自锚式悬索桥施工控制

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自锚式悬索桥换索施工控制

自锚式悬索桥换索施工控制

- 84 -自锚式悬索桥换索施工控制王 斌(大连理工现代工程检测有限公司,辽宁 大连 116024)摘要:以天湖大桥吊索更换施工为工程背景,介绍了包括抗滑拉索在内的吊索更换与张拉方案,对施工方案的实施进行了分析与控制。

关键词:自锚式悬索桥;吊索更换;吊索调整;施工控制中图分类号:U448.25 文献标识码:AConstruction control of hangerreplacement for self-anchoredsuspension bridgeWANG Bin(Modern Engineering Test Co., Ltd., Dalian University of Technology, Liaoning Dalian 116024 China)Abstract:Based on the construction of hanger replacement of Tianhu bridge, this paper introduces the scheme of hanger replacement and tension including anti-slip cable, analyzes and controls the implementation of the construction scheme.Key words:self-anchored suspension bridge; hanger replacement; hanger tension; construction control1 工程概况抚顺市天湖大桥位于抚顺市区东部,跨越浑河,道路等级为城市主干路,机动车道为双向6车道,桥面总宽41 m。

主桥是一座自锚式混凝土悬索桥,主跨为160 m,边跨70 m,锚固跨15 m。

主梁为五跨连续箱梁,主缆中心距26.5 m,吊索顺桥向间距5 m。

主梁采用钢筋混凝土箱梁,箱梁标准断面为单箱五室。

自锚式悬索桥施工控制技术(图文并茂)--113页

自锚式悬索桥施工控制技术(图文并茂)--113页
(4)结构应力控制 在施工过程中,保证各主要受力部位的应力在预想 和容许范围内,以保证结构在施工期间的安全性, 测量的应力同时可以校核理论分析的准确性。
4-2检测项目 本桥的检测项目主要有:主梁标高、主缆线形、索塔变
影响必须计入。即由于叠加原理不适用于非线性结构, 为了得到在外力作用下的大跨度悬索桥结构的平衡状态, 应将结构的初内力、引起初内力的荷载(或其它因素) 及新增加的活载一起考虑,算出结构在新的变形状态下 的平衡,以得到结构真正的变形和内力。
(4)混凝土收缩徐变的影响 由于混凝土具有收缩和徐变特性,收缩和徐变与时间
6)吊索安装
6)吊索安装
6)吊索安装
6)吊索安装
7)张拉吊具(多次反复张拉,多次顶推索鞍)
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索鞍顶推滑移可以利用右图简化分析 模型实现,节点1、2为主缆与鞍座切 点,3、4分别与5、6为主从关系,3、 4位于索鞍底两端,5、6与3、4横坐标 相同,并位于塔顶位置。初始时刻,3 、4位于空缆状态索鞍位置,随着施工 过程中索鞍顶推,3、4坐标发生变化 ,变化值与顶推量相同,同时5、6坐 标也发生响应变化,节点7为塔顶中心 。单元①-⑤构成稳定桁架结构,模拟 索鞍,单元⑥、⑦为刚臂,为支承结 构,将索鞍作用转化为轴力与弯矩传 递给主塔。单元⑧模拟索鞍与塔顶座 板间摩擦力,并通过⑥将索鞍两侧不 平衡水平力转化为塔柱单元剪力,单 元⑧轴力即为主缆不平衡水平力。
到各种因素的限制,如吊索长度、吊索承载力、张拉设 备的能力和数量、索塔受力、主梁受力等,需要对吊索 进行多次反复张拉,才能使主梁安全脱离支架。为了尽 量减少吊索反复张拉次数、减少张拉接长杆的数量和长 度、降低吊索的最大张拉力,并结合吊索和主梁的承载 力,初步拟定张拉过程中采用8套张拉设备,吊索的最 大拉力不超过300t,在此基础上,计算和实验表明,通 过对全桥吊索进行四次张拉,然后对中跨的部分吊索进 行调整,可以使主梁脱离支架。

自锚式悬索桥体系转换施工控制技术应用

自锚式悬索桥体系转换施工控制技术应用

自锚式悬索桥体系转换施工控制技术应用1、概况青岛海湾大桥大沽河航道桥为主跨260m的四跨连续独塔自锚式悬索桥,跨径布置为80+190+260+80m,主塔为独柱式混凝土塔,高148.7m,其箱梁为扁平流线型钢箱梁,梁宽47.41m,总重2.1万吨;2根主缆,单缆61根索股。

