南京小龙湾混凝土自锚式悬索桥吊索张拉过程研究.pdf

104 桥梁结构 城市道桥与防洪 2015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 210008) 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14一，16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 14～17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：U448．25 文献标志码 ：B 文章编号：1009—7716(2015)09—0104—03 0 引言 的张拉次数，使吊索拉力尽早达到设计状态。 1工程背景 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 1．1主桥总体布置 活布置、主缆水平力可为混凝土加劲梁提供压应 主桥采用双塔双索面 自锚式悬索桥 ，跨径组 力等优点，在中小跨径桥梁方案比选中具有较强 合为44m+96m+44m=184ITI，道路与现状河道斜 的竞争力，近年得到了较快的发展。 交，斜交角度为5。，桥梁为正桥。主桥主塔总高为 地锚式悬索桥梁一般先安装吊索，梁段一般 35．4m，桥面以上塔高 22．6m，主缆成桥线形采用 从跨中向两端逐段拼装 ，已安装好的梁段会随着 二次抛物线，中跨矢跨比为 1／5．5，主缆横桥向中心 主缆变形，吊索力的大小基本与其承担的梁段重 距 18m。加劲梁采用现浇预应力混凝土箱梁，梁高 量相等，随其它梁段的吊装变化不大，吊索的长度 1．74～2．0m。吊索标准间距为5m，箱梁每 5m设 基本不变 ，全桥梁段合拢后及二期恒载施加 ，一般 置一横梁与吊索对应。主塔基础采用直径为 1．5m 不对 吊索索力进行调整。 的钻孔灌注桩群桩基础。 与地锚式悬索桥不同，自锚式悬索桥一般采 主桥桥面为双 向4车道 ，并设置非机动车道 用先梁后缆的施工方式，加劲梁先在支架现浇 ，现 及人行道 ，其断面布置为 ：3．5m(人行道含栏杆)+ 浇完成后的位置与成桥状态位置基本一致，而成桥 3．5m(非机动车道)+2．5m(侧分带)+15．5m(机动车 主缆与空缆状态相差很大，一般空缆会上浮 1～2m，因 道)+2．5rn(侧分带)+3．5m(非机动车道)+3．5m(人 此按照成桥状态下料制作的吊索长度多数小于空 行道含栏杆)=34．5m。 缆状态时索夹至加劲梁锚点的长度，吊索张拉施 桥梁纵坡为 2．82％的对称坡 ，变坡点位于主桥 工时，需用接长杆接长 吊索。吊索张拉过程中，考 跨 中，设置 R=I350m竖曲线；桥面横坡为 1．5％， 虑到加劲梁的承载能力 、桥塔的承载能力、吊索的 通过调整主梁高度