拉索体系相关标准及规范的研究
拉索施工监理技术
拉索施工监理技术摘要：拉索类型、平行钢丝斜拉索制作、施工、安装及张拉过程监理质量控制要点。
介绍了拉索钢结构混凝土核心筒施工中监理质量控制技术和要求。
关键词：拉索、挂索、张拉、监测；制作安装工艺要求；质量控制要点拉索是一种柔性拉杆，是斜拉桥重要组成部分。
拉索承受桥面传来的恒载、活载以及风载等，并将其传递到主塔上，它是斜拉桥的主要受力构件。
拉索的构造分为整体安装的斜索和分散安装的斜索两大类，前者代表为平行钢丝拉索和冷铸锚，后者的代表为钢绞线拉索和夹片锚。
近年来，较多民用建筑如办公楼、图书馆、展览馆、体育馆、足球场等采用拉索结构体系，以采用平行钢丝拉索为例，平行钢丝拉索一般由直径5mm或7mm的高强度镀锌钢丝组成。
将若干钢丝按六边形平行并拢，同心同向做轻度扭转，加缠高强度聚酯包带和热挤高密度聚乙烯塑料护套HDPE或者PE护套，再配以墩头冷铸锚，就形成平行钢丝拉索。
平行钢丝拉索一般采用工厂制作形式。
拉索制作好后，卷盘运至现场工地，放索、牵引、安装、张拉、通过索力调整完成拉索的张挂受力。
民用建筑采用楼板面放索施工方法，拉索张拉采用一端张拉一段锚固较常见。
使用拉索的钢结构工程中以较常见的索+跨层钢桁架+钢框架+核心筒结构体系为例，在斜拉索整个施工控制的流程中，监理人员虽然没有介入施工监控的计算和复核工作，但是在监控指令的流转、指令执行的监督以及施工监测等环节上，监理人员的作用非常重要，因此现场监理机构要特别重视在拉索结构体系建筑施工过程中的监理工作。
以索+跨层钢桁架+钢框架+核心筒结构体系建筑为例，索结构存以下重难点：1、核心筒及钢结构位移的控制核心筒附近的拉索索力将对核心筒产生巨大的水平和竖向分力，跨中的钢结构也会在索力的作用下产生竖向位移，对于施工状态而言，张拉过程中将不可避免的对核心筒与钢构产生不利影响，索锚具与耳板间隙对受力的影响。
在张拉过程中为了控制核心筒与钢构应力位移，应分级循环张拉，保证张拉力值的准确性。
斜拉桥施工期取代临时墩的拉索平衡结构体系研究
桥梁建设㊀２０２０年第５０卷第１期(总第２６１期)ＢｒｉｄｇｅＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎꎬＶｏｌ.５０ꎬＮｏ.１ꎬ２０２０(ＴｏｔａｌｌｙＮｏ.２６１)文章编号:１００３－４７２２(２０２０)０１－００２６－０６斜拉桥施工期取代临时墩的拉索平衡结构体系研究刘明虎１ꎬ孟凡超１ꎬ李国亮１ꎬ孙㊀鹏２(１.中交公路规划设计院有限公司ꎬ北京１０００８８ꎻ２.中交二公局第一工程有限公司ꎬ湖北武汉４３００１９)摘㊀要:斜拉桥上部结构双悬臂施工时ꎬ可采用临时拉索平衡结构体系代替传统的临时墩来抵抗不平衡荷载作用ꎮ为分析施工期拉索平衡结构体系下大跨度斜拉桥的结构受力和抗风性能ꎬ以港珠澳大桥青州航道桥为背景进行研究ꎮ基于平衡措施设计的基本原则ꎬ在桥梁边㊁中跨主梁与桥塔承台间设计了临时拉索连接的结构体系ꎬ采用ＭＩＤＡＳＣｉｖｉｌ软件建立全桥模型ꎬ分析双悬臂施工中最不利工况下的桥梁受力ꎬ并进行了比例为１ʒ７０的全桥气动弹性模型风洞试验ꎮ结果表明:拉索平衡结构体系能够增强大跨径斜拉桥双悬臂施工状态下抵抗各种不平衡静荷载作用的能力ꎬ提高桥梁抵抗动风荷载作用的能力ꎬ降低施工期的抖振响应ꎻ拉索平衡结构体系下的桥梁受力和抗风性能均满足要求ꎬ该体系能够保证斜拉桥在上部结构施工中的结构安全ꎮ关键词:斜拉桥ꎻ临时墩ꎻ拉索平衡结构体系ꎻ悬臂状态ꎻ有限元法ꎻ风洞试验ꎻ受力分析ꎻ抗风性能中图分类号:Ｕ４４８.