该桥桥型布置图见图1-1所示。

图1-1 大沽河航道桥桥型布置主缆主跨矢跨比为1/12.53,边跨矢跨比为1/18.04。

主缆为两根空间缆,横桥向中心间距在塔顶为2.5m,在主跨侧后锚面为6.5m,在边跨侧后锚面为7.8m。

吊索设置于主跨及边跨,吊索名义水平距离为12m,其余吊索名义水平间距为12m。

2、自锚式悬索桥体系转换施工特点自锚式悬索桥由于主缆端部锚固力介入梁体的受力和变形,因而整个桥体结构的静力和动力特性较常规地锚式悬索桥更为简单,加劲梁受强大轴向压力成为压弯构件,加劲梁和主缆的施工挨次与地锚式悬索桥完全相反为“先梁后缆”。

自锚式悬索桥由于主缆的空缆状态与成桥状态相差很大,二者的竖向坐标及横向坐标有的甚至相差达4m之多,这就对体系转换中的吊索张拉施工供应了很高的要求。

由于吊索承载力、张拉设备的数量和力量、主梁和主塔的承载力等各种因素的限制,全桥的吊索大多需多次逐步分级张拉,才能达到设计值。

另外,在吊索张拉过程中,存在各种非线性影响,如主缆的大位移非线性、主缆与鞍座的滑移和顶推非线性,吊索间力的强相干性、吊索的参加与退出工作、混凝土的收缩徐变、加劲梁与制作的接触非线性等,这些非线性相互耦合使得吊索张拉过程的计算相当简单,而且在分析方法上与常规地锚式悬索桥存在较大区分。

3、体系转换中的几个重点问题分析体系转换施工掌握的目标是将加劲梁荷载逐步的、平安的由临时支撑转移至塔、墩上,实现自平衡,且主缆线形、主梁线形、吊索力、主塔应力等符合成桥状态设计要求。

3.1 吊索张拉依据吊索张拉模型计算结果可知,在每一个张拉阶段中正在张拉的吊索对已张拉的吊索索力均存在影响,往往是正在张拉的吊索张拉力越大对其它吊索索力的影响越明显,这种影响存在明显的非线性特征。

混凝土结构自锚悬索桥施工裂缝控制施工工法(2)(升级版)

混凝土结构自锚悬索桥施工裂缝控制施工工法(2)(升级版)

混凝土结构自锚悬索桥施工裂缝控制施工工法(升级版)混凝土结构自锚悬索桥施工裂缝控制施工工法(升级版)一、前言混凝土结构自锚悬索桥作为一种重要的桥梁结构形式,其施工过程中的裂缝控制一直是工程中的重要问题。

