGA KUSTEN桥上部结构的施工——瑞典主跨1210m的悬索桥

1、HOGA KUSTEN桥上部结构的施工瑞典主跨1210m的悬索桥199卷6i9964.首国外公路月I”,29兰§弓/作,安装和施工方法.美键词墨量世;圭塾避:施工主跨1210m,全长1800m的长悬索桥正在施工中.塔将在6个月内建成.挪威负责上部结构包括主索和桥面板的施工.桥面板是钢箱梁.15000t的箱梁节段在离桥梁工地约309km的芬兰船坞中制作.共4O个箱段,每段重330t.虽然塔还未完成,但边跨于1995年9月,采用一种悬索桥新的,节省时间的施工原理进行安装.2km长的主索将于1996年用空中纺线法施工.3O个主跨梁段将于1997年4月初安装,公路将于1997年年底通车.1概

2、述I-IgaKusten桥(高海岸桥)是现正在施工中的瑞典悬索桥.其位于斯德哥尔摩以北碡约500km.桥梁跨越Angermanalven河,与国际欧洲公路E4相交.主跨1210m.世界上仅有3座更大跨径的桥.1998年竣工后,将是世界第7太跨径桥(图1).桥总长1810m,有效宽度17.8nl.公路开始为2车道.后一阶段可能为4车道.水深最大90m,通航净高40130.整个基础建在岩石上.2设计2.1塔塔高于水面180130.,用钢筋混凝土,爬模现浇.基础座于水面以下18m.每塔肢基础面积9.5m×15nl.基础在钢板桩围堰内施工.塔在水面处宽38m,塔顶宽25nl.塔肢桥纵向的宽度

3、自水面处的11m变为塔顶的5.4m.收稿日期1_9951205图1主辫安装时的壮Kuen国外公路l6卷2.2主索锚碇两侧主索.依照挪威靠近Bergen的Ask,y悬索桥应用的原理,锚在岩石中.索从桥台摆动索鞍起,在散索室中散开至带有钢锚靴的混凝土板上.混凝土板在锚固室中用预应力束固定在靠贴岩石浇筑的混凝土锚板上,高20m,岩面以下4O50nl.2.3主索两锚块之间的主索长约l950m.索面间距为2O.8nl.每主索有37股束,每束有304根直径5.3nlnl的平行镀锌钢丝.最终的索采用预应力镀锌钢丝包缠.最终直径为640mm.全部钢索重8000t.主跨的中部,梁与主索6m长的中央索夹相连,以抵

4、御纵向荷载.桥台处以液压阻尼器来承受车辆的纵向荷载.箱梁顶板是14rlLrn钢板,底板和腹板是10mm钢板.顶,底板和较低的斜倾腹板用纵向6mm钢板的槽钢加劲.箱节段每4m设8mm钢板的横隔板.箱梁装有内部除湿系统,仅外光滑表面需表面处理.一车道铺砌为60mm沥青.地面水直接从倾斜侧边流走每侧有防撞墙和高l5m的护拦.梁的总用钢量为15000t(8.3t/m).外表面积为5l000nl.主索由蜡顶的索鞍支承.每索鞍约重3梁的制作20t.吊杆以铸钢索夹与主索相连.每20m主梁的两侧有2根吊杆.总共有328根吊杆.长度从14m变化至127m.2.4主粱桥的主梁为带有利于空气动力横截面的钢箱梁(图2

5、).桥台之间箱梁连续,长1800nl.台上设伸缩缝.主粱悬挂在承受竖直荷载的吊杆上.桥台支座和塔承受垂直于桥梁的水平荷载.在梁的钢节段由分包商Finnyards(芬兰四海岸Rauma的一个大船坞)预制.所有的产品都在车间中制作.节段预制成20nl长的分节段,在专门的模架上制作,以保证横截面具有正确的几何尺寸.边节段由分包商提供给Finnyards.其他项目用Firmyards的自身设备来制作,有2块9.2m×20m顶板.1块10nl×20nl的底板和2块倾斜侧边较小的板.由钢厂供应的.8900l89001一.00一o0o00_i圉2粜的横截面(单位:m】IL)节间板宽3.3

6、m.在安装和焊接加劲的槽钢前,将板块焊成大板(9.2m×20m或10m×20m).此方法确保槽钢之间距离一致.重160t,长20nl的分节段在横架上完成后,放在自动推进的拖车上.运送到试组装车间.将分节段安装在一起,切割成正确的角度和长度,焊接成40nl的节段.试组装时,节段设横隔板处支承在4个底座上,细长,薄壁箱梁的横隔板处设有专门的加强2期HOGAKUSTEN桥上部结构的施I瑞典主跨1210m的悬索桥31部件.在焊接成40m节段,并与下一节段试组装后,将节段放在挂车上移至油漆车间表面处理后.节段运至贮存区.吊装前,长40m,重330t的桥梁节段连同拖车置在驳船中,自Fi