２７ꎻＵ４４５.４文献标志码:Ａ收稿日期:２０１９－０５－２８作者简介:刘明虎ꎬ教授级高工ꎬＥ￣ｍａｉｌ:ｌｉｕｍｉｎｇｈｕ＠ｈｐｄｉ.ｃｏｍ.ｃｎꎮ研究方向:桥梁与地下结构工程设计ꎮＳｔｕｄｙｏｆＣａｂｌｅＢａｌａｎｃｉｎｇＳｙｓｔｅｍｔｏＲｅｐｌａｃｅＴｅｍｐｏｒａｒｙＰｉｅｒｓＤｕｒｉｎｇＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆＣａｂｌｅ￣ＳｔａｙｅｄＢｒｉｄｇｅＬＩＵＭｉｎｇ￣ｈｕ１ꎬＭＥＮＧＦａｎ￣ｃｈａｏ１ꎬＬＩＧｕｏ￣ｌｉａｎｇ１ꎬＳＵＮＰｅｎｇ２(１.ＣＣＣＣＨｉｇｈｗａｙＣｏｎｓｕｌｔａｎｔｓＣｏ.ꎬＬｔｄ.ꎬＢｅｉｊｉｎｇ１０００８８ꎬＣｈｉｎａꎻ２.ＣＣＣＣ￣ＳＨＥＣＦｉｒｓｔＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏ.ꎬＬｔｄ.ꎬＷｕｈａｎ４３００１９ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｄｕｒｉｎｇｔｈｅｄｏｕｂｌｅ￣ｃａｎｔｉｌｅｖｅｒｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｕｐｅｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｃａｂｌｅ￣ｓｔａｙｅｄｂｒｉｄｇｅꎬａｔｅｍｐｏｒａｒｙｃａｂｌｅｂａｌａｎｃｉｎｇｓｙｓｔｅｍｃａｎｂｅｄｅｐｌｏｙｅｄｔｏｒｅｐｌａｃｅｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｌｙ￣ａｄｄｅｄｔｅｍｐｏｒａｒｙｐｉｅｒｓｔｏｒｅ￣ｓｉｓｔｔｈｅｕｎｂａｌａｎｃｅｄｌｏａｄｉｎｇｅｆｆｅｃｔｓ.Ｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅｌｏａｄｂｅａｒｉｎｇｂｅｈａｖｉｏｒａｎｄｗｉｎｄｒｅｓｉｓｔａｎｔｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｌｏｎｇ￣ｓｐａｎｃａｂｌｅ￣ｓｔａｙｅｄｂｒｉｄｇｅｗｈｅｎｔｈｅｃａｂｌｅｂａｌａｎｃｉｎｇｓｙｓｔｅｍｉｓｕｓｅｄｄｕｒｉｎｇｔｈｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓꎬｔｈｅＱｉｎｇｚｈｏｕＮａｖｉｇａｔｉｏｎａｌＣｈａｎｎｅｌＢｒｉｄｇｅｏｆＨｏｎｇＫｏｎｇ￣Ｚｈｕｈａｉ￣ＭａｃａｏＢｒｉｄｇｅｉｓｔａｋｅｎａｓｔｈｅｓｔｕｄｙｂａｃｋ￣ｇｒｏｕｎｄ.Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｄｅｓｉｇｎｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｂａｌａｎｃｉｎｇｓｅｔ￣ｕｐｓꎬａｂａｌａｎｃｉｎｇｓｙｓｔｅｍｆｏｒｍｅｄｂｙｔｅｍｐｏｒａｒｙｃａｂｌｅｓｉｎｓｔａｌｌｅｄｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｍａｉｎｇｉｒｄｅｒｓｉｎｔｈｅｓｉｄｅａｎｄｃｅｎｔｒａｌｓｐａｎｓａｎｄｐｉｌｅｃａｐｓｏｆｔｈｅｐｙ￣ｌｏｎｓｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄ.ＴｈｅｓｏｆｔｗａｒｅＭＩＤＡＳＣｉｖｉｌｗａｓｕｓｅｄｔｏｂｕｉｌｄｔｈｅｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅｏｖｅｒａｌｌｂｒｉｄｇｅꎬｔｏａｎａｌｙｚｅｔｈｅｌｏａｄｂｅａｒｉｎｇｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅｂｒｉｄｇｅｕｎｄｅｒｔｈｅｍｏｓｔａｄｖｅｒｓｅｌｏａｄｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｄｕｒｉｎｇｔｈｅｄｏｕｂｌｅ￣ｃａｎ￣ｔｉｌｅｖｅｒｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ.Ａｎｄａ１ʒ７０ａｅｒｏｅｌａｓｔｉｃｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅｏｖｅｒａｌｌｂｒｉｄｇｅｗａｓｂｕｉｌｔｔｏｃａｒｒｙｏｕｔｔｈｅｗｉｎｄｔｕｎｎｅｌｔｅｓｔ.Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｃａｂｌｅｂａｌａｎｃｉｎｇｓｙｓｔｅｍｃａｎｉｎｃｒｅａｓｅｔｈｅｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆｔｈｅｌｏｎｇ￣ｓｐａｎｃａ￣ｂｌｅ￣ｓｔａｙｅｄｂｒｉｄｇｅｔｏｒｅｓｉｓｔｖａｒｉｏｕｓｕｎｂａｌａｎｃｅｄｓｔａｔｉｃｌｏａｄｓｕｎｄｅｒｔｈｅｄｏｕｂｌｅ￣ｃａｎｔｉｌｅｖｅｒｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｃｏｎｄｉ￣ｔｉｏｎꎬｅｎｈａｎｃｅｔｈｅｃａｐａｃｉｔｙｏｆｔｈｅｂｒｉｄｇｅｔｏｒｅｓｉｓｔｄｙｎａｍｉｃｗｉｎｄｌｏａｄｓａｎｄｒｅｄｕｃｅｔｈｅｂｕｆｆｅｔｉｎｇｒｅｓｐｏｎｓｅｓｏｆｂｒｉｄｇｅｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｄｕｒｉｎｇｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ.Ｔｈｅｌｏａｄｂｅａｒｉｎｇｃａｐａｃｉｔｙａｎｄｗｉｎｄｒｅｓｉｓｔａｎｔｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅｂｒｉｄｇｅｗｉｔｈｔｈｅｃａｂｌｅｂａｌａｎｃｉｎｇｓｙｓｔｅｍｃａｎａｌｌｍｅｅｔｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓꎬｐｒｏｖｉｎｇｔｈａｔｔｈｅｃａｂｌｅｂａｌａｎｃｉｎｇｓｙｓ￣ｔｅｍｃａｎｅｎｓｕｒｅｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｓａｆｅｔｙｏｆｔｈｅｃａｂｌｅ￣ｓｔａｙｅｄｂｒｉｄｇｅｄｕｒｉｎｇｔｈｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｕｐｅｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅ.６２斜拉桥施工期取代临时墩的拉索平衡结构体系研究㊀㊀刘明虎ꎬ孟凡超ꎬ李国亮ꎬ孙㊀鹏Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｃａｂｌｅ￣ｓｔａｙｅｄｂｒｉｄｇｅꎻｔｅｍｐｏｒａｒｙｐｉｅｒꎻｃａｂｌｅｂａｌａｎｃｉｎｇｓｙｓｔｅｍꎻｃａｎｔｉｌｅｖｅｒｃｏｎｄｉｔｉｏｎꎻｆｉ￣ｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄꎻｗｉｎｄｔｕｎｎｅｌｔｅｓｔꎻｌｏａｄｂｅａｒｉｎｇｂｅｈａｖｉｏｒａｎａｌｙｓｉｓꎻｗｉｎｄｒｅｓｉｓｔａｎｔｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ１㊀引㊀言现代斜拉桥由于跨越能力大ꎬ广泛应用于桥梁建设中ꎮ经过４０多年的发展ꎬ我国已成为世界上拥有斜拉桥数量最多的国家ꎮ绝大部分大跨径斜拉桥的上部结构都采用悬臂法施工(悬臂浇筑或悬臂拼装)[１]ꎬ且除了典型的混合梁斜拉桥(整个边跨为中小跨径混凝土梁㊁中跨为钢梁)和近塔边跨主梁采用大节段一次吊装到位或顶推到位或支架上节段拼装的斜拉桥外[２]ꎬ均存在双悬臂施工过程ꎮ施工过程中ꎬ桥塔两侧悬臂结构存在不平衡的自重㊁索力㊁施工荷载㊁风荷载等ꎬ且存在桥面吊机或挂篮甚至梁段坠落等意外工况发生的可能性ꎮ在悬臂施工初期ꎬ上述不平衡荷载作用通过塔梁临时固结措施以及大多数情况下都设置的塔区支架(膺架或托架)予以平衡ꎮ但随着悬臂长度的逐步增加ꎬ两侧不平衡荷载作用效应越来越大ꎬ塔梁临时固结措施将不足以平衡ꎮ为了保证大跨度斜拉桥在大悬臂状态下(通常为１００~１５０ｍ)的结构受力安全㊁提高结构整体稳定性ꎬ必须采取相应的平衡措施来增强桥梁抵抗不平衡荷载作用效应的能力ꎬ这种措施通常就是设置临时墩[３￣５]ꎮ临时墩在１个桥塔悬臂结构范围一般仅设１个ꎬ通常设置在近塔边跨侧不影响通航的适当位置ꎮ特殊情况下ꎬ当最大单悬臂长度也需要进行控制且中跨通航不受限制或通过管控能保证通航安全时ꎬ也有将临时墩设置在中跨的情形ꎮ临时墩虽能起到抵抗不平衡荷载㊁提高桥梁整