为了解决这一问题,我们进行了混凝土结构自锚悬索桥施工裂缝控制施工工法(升级版)的研究和总结。

本文将详细介绍该工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析以及实际工程实例等内容。

二、工法特点该工法采用了一系列技术措施,包括材料选择、施工工艺优化、施工顺序调整等,以实现混凝土结构自锚悬索桥施工过程中的裂缝控制。

工法的特点包括:采用自锚悬索桥结构形式、合理的材料配合比、科学的施工方案、精密的施工控制手段等。

通过这些特点,工法可以在保证施工质量的同时,最大限度地降低结构施工过程中的裂缝产生。

三、适应范围该工法适用于混凝土结构自锚悬索桥的施工,可以满足不同规模、不同跨度和不同地区的工程需求。

无论是新建工程还是旧桥改造,该工法都可以提供有效的裂缝控制解决方案。

四、工艺原理工艺原理是指该工法的实际应用中所采取的技术措施与实际工程之间的联系。

通过分析工艺原理,读者可以了解该工法的理论依据和实际应用。

工艺原理包括选择适当的材料、制定合理的施工方案、确定施工顺序和控制施工参数等内容。

五、施工工艺施工工艺是指该工法在实际施工中的具体步骤和方法。

通过对施工工艺的详细描述,读者可以了解施工过程中的每一个细节。

施工工艺包括锚具安装、前张拉预应力、浇筑混凝土和后张拉预应力等步骤。

每个步骤都有详细的施工要求和注意事项,以确保施工过程中的质量。

六、劳动组织劳动组织是指在该工法的施工中所需的人员和工作分工。

通过合理的劳动组织,可以提高施工效率并确保工期的合理安排。

劳动组织包括管理人员、技术人员、操作人员等,每个人员的职责和工作安排都需要详细规划。

七、机具设备该工法所需的机具设备包括预应力张拉机、混凝土搅拌站、自升降架等。

自锚式悬索桥主梁施工控制

自锚式悬索桥主梁施工控制

自锚式混凝土悬索桥主梁施工控制摘要自锚式混凝土悬索桥主梁施工是全桥施工的控制点之一。

主梁施工过程中主梁支架、主梁线型、主梁结构尺寸、主梁预埋件定位精度是影响主梁施工质量的关键。

关键词:自锚式混凝土悬索桥主梁支架预埋件Construction Control of the Main Beam of a Self-AnchoredConcrete Suspension Bridge(Wuhan Branch,China railway Major Engineering Group CO.Ltd,Wuhan 430050,china) Abstract:The construction of the Main Beam of a Self-anchored concrete suspension bridge is one of the contrlo points of the whole bridge. The bracket、linetype、measurement and siting precision of embeded parts of the main beam is the cruxes of quality of the main beam in the construction.Key words:Self-anchored concrete suspension bridge Main Beam bracket embeded parts一、引言自锚式混凝土悬索桥是指加劲梁采用混凝土结构的自锚式悬索桥。

自锚式混凝土悬索桥这种结构体系,其主缆是直接锚固于主梁而非锚锭体上,则由主缆传递给主梁的巨大水平轴向分力对主梁的受力有很高的要求。

这种情况下主梁的构造和材料性质便显得非常重要。

主梁采用混凝土材料,同钢桥相比,虽然增加了体系的自重,但也增加了体系的刚度,在一定的跨度允许范围内,使桥梁的安全性指标、适用性指标、经济性指标、美观性指标得到了完美的统一。

悬索桥施工安全控制要点

悬索桥施工安全控制要点

悬索桥施工安全控制要点主要包括以下几个方面:施工前准备、施工过程中的安全控制、施工人员培训和监督管理。

一、施工前准备:1. 确定施工方案和施工方法,根据桥梁的设计和结构特点,对施工步骤进行详细规划,确保施工过程中安全和有效。

2. 对施工现场进行勘察,评估地质、气象和水文等方面的影响因素,确保施工环境安全。

3. 编制详细的施工进度计划,并合理分配施工人力、物力和财力等资源。

二、施工过程中的安全控制:1. 悬索桥施工过程中应设置安全警示标志,明确工作区域和施工通道,保证施工现场的安全有序。

2. 施工过程中严格遵守悬索桥设计规范和相关施工标准,确保施工质量和结构安全。

3. 在施工过程中,应加强对设备和材料的监管和检查,确保其质量合格。

4. 悬索桥施工中,应加强对承力索、悬索桥主体结构和支座的安全监测,及时发现和处理安全隐患。

5. 加强施工场地的安全设施,包括建立防护网和警示标识,确保施工人员的人身安全。

三、施工人员培训和监督管理:1. 对施工人员进行必要的安全教育和培训,提高工人的安全意识和风险防范能力。

2. 建立完善的施工组织机构和责任体系,明确安全生产责任人和有关人员的职责和义务。

3. 在施工过程中,要加强对施工人员的监督和管理,确保施工操作符合规范要求,并及时纠正不安全行为。

4. 注重施工现场的安全检查和隐患排查,定期进行安全评估和检测,及时处理施工中的安全问题。

以上是悬索桥施工安全控制的一些要点,施工过程中需要注重细节,严格执行相关安全规程和标准,确保悬索桥的施工安全和结构稳定。

同时,加强施工过程中的培训和管理,提高施工人员的安全意识和技术水平,为悬索桥的施工质量和安全提供保障。

自锚式悬索桥施工监控技术研究

自锚式悬索桥施工监控技术研究

自锚式悬索桥施工监控技术研究1前言自锚式悬索桥不同于一般的悬索桥,是一种新兴的适用于城市地区的新桥型。

它的主缆直接锚固在加劲梁的梁端,由主梁直接承受主缆中的水平拉力,不需要浩大的锚碇,这给不便利建筑锚碇的地方修建悬索桥供应了一种解决方法。

1915年德国就修建了第一座自锚式悬索桥,日本1990年建成的北港桥,韩国1999年建成的永宗大桥堪称是自锚式悬索桥的代表。

自锚式悬索桥有如下特点:(1)在形状结构上,取消了其它悬索桥两端大体积锚锭混凝土,节约了占地面积。

(2)在受力结构上,利用桥梁桥面系来平衡主缆的水平拉力,悬索部分和钢桁梁自成体系形式,上部结构中的恒载和活载通过自锚体系传力至索塔,再传至索塔基础,最终传力至地基[1]。