7、nnyards拖曳160km至桥梁工地.在波罗的海上运输约需要24h.4边跨的吊装边跨箱粱节段是首先吊装的上部结构部分.图3表明箱梁节段是如何用浮吊从运输的驳船提升到临时的钢支承结构上.提升后,箱节段在河岸范围以上水平拖曳到最终位置拖曳在置于I临时支承顶部滚筒上的长95m滑板上进行.I临时支承修成刚架,高度箱节段为减少了塔完成后需进行的关键性操作.边跨为主跨的操作提供了从岸到塔的通道.当安装主跨节段时,主索张紧.边跨节段将从其临时支承上升起.围3边跨的吊蓑直至40m,并用撑杆支承.藉调整支承,在箱节段焊接以前,桥梁节段可在几毫米精度内就位.拖拉用卷扬机进行.在塔完成以前,1995年9月即安装边

8、跨.1996年完成塔和主索体系.1997年初安装从主索到边跨箱节段的吊杆.边跨的提早吊装.节省了施工时间.固5鞍座圈4鞍座塔的鞍座(图4)用放在塔顶,高17m的专门提升吊臂进行吊装.在从水面提升时,鞍座在塔肢的侧面(轮上)滚动.在安装桥梁节段时,边跨主索张紧,塔顶向主跨移动约1m.这将在混凝土塔中形成不能允许的裂缝.为进行补偿,鞍座最初安装在塔中心离主跨1m的位置.鞍座放在(聚四氟乙烯/不锈钢)滑动面上,当桥梁进行吊装时,用液压千斤顶逐渐将鞍座推至塔顶中心,在滑动操作时,鞍座荷载达8o000kN,而推力约6000kN.6主索的纺线主索采用100年前美国研制的传统方法空中纺线法进行架设.基本原理

9、是,总共11500根钢丝(453,镀锌)的每一根都从一个锚室过塔顶,跨越主32国外公路l6卷图5主辟的吊装跨,至另一个锚室进行锚固.钢丝调整成主索曲线,以保证所有钢丝具有相同的应力和均等的承受桥梁荷载.为了实用的原因,钢丝捆成37柬,每束304丝,以限制自由钢丝的数量.为了主索的架设,从一个锚室到另一个锚室,安装了猫遭和索道.猫遭和索道沿用主索的曲度.牵引绳拉着纺轮在索道上跑动.纺轮以高速(6m/s=21km/h)跨越河流,钢丝从位于锚室后的20t储放筒上展开,沿纺轮而布设1Orain后纺轮带着4丝到达另一锚碇,从纺轮提升2环路钢丝至索靴.在纺轮回来以前.人工调整刚安装的钢丝垂度.当安装了30

10、4根钢丝,把它们捆成一条圆束.束调整至最终位置.操作必须在均匀的瞬间条件典型的是在夜间进行同一主索内束垂度的允许误差为±40mm,两根主索各自第一根束(基准束)则为±10mm必须监测倒如索的温度和塔顶挠度等条件.当安装了所有的束,完成的束殷用液压千斤顶环绕柬股压紧,六角形的索骰压紧成最终的圆形(30miD.).杆固定到节段上.吊装在主跨中央开始(图5),同时向两塔方向进行.箱节段临时连接固定.吊装所有节段后,再焊接成整体.在1994年的计划阶段,透彻分析了空气动力稳定性.计算机的计算表明,严重的稳定性问题出现在初期吊装阶段.对吊装的三个阶段进行了跟踪风洞试验.风洞宽136m,允许高1.7m的1:150全桥模型试验.试验结论是,初期吊装阶段恰能满足稳定性要求,而以后两个阶段有较大的稳定性.因而进行吊装时不用例如谐调质量阻尼器,支承索或水箱压重等的专门阻尼装置.由于试验的结果具有一些不定性,因此将第一批节段的吊装抢在有利的风条件的步数日子中进行.当吊装所有节段后,从中部开始焊接.在焊接时,箱节段仅挂在主索上,而不与边跨连接.预期主跨的横向位移达几米.所有主跨节段焊接后(12001TI长梁),端部用重型的临时连接器与边跨相连,以便在满足设计要求的位移和剪力下建成.7主跨的吊装摘译自”ConstructionofS