体稳定性并最终保障结构受力安全的作用ꎬ但由于需增设临时墩结构并进行现场施工ꎬ材料用量多㊁工程造价高㊁工期占用长ꎬ在一定程度上影响了通航安全㊁自身也存在被船撞的风险ꎬ与当前工厂化㊁装配化㊁绿色环保㊁节约资源㊁降低风险㊁快速施工等现代化建设理念契合度不高ꎮ因此ꎬ需寻求一种优化的替代方案ꎮ拉索平衡结构体系是一种在桥梁边㊁中跨主梁与桥塔下塔柱(或承台)间进行临时拉索连接的结构体系ꎬ通过对临时拉索进行主动预张拉ꎬ为桥梁在悬臂施工状态下提供三向弹性约束ꎬ增加了桥梁结构刚度ꎬ能实现平衡措施应有的两方面功能:一是增强抵抗不平衡静荷载作用的能力ꎬ保证桥梁悬臂施工状态下的结构受力安全和稳定性[４ꎬ６￣７]ꎻ二是提高抵抗动风荷载作用的能力ꎬ降低施工期可能出现的有损结构㊁危害施工的抖振响应ꎬ并提高桥梁在施工期间风自激振动下的稳定性[８￣９]ꎮ而与临时墩相比ꎬ拉索平衡结构体系材料用量少㊁施工简单快捷㊁造价低㊁施工风险小ꎬ能够实现节约资源㊁快速施工㊁安全环保的现代化建设理念ꎮ因此ꎬ拉索平衡结构体系是一种可以取代临时墩的优化方案ꎮ本文以港珠澳大桥青州航道桥为背景ꎬ对拉索平衡结构体系在结构设计㊁桥梁静载受力及稳定性㊁抗风性能方面开展研究ꎬ并应用于工程实践ꎮ２㊀工程背景港珠澳大桥青州航道桥为双塔空间双索面钢箱梁斜拉桥ꎬ桥跨布置为(１１０＋２３６＋４５８＋２３６＋１１０)ｍ(图１)[１０￣１１]ꎮ主梁采用扁平流线型钢箱梁ꎻ斜拉索采用双索面扇形布置ꎻ桥塔采用横向Ｈ形框架结构ꎬ塔柱为钢筋混凝土构件ꎬ上联结系采用 中国结 造型的钢结构剪刀撑ꎻ下部结构采用现浇承台及塔身㊁预制墩身ꎬ基础采用大直径钢管复合群桩ꎮ㊀㊀该桥处于珠江伶仃洋入海口处海域正中央ꎬ距离海岸线约２０ｋｍꎬ其所处的海洋环境建设条件复杂而恶劣ꎮ基于并服务于项目建设条件㊁建设目标和需求ꎬ设计提出了 大型化㊁工厂化㊁标准化㊁装配化 的项目建设理念和指导方针ꎬ以保证施工和航运安全㊁确保工程质量品质㊁减少现场工作量及海上作业时间㊁降低施工风险㊁保护海洋生物㊁节约资源㊁快速施工ꎮ该桥上部结构施工采用对称悬臂拼装方案ꎮ为保证结构受力安全ꎬ需在双悬臂长度达到一定程度后增加平衡措施ꎮ若采用传统方案ꎬ则需在每个近桥塔边跨内设置１个临时墩ꎬ距塔柱中心线１０２ｍ(图１)ꎮ但是设置临时墩ꎬ则不能满足该桥 无支架㊁无托架㊁无临时墩 的施工目标要求ꎮ因此ꎬ提出采用拉索平衡结构体系ꎮ３㊀拉索平衡结构体系方案３.１㊀拉索平衡结构体系设计原则㊀㊀拉索平衡结构体系的设置应能实现完全取代临７２桥梁建设㊀ＢｒｉｄｇｅＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ２０２０ꎬ５０(１)图１㊀青州航道桥桥型布置及传统临时墩布置Ｆｉｇ.