(3)在施工步骤上,其它悬索桥先施工主缆,然后再进行梁体的安装或浇筑,而自锚式悬索桥由于主缆锚固在主梁两端,故先进行钢桁梁的施工,再安装主缆。

(4)在施工监测监控上,自锚式悬索桥要求精度较其它悬索桥高,钢梁拼装、主缆安装调整、索夹和吊杆的安装调整、索塔的偏位变形等都应在监控之下,使桥梁时刻处在良好的施工掌握状态和操作状态。

总之,自锚式悬索桥保留了传统悬索桥的形状,桥梁造型美观,在地基很差或锚碇修建困难的地区也可采用,是城市中小跨径桥梁设计方案的抱负选择[2]。

2桥梁施工监控桥梁施工监控是一个“施工—测量—计算分析—修正—预报”的循环过程,即通过事先在塔、梁和拉索等主要部位埋设数种性能各异的的传感器和相关的测试仪器获得大量的数据,包括几何参量和力学参量;并利用高效计算机程序,对数据进行分析处理,并确定一个阶段的施工参数。

通过二者的有机结合,调整掌握桥梁的内力和线形,实现桥跨结构的内力和线形同时达到设计预期值,确保桥梁施工安全和正常运营,并保证其具有美丽的外观外形。

自锚式柔性悬索钢桁梁桥的主缆锚固在桥梁两端的铺锭横梁上,加劲钢桁梁的两端也分别埋入两端的锚锭横梁中,锚固梁通过板式橡胶支座支撑在桥台上,主缆水平力与加劲梁水平力平衡,如主缆张拉力过大则简单引起加劲钢桁梁内力超限,造成加劲梁局部失稳,甚至全桥垮塌,主缆鞍座偏心过大,造成主塔弯曲拉应力过大,形成施工过程的担心全。

独塔自锚式悬索桥施工控制

独塔自锚式悬索桥施工控制

独塔自锚式悬索桥缆索系统施工控制山东东方路桥建设总公司摘要:迎宾悬索桥位于临沂市柳清河上,是山东省第一座独塔自锚式钢筋混凝土悬索桥。

2007年3月开工建设,2008年11月竣工通车。

由于桥面较宽,按10车道进行设计,两跨又极端不对称,结构内部受力复杂,施工控制困难。

自锚式悬索桥在国内尚不多见,本文仅对挂索施工及复杂的索力调整等关键工序进行了系统的介绍。

关键词:独塔自锚式悬索桥;缆索架设安装;受力体系转换1工程概况桥梁结构方案采用独塔双索面自锚式钢筋混凝土悬索桥形式,桥梁主跨为70m,边跨为25m,主缆中心距32m,顺桥向吊索间距4m。

索塔采用欧式塔型,塔结构总高34米,桥面以上塔结构高24.5米,桥梁横断面宽43米,上部加劲梁采用双边肋纵梁与吊杆间横梁相交的框架体系,纵横梁高度采用2.3米,其间设置现浇钢筋混凝土桥面板,桥面铺装采用7cm厚沥青混凝土。

下部结构主塔基础采用φ150cm的群桩,主跨桥台采用φ120cm钻孔灌注桩,边跨桥台采用半整体式重力桥台。

纵横梁、主塔、桥面板均采用C55混凝土。

本桥图纸由临沂市公路局设计院设计,上海同济大学进行审核,大连理工大学进行施工监控,山东东方路桥建设总公司进行施工。

由于本桥土建部分为普通钢筋混凝土施工工艺,在此不再赘述,本文仅就上部缆索系统施工工艺作以介绍。

2 缆索系统施工本桥主缆及采用φ5.25x127平行钢丝成品索(不带外护套),标准强度σb=1770MPa,每根主缆37股;吊杆共34根(带PE护套),标准强度σb=1670MPa,规格为四种:φ7x73、φ7x121、φ7x163及φ7x223。

