南京小龙湾混凝土自锚式悬索桥吊索张拉过程研究.pdf
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1、1 0 4 桥梁结构 城市道桥 与防洪 2 0 1 5 年 9 月第 9 期 南京小龙湾混凝土 自锚式悬索桥吊索张拉过程研究 史松 磊 ( 南京市市政设计研究院有限责任公司, 江苏南京 2 1 0 0 0 8 ) 摘要: 不同于地锚式悬索桥, 自 锚式悬索桥先梁后缆的施工方式 , 使其张拉过程具有显著的可优化性。 依托小龙湾自锚式悬索 桥工程实例, 对 自 锚式悬索桥张拉过程控制原则、 控制 目标进行了分析 , 在满足桥梁结构受力安全的前提下 , 尽量减少接长杆数 量、 索鞍顶推次数 、 千斤顶数量和张拉批次, 以较少的人力物力财力和时间来完成吊索张拉方案。建立有限元模型, 模拟分析小 龙湾大
2、桥张拉全过程 , 根据吊索张拉安全系数、 桥塔及加劲梁允许最大压应力 、 最小拉应力等指标 , 提出适用于该桥的张拉控制 方案 。对 比分析 了成 桥状态与 张拉过程 中 吊索 的最大 索力 , 发 现在跨 中 1 4 一 , 1 6号 吊索索力 较成桥 状态索力 有所增 加 , 但 均能满 足张拉 过程 吊索安全 要求 。对 吊索 张拉 过程 中桥 塔及加劲梁 的应力变化 规律进行 了总结 , 发现 在张拉 1 4 1 7号吊索时 , 桥塔 、 加 劲梁等混凝土构件应力发生显著变化。 关键词 : 自锚式悬索桥; 吊索张拉; 有限元分析; 全过程分析 ; 施工控制 中图分 类号 : U 4 4
3、 8 2 5 文献标 志码 : B 文章编 号 : 1 0 0 9 7 7 1 6 ( 2 0 1 5 ) 0 9 0 1 0 4 0 3 0 引言 的张拉次数, 使吊索拉力尽早达到设计状态。 自锚式悬索桥具有景观性强 、不需要修建大 体积锚碇 、 受地质条件 限制小 、 桥型可结合地形灵 活布置 、主缆水平力可为混凝 土加劲梁提供压应 力等优点 ,在 中小跨径桥梁方 案 比选 中具有较 强 的竞争力 , 近年得到了较快 的发展 。 地锚式悬索桥梁一般先安装吊索,梁段一般 从跨 中向两端逐段 拼装 ,已安装好 的梁段会随着 主缆变形 ,吊索力 的大小基本与其承担的梁段重 量相等, 随其它梁段的
4、吊装变化不大, 吊索的长度 基本不变 , 全桥梁段合拢后及二期恒载施加 , 一般 不对 吊索索力进行调整。 与地锚式悬索桥不 同 ,自锚式悬索桥一般采 用先梁后缆 的施工方式 , 加劲梁先在支架 现浇 , 现 浇完成后的位置与成桥状态位置基本一致 , 而成桥 主缆与空缆状态相差很大 , 一般空缆会上浮 1 2 m, 因 此按照成桥状态下料制作的 吊索 长度多数小 于空 缆状态时索夹至加劲梁锚点 的长度 ,吊索张拉施 工时 , 需用接长杆接长 吊索 。吊索 张拉过程 中, 考 虑到加劲梁的承载能力 、 桥塔的承载能力、 吊索的 允许承载力以及施工过程中的张拉设备的数量等 因素影响 , 张拉一般需
5、要分批次逐步张拉 , 以确保 张拉过程中加劲梁、 桥塔 、 吊索的安全。但为了减 少 时间、 人力及财力 的消耗 , 在满足桥塔 、 加劲梁 、 吊索等构件安全 的情况下 ,一般应尽量减少 吊索 收稿 日期 : 2 0 1 5 0 4 2 1 作者简介 : 史松磊 ( 1 9 8 3 一) , 男 , 山东临沂人 , 硕士 , 工程 师 , 主要 从事道路与桥梁设计研究工作。 1 工程背 景 1 1 主桥 总体布置 主桥采 用双塔 双索 面 自锚 式悬索桥 ,跨径组 合为 4 4 m+ 9 6 m+ 4 4 m = 1 8 4 IT I , 道路 与现状 河道斜 交 , 斜交角度 为 5 。
6、, 桥梁为正桥。主桥主塔总高为 3 5 4 m, 桥 面以上塔高 2 2 6 m, 主缆成桥 线形采用 二次抛物线 , 中跨矢跨 比为 1 5 5 , 主缆横桥 向中心 距 1 8 m。 加劲梁采用现浇预应力混凝土箱梁 , 梁高 1 7 4 2 0 m。吊索标准间距 为 5 m, 箱梁每 5 m设 置一横梁与 吊索对应 。主塔基础采用直径 为 1 5 m 的钻孔灌注桩群桩基础。 主桥桥面 为双 向 4车道 ,并设置非机 动车道 及人行道 , 其断面布置为 : 3 5 m( 人行道含栏杆 ) + 3 5 m( 非机动车道) + 2 5 m( 侧分带 ) + 1 5 5 m( 机动车 道 ) +
7、2 5 r n ( 侧分带 ) + 3 5 m( 非机动车道 ) + 3 5 m( 人 行道含栏杆 ) = 3 4 5 m。 桥梁纵坡为 2 8 2 的对称坡 , 变坡点位 于主桥 跨 中, 设 置 R = I 3 5 0 m竖曲线 ; 桥 面横坡 为 1 5 , 通过调整主梁高度来实现,道路中心线处主梁高 2 0 m。图 1 为桥梁总体布置及吊杆编号图。 l 、 广 、 r_ 图 1 桥梁 总体布置及 吊杆编号 图( 单位 : m ) 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 0 1 5 年 9 月第 9期 城 市道桥与 防洪 桥梁结构 1 0 5 1 2 主 缆
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