示范项目创新技术评选

申报单位名称：上海市基础工程集团有限公司

申报项目/技术名称：空间单索面曲梁悬索人行景观桥建造技术研究

申报项目简介：

本项目设计为圆弧形单边悬吊索桥，整个桥面呈圆弧形布置，分为内、外侧钢桥面，外侧主桥为圆弧形单箱三室钢箱梁。其缆索系统由主缆、背索、吊杆索、水平环索及法向拉索组成，整个缆索系统的构成及索力平衡的过程相当复杂，主缆不设调节端，且作为桥梁主要受力体系的吊杆索为空间斜向布置，每根吊杆索的角度及安装位置均不相同，这给缆索系统的安装及成桥施工带来极大的困难。

一、施工过程中进行了下面几个方面的技术研究：

1、斜向钢索塔安装：通过详细的施工控制计算，精确分析了斜向塔柱在施工过程中各个工况下的姿态，以此设计了斜向塔柱的临时支架及固定措施，确保了塔柱在落架工程中的稳定性及最终的角度和姿态。

2、异形箱梁制作及安装：通过对环向曲面钢梁的结构分析，制定在胎架上“反造”（顶板朝下）的制作工艺，并确定合理的板单元拼装顺序及焊接顺序，确保了整座桥梁的制作线形。在安装过程中，通过桥面合理的纵、横向节段划分，解决了曲面钢梁的运输问题，减少现场焊缝，确保了安装精度及焊接质量。

3、空间索夹标定及安装：本工程吊杆索均为斜向布置，且每根吊杆索的角度均不相同，通过对吊杆索的角度分析及计算，在主缆生产加工时进行吊杆索索夹安装位置及角度的标定，制定吊杆索索夹在主缆上安装完成后再进行主缆安装的施工方案，确保了吊杆索的安装精度。

4、千斤顶同步顶升/落架、及水平环索预应力张拉：本工程采用落架法进行成桥体系转换施工，具体设备采用同步千斤顶组进行落架，在落架的过程中采用专门设计的张拉工装进行水平环索的张拉，使整座桥梁平稳的下落并使整个缆索系统达到平衡，最终完成桥梁受力体系转换。

5、空间单索面曲梁悬索人行桥落架法体系转换：从体系转换的安全性、操作性以及控制的难易程度方面，论证了落架法的可行性和科学性，预先将桥梁整体抬高，然后完成索缆体系安装，通过千斤顶降低桥梁高度使索缆体系受力，最终实现体系转换，该种方法具有安全可控、易于操作的优点。

6、桥梁落架施工控制：通过对落架施工过程中的模拟分析，确定了以索力控制为主，横桥面线形控制为辅的控制原则，经过详细计算的工况分析满足了落架施工的要求，指导了落架具体步骤，使桥梁顺利完成体系转换。

空间曲梁单边悬索人行桥具有造型优美，兼有通行与景观的双重效果，该种桥型在国内首次应用，多项关键技术需进行深入研究，尤其是体系转换、施工控制等方面与传统技术有着显著的不同，项目组经过2年的研究，完成了相关技术研究，并将研究成果应用于背景工程，取得了良好的经济效益和社会效益。项目研究成果可应用于日后类似工程，尤其是对空间缆索结构体系以及该类型人形景观桥建造具有直接的借鉴意义。

二、主要创新内容：

1、针对圆弧形单边悬吊索桥的结构形式及吊杆索不设张拉端的结构特点，研究确定了采用“落架法”作为成桥体系转换的主要方法，解决了成桥施工的难题。

2、根据成桥施工的方案，对水平环索张拉端进行优化，并设计专门的张拉工装，解决了落架及张拉过程中张拉端及锚固端角度变化的难题，并满足张拉过程中的临时锁定及放张的要求；

3、运用有限元计算软件Midas/Civil进行全桥的施工全过程模拟分析，分析成桥过程中各个工况的桥面位移及索力变化情况，用于指导桥梁施工控制；

4、通过理论分析和成桥步骤优化，确定分级落架量及分级张拉的环索力，并制定了落架及水平环索张拉的顺序，克服落架及张拉过程中带来的水平力对桥梁线性的影响，使最终成桥线性及应力状态满足设计要求。