另外边跨桥台内设置可更换的锚固张拉杆104根(带PE护套),连接纵梁及台身。

缆索体系施工方案主要包括:预埋件、主索鞍及散索套安装;主缆架设及线形调整;猫道架设;紧缆;索夹及吊杆索安装;悬索受力体系转换;主缆缠丝;体系防腐。

2.1 预埋件、主索鞍及散索套安装定位全桥共有索股锚固钢箱四个,吊杆孔预埋钢管34套,索鞍两个,散索套四个,全部在专业生产厂家定做。

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大跨度悬索桥主缆控制大跨度悬索桥主缆的受力图式可简化为受沿索长分布的均布荷载和吊索处的集中荷载作用的柔性索,主缆的计算即可转化为求理想索结构的线形和内力问题。

主缆线形是以吊点为分段点的分段悬链线,通过分段悬链线解析计算理论可以求得主缆在荷载作用下的线形和内力。

在对设计成桥状态精确计算的前提下,为了使竣工后的主缆线形符合设计要求,还需要在施工过程中对主缆的线形进行控制。

其方法是事先计算出各施工阶段的超前控制值,并在施工过程中不断进行跟踪分析和调整。

大跨度悬索桥的结构线形主要受主缆线形和吊索长度的控制,主缆一旦架设完成,其线形将不能进行调整;吊索长度根据主缆完成线形提出,一般也不预留太大的调整长度。

因此主缆施工阶段的控制是整个施工过程中最重要的部分。

精确计算出主缆初始安装位置和吊索制作长度等超前控制值非常关键,是保证悬索桥成桥后几何线形满足设计的必要条件。

5.1主缆系统施工控制计算的基本原理5.1.1成桥主缆线形计算原理悬索桥的成桥主缆线形是主缆设计的目标和基础,主缆索股下料长度计算、索股架设线形计算、索鞍的预偏量计算、空缆索夹安装位置计算、吊索的下料长度计算等均与成桥主缆线形有关,因此精确地计算成桥主缆线形是完成施工控制的前提。

悬索桥的成桥理想设计状态为:①恒载状态下中跨的线形满足设计矢跨比;②索塔塔顶在恒载状态下没有偏位,塔根不存在弯矩;③恒载由主缆承担,加劲梁在恒载状态下不产生弯矩。

其中,状态③通常不易达到,跟主梁施工方法、顺序有关。

对于大跨度悬索桥,事先只知道设计成桥状态结构的控制性几何形状参数,如主缆理论顶点、垂度、主缆跨径中点位置、桥面竖曲线、索夹水平位置、鞍座中心位置等,而主缆的精确线形和结构内力都是未知的,无法通过倒拆法精确计算架设参数。

根据设计给定的控制性几何形状参数,如给定主缆理论顶点和锚固点,则相当于悬索的几何约束边界条件已知。

通过下列条件可确定主缆的成桥线形:①主缆上吊点的水平位置已知;②索夹上作用的集中荷载已知(吊索内力可以通过基于有限位移理论的非线性有限元法求得):③主缆通过给定点,如跨中的标高己知;④相邻两跨主缆在塔顶或索鞍处的平衡条件已知。

根据3.2节所述的分段悬链线理论,对于具有给定的几何边界条件、分段点几何相容条件、分段点力学平衡条件及①、③两个已知条件,可确定主跨主缆的线形及内力。

对于锚跨,由于缺少条件③,可通过已计算出的边跨主缆的内力按条件④确定该跨主缆的某端水平分力或张力,从而确定锚跨的主缆线形及内力。

5.1.2空缆线形及预偏量计算原理空缆线形是主缆架设的依据,而且也是施工控制中唯一能控制的缆形,一旦主缆架设完成,就无法对主缆线形进行调整。

因此,精确计算空缆线形十分重要。

空缆状态下,主缆仅承受沿索长方向均布的自重荷载,几何线形可视为悬链线。

依据无应力长度不变的原理,利用本文第三章的解析计算方法,可精确计算空缆线形。

索鞍预偏量是指以满足成桥状态的各跨主缆无应力索长空挂于索鞍上,使左右空索水平拉力相等时的鞍座移动量。

索鞍预偏量设置的目的是为了在加劲梁吊装过程中,分阶段将主索鞍由边跨向跨中顶推,以平衡两侧主缆对索塔的水平分力,减小塔身弯曲,确保塔身应力不超过容许值,最终使塔身恢复到竖直状态。

