虎跳峡金沙江大桥钢桁梁悬索施工技术

王成恩 王定宝 谌业焜 云南焜耀建设工程有限公司，曲靖 655000

1 工程概况

香丽高速公路虎跳峡金沙江大桥总长为1020 米，桥面距目前的江面260 米，桥跨布置766+160 米，主桥为766 米独塔单跨地锚式钢桁梁悬索桥，丽江岸引桥为6×41.5 米预应力混凝土箱梁桥，是丽香高速公路控制性工程，也是目前全国山区跨径最大的桥梁。由于大桥地处驰名中外的虎跳峡景区较陡峭险峻的地理位置，桥位区域地质情况极其复杂，地震烈度高，下游电站蓄水位高，整座大桥的规划设计比较特殊严谨，施工难度较大。

图1 虎跳峡金沙江大桥效果图

主桥为766 米独塔单跨地锚式钢桁梁悬索桥，丽江岸引桥为6×41.5 米预应力混凝土箱梁桥。主桥加径梁为钢桁架，钢混叠合梁桥面系，主梁宽26 米，设计行车速度80 公里/小时，双向四车道设计。丽江岸采用扩大基础重力式锚碇，香格里拉岸采用隧道式锚碇，其采用独塔单跨地锚式悬索桥结构为世界首例。大桥共计6 个索鞍，分别为2 个主索鞍、2 个散索鞍和2 个复合索鞍。

整座大桥在香格里拉岸直接将主缆锚于岩层中，仅在丽江岸设置一座门型钢筋混凝土大索塔。索塔为矩形截面，上下游塔柱采用不等高的形式，左侧塔柱高134.5米，右侧塔柱高149.5 米。全桥共设两根主缆，采用预制平行钢丝束股法（PPWS）制作，缆径680 毫米，香格里拉岸设置了长达107 米的主缆无悬吊区，并采用了能同时起到转索和散索功能的滚轴式复合散索鞍。

2 方案优化

初步设计阶段在接线总体设计时，结合大桥两岸地形、地质情况等因素，对路线平面设计进行优化；结合桥型方案设计，对路线纵断面线形进行了优化；针对推荐线位建设条件，加强了桥位地质勘察，对桥轴开展了边坡稳定性分析专题研究，对桥梁结构进行抗风、抗震、加劲梁等多方面专题及课题研究。根据专题研究结论，对主桥悬索桥方案的各构造开展研究对比。

施工图设计阶段结合桥梁总体布置，对路线横断面进行了优化设计；针对线位建设条件，加强了桥位地质勘察，对桥梁结构进行抗风、抗震、加劲梁等多方面专题及课题研究。根据专题研究结论，对主桥悬索桥方案的各构造开展研究对比。对各分项进行了详图设计，对桥梁附属构件进行详图设计。

通过多次实地考察，综合各方面因素考虑，专家意见比较，设计师们拿出了科学合理的设计方案。在桥型方案比选时，设计师们提出了6 个方案，经过反复推敲和综合比较最终选出的桥型方案为：主桥为766 米独塔单跨地锚式钢桁梁悬索桥，主梁在丽江岸支承于索塔下横梁，主梁在在香格里拉岸采用塔梁分离式结构直接支承于桥台上，丽江岸引桥为2×（3×41.5）米预应力混凝土连续箱梁桥。

3 主缆索施工

虎跳峡金沙江大桥主缆索股数量多、温度影响大、控制精度高，每一根索股的线型调整与索力控制是主缆架设的关键工序，项目部通过优化施工工艺，研究索股快速牵引施工方法，实行白天牵引、夜间调索的两班工作制度，利用每日夜间22 时至次日早上6 时恒温时段进行索股线型精准调整，控制相邻索股间隙及绝对高程，确保施工精度，解决了山区狭小场地牵引系统布置，克服了山区高温差、多强风等不利因素，最后顺利完成索股架设。2019 年4 月18 日，在距离地面260 米的猫道系统上，2 根基准索股架设就位，拉开了大桥主缆施工的序幕。4 月27 日，经过10 天的调索及稳定观测，开始一般索股架设，索股架设全面展开，大桥共两根主缆，分别由97 股索股组成，每根索股又由127 根直径5.4mm、公称抗拉强度1770MPa 的高强度镀锌钢丝组成，每根索股重达25 吨。5 月30 日，最后一根索股横跨金沙江、在隧道锚精准定位，至此，香丽高速虎跳峡金沙江大桥主缆索股架设全部完成。

图2 虎跳峡金沙江大桥主缆索架设

4 钢桁梁吊装

为确保大桥结构的稳定性、牢固性和安全性，施工单位在吊装前制定了合理可行且操作性强的吊装方案，经过专家论证，确保了吊装的安全。云南建投集团钢结构公司自主加工制造支撑大桥核心重量的架构钢桁梁，全桥将用到59 节钢桁梁，平均每节重量92.14 吨，通过组拼钢材、运送至桥位下方吊装平台的环节，在缆索吊机的辅助下，牵引上升至大桥指定位置与主缆相连，最终完成吊装作业。为减轻吊装重量，将主索鞍鞍体分两半制造，吊装过程中采用门架分次进行吊装。在交通运输方面，因大桥位于深切峡谷，地势陡峭，场地狭小，道路曲折、狭窄，给运输带来很大难度，大桥局科学部署，合理置换车辆，通过多次转运的方式将索鞍运达索塔下方吊装位置。

为保证钢桁梁精准架设，项目部架设前建立钢桁梁施工工作清单及责任矩阵，做到分工明确，责任到人，同时进行全员技术交底。拼装架设过程中，严格按照设计与规范要求、施工方案及监控指令执行、落实，克服重重困难，将拼装尺寸误差控制在2 毫米之内，孔位精准，33 万套高强螺栓全部合格，并如期完成施工计划。

大桥首创非对称独塔单跨地锚式钢桁梁悬索桥施工成套技术，该桥建成后将是目前世界上最大跨度的非对称独塔单跨地锚式悬索桥；首创滚轴式复合索鞍成套技术（设计、科研、制造、安装），在国内大跨度悬索桥中也是首次使用；首创山区大截面矩形抗滑桩旋挖成孔技术；首创世界最大直径（130 毫米）悬索桥高强钢拉杆锚固系统成套技术（设计、科研、制造、安装）。