空缆线形是指具有初始索鞍预偏量下的线形,空缆线形和索鞍位置计算密切相关,索鞍预偏量计算是空缆状态计算中的一个内容。

空缆线形和索鞍预偏量的计算采用以下变形相容条件及受力平衡条件:(1)锚跨两锚固点的位置保持不变;(2)在主缆自重作用下,中跨与边跨的索力水平分力在主索鞍处相等,在散索鞍两端的主缆轴力对转动中心的力矩相等:(3)锚固点与散索鞍中心、散索鞍中心与主索鞍中心,两主索鞍中心之间(即各跨间)的主缆无应力长度等于相同温度时成桥状态的无应力长度。

空缆线形与索鞍预偏量计算时,己知主缆两端点坐标和各索段无应力长度等。

首先假定空缆索端水平力和初始索鞍预偏量,计算其空缆线形及索端力,检验各鞍座两侧的索端力是否满足鞍座平衡条件,若不满足,则按影响矩阵法修正各鞍座预偏量重新迭代计算,直到满足平衡条件。

若满足,计算此时主缆无应力长度,判断是否与己知值相符,如相符就说明假定的索端水平力正确,否则要修正假定值,通过解析计算方法迭代计算,应用拟牛顿迭代法求解非线性方程组,直到二者误差满足精度要求,最终将获得精确的空缆线形和各鞍座预偏量。

5.2主缆系统施工控制计算内容及方法5.2.1主缆索股无应力下料长度计算1.计算方法无应力长度是指构件在标准温度下,截面应力为零时的长度;而有应力长度是指构件截面应力一定时,各项变形发生后所具有的表现长度。

可见,无应力长度是一个常量,一经确定,无论作用其上的荷载组合是否发生变化,其本身的长度均保持恒定不变。

主缆索股无应力下料长度的精确计算是悬索桥主缆线形控制的最基本条件。

主缆索股计算无应力长度是指索股两端前锚面间无应力状态的长度。

中心索股计算无应力长度应是索股跨间无应力索长与绕索鞍无应力索长之和。

计算无应力索长再考虑主缆两端伸入锚固长度和误差预留量后即为主缆中心索股无应力下料长度。

由于组成主缆的索股相互平行,所以可近似地认为:在中边跨处索股曲线和几何弦长组成的闭合图形与主缆中心线和其弦长围成的闭合图形几何相似144]。

故对于偏离主缆中心的索股,其无应力长度与主缆中心索股无应力长度的比值等于相应的弦长之比。

索股无应力长度的计算采用先分段再求和的过程进行,即将主缆索股按锚跨、散索鞍、边跨、主索鞍、及中跨索段分别计算,然后将各索段的无应力长度相加得到全桥每根索股的计算无应力长度。

索股长度计算分段如图5.4所示。

A BCD E F GHIJ图5.4索股长度计算分段示意图(l)中、边跨索鞍切点间的无应力索长计算,可依据分段悬链线理论迭代计算方法求得;(2)主索鞍、散索鞍处索股无应力索长,可根据索鞍切点的计算位置,将绕索鞍的索股有应力长度,扣除此段索股的应力伸长量求得;(3)锚跨空间索段是指从索股锚固点到索股在散索鞍上的竖弯切点间的索段。

这一区间的主缆索股是离散的空间索股,每层索股与散索鞍切点都不一样,长度计算比较复杂。

除需要知道索股在锚固点和起弯面的坐标外,还需要知道索股索力的分布,假设成桥时锚跨各索股在与散索鞍相切处的索力相等,利用边跨主缆的索力和散索鞍的平衡条件对锚跨进行计算,求得无应力长度。

锚跨侧散索鞍鞍座内的索股是复杂的空间曲线,只能对其细分,计算每个微元的相关值,再累加求和。

5.2.2基准索股线形与预偏量计算当采用PPWS 法时,主缆架设是以索股为单位进行的,架设的第一根索股称为基准索股。

基准索股是根据绝对垂度(也就是标高)进行调整的,而其它索股则根据相对于基准索股的高差进行相对垂度调整,可直接用来指导施工的应是基准索股的空缆状态。

因此,在悬索桥结构线形的控制中,以基准索股的准确计算和测量控制最为重要。

目前,文献中所指的空缆状态一般是主缆架设完成且没有其它荷载作用时主缆的几何和力学状态,也就是成缆空缆状态,然后由这种空缆状态根据几何关系反算出基准索股控制点的标高等参数。

实际上,这只是一种的近似方法,存在一定误差。

首先,在索股架设过程中,索塔会产生压缩变形;其次,在这一过程中,后架设的索股在已架设的索一塔体系中对索塔产生新的影响,塔顶还会产生水平变位。

因此,基准索股的线形和预偏量计算,应按照5.1.2中的空缆线形及预偏量计算原理计算,以获得准确的结果。

基准索股架设时的平衡条件有两种(如图 5.6),它们是计算预偏量的依据,不同的平衡条件,计算出的预偏量将会不同。

第一种条件是要求索股在鞍槽内不滑动,即要求主缆在主索鞍两端索力相等,每束索股在散索鞍两端索力相等;第二种条件是要求索鞍不滑动或转动,即要求主索鞍两端主缆索力的水平分力相等,散索鞍两端主缆沿索鞍支承滑移面的分力相等。

第一种条件降低了施工精度,适用于小跨径悬索桥,大跨径悬索桥基准索股架设线形计算目前大多采用第二种平衡条件。

5.2.3空缆线形与预偏量计算用解析迭代法计算出成桥状态的主缆几何形态及内力,再根据其结果迭代计算出空缆线形及塔顶主缆的水平力场,基准索股的调索,就是在计算得到的理论线形的基础上,测量结构各设计参数的实际值,并且考虑温度对索股的影响,把基准索股线形调整到或尽可能逼近理论计算的线形,以使结构的最终状态符合设计的意图。

根据工程实际,把空缆分几个节段,边跨及中跨,上游和下游分别考虑。

悬索桥的主缆在空缆状态下,主缆仅承受自身重量,呈悬链线形状,其计算模型见图4一3。

实际施工时,如果调整量是标高或拉力,是无法实施调索操作的。

施工中最直观的就是索股的切向张拉量,因此,把基准索股的调整确定为以理论线形为目标,以切向张拉量为调整标准的施调计算。

图4一3空缆计算模型己知待调索股两端坐标A(0,0),B (h ,l),及索股自重集度q 。

坐标系如图4一3所示。

由空缆线形的分析结果可知其所受的水平力Ho 、理想线形(垂度f) yo 。

由于调整量以切向张拉量为准,对温度的修正也以长度修正来代替垂度修正,使施工操作更方便,计算也较简洁。

根据实验结果,索股的线膨胀系数为51.210α-=⨯。

在调索之前,对索股的纵向温度及上下表面温度,进行连续测量,当索股纵向温差△T ≤2℃,索股上下缘的温差△T ≤1℃时,才能调整基准索股。

索股的温度影响值以各测点的平均值为准。

理想线形状态下的缆长[]0111sinh()sinh()s cl c c c=+-式中 ()()11120cosh ,sin ,2sinh /22c q hc cl c c c H cl c -⎛⎫=-=-=- ⎪ ⎪⎝⎭(4一4)温度影响量为: 0*T S α∆则经过温度修正的理想状态索长为000*S S T S α'=-∆现场实测结构状态,可得塔顶的水平位移及跨中点C 的里程及标高,根据塔顶的水平位移修正A 、B 两点的距离l ,再由以上的实测值用如下迭代的方法际状态下的水平力H 及实际的缆长S:(l)根据A 、B 点间的实际距离l ,计算(4一4)式中的cl 及c2;(2)由()121cosh y cx c c c=++ 计算C 点的垂度,进而由A 点的标高和C 点的y 值计算出C 点的标高;(3)比较c 点的计算标高和实测标高,以确定是否要调整H 的值。

若不相等,调整H ,重新计算参数c 和cl 、2c ,再进行第二步的计算。

如此循环,直至C点的计算标高和实测标高相等。

(4)以此C 点的H 及参数c 、c1和c2,由(4一3)式计算出实际状态缆长S ,则在本次测量基础上的索股调整量为0L S S '∆=-以此计算值来调整索股。

调索采用先中跨,后边跨,上下游同时进行的方式。

如此循环,直至实测线形与理论线形符合。

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