１ＬａｙｏｕｔｏｆＱｉｎｇｚｈｏｕＮａｖｉｇａｔｉｏｎａｌＣｈａｎｎｅｌＢｒｉｄｇｅａｎｄＴｅｍｐｏｒａｒｙＰｉｅｒｓＡｒｒａｎｇｅｄｉｎＴｒａｄｉｔｉｏｎａｌＭａｎｎｅｒ时墩的功能ꎬ其设计应遵循以下原则:(１)因为拉索为只受拉不受压的柔性结构ꎬ为保证在双臂施工过程中上部结构的约束体系不发生改变ꎬ在桥梁的中㊁边跨均应设置拉索ꎬ且一般情况下为对称布置ꎮ(２)应确保两侧拉索在最不利工况下始终处于受拉状态ꎬ即防止拉索松弛ꎮ因此ꎬ需对拉索进行预张拉ꎮ预张拉力应通过桥梁总体结构计算确定ꎬ在保证桥梁结构受力满足要求的同时ꎬ还应保证拉索始终受拉ꎮ若桥梁受力不满足要求ꎬ则应进一步调整拉索的布置㊁数量㊁规格和预张拉力ꎬ直至满足要求为止ꎮ施工期设计基本风速按公路桥梁抗风设计规范或项目特殊要求的重现期取用ꎮ(３)拉索张拉及拆除均应进行准确计算ꎬ并纳入到桥梁施工控制工作中ꎬ以考虑拉索平衡结构体系对桥梁施工阶段及成桥状态的受力和线形的影响ꎮ(４)桥梁施工期的抗风性能应满足要求ꎬ需开展模型风洞试验进行相关研究ꎮ３.２㊀拉索平衡结构体系设计根据研究ꎬ在中㊁边跨各设置１对临时拉索ꎮ临时拉索下端锚固于桥塔承台中ꎬ承台端为张拉端ꎬ通过钢锚梁连接于预埋在承台混凝土中的ϕ３２ｍｍ精轧螺纹钢筋实现锚固和张拉ꎮ临时拉索上端连接在第６对斜拉索对应的梁段底端ꎬ连接位置距桥塔中心线１０２ｍꎻ梁端为固定端ꎬ通过ϕ１７８ｍｍ的销轴连接双叉耳和梁底锚固耳板实现锚固ꎮ拉索平衡结构体系布置示意见图２ꎮ临时拉索采用成品斜拉索ꎬ型号为ＰＥＳ７￣１５１ꎬ单根长约１０１ｍꎬ两端配冷铸锚ꎮ在第６对斜拉索第２次张拉后ꎬ对称安装临时拉索ꎬ并对其施加３０００ｋＮ的张拉力ꎮ在边跨合龙后ꎬ拆除临时拉索ꎮ图２㊀拉索平衡结构体系布置示意Ｆｉｇ.２ＣｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｏｆＣａｂｌｅＢａｌａｎｃｉｎｇＳｙｓｔｅｍ４㊀拉索平衡结构体系研究４.１㊀桥梁受力分析为研究桥梁施工期拉索平衡结构体系下的受力状况ꎬ采用ＭＩＤＡＳＣｉｖｉｌ软件建立全桥有限元模型ꎬ分析双悬臂施工中最不利工况下的桥梁受力ꎬ并与临时墩体系下的桥梁受力进行对比分析ꎮ桥梁双悬臂施工状态不平衡静载作用分为正常工况和意外工况２种情形ꎮ正常工况指在施工期间正常出现且至少跨越１个结构体系转换施工阶段的８２斜拉桥施工期取代临时墩的拉索平衡结构体系研究㊀㊀刘明虎ꎬ孟凡超ꎬ李国亮ꎬ孙㊀鹏各种荷载(如主梁结构自重㊁斜拉索索力㊁施工机具设备或堆载自重等)可能的组合ꎮ斜拉桥属高次超静定结构ꎬ施工过程与成桥后的主梁线形和结构恒载内力有着密切的联系ꎮ因此ꎬ应计算整个施工过程中正常工况下临时平衡体系对成桥状态的影响ꎮ意外工况指施工期在某个施工阶段内意外或按概率发生的一过性荷载(如桥面吊机或挂篮或梁段坠落㊁施工重现期内的风荷载等)与正常工况的可能的组合ꎬ意外工况不影响成桥状态ꎬ但控制临时平衡体系以及塔梁临时固结等的设计ꎮ有限元计算得到青州航道桥静载作用下斜拉索索力㊁主梁和桥塔受力ꎬ结果分别见表１和表２ꎮ施工期风荷载按３０年一遇标准考虑ꎮ表１㊀静载作用下斜拉索索力Ｔａｂ.１ＣａｂｌｅＦｏｒｃｅｓｏｆＳｔａｙＣａｂｌｅｓｕｎｄｅｒＳｔａｔｉｃＬｏａｄｓ斜拉索编号正常工况下成桥阶段索力/ｋＮ最不利意外工况下索力/ｋＮ临时墩拉索平衡结构体系临时墩拉索平衡结构体系Ｓ１２７６７２７５３２９０７２９０８Ｓ６２７１４３０９６１９３３３０５６Ｓ１４７２０１７２３７－－Ｍ１２７４３２７２４２２１３２２５５Ｍ６２８２７３３０２２０１８２５４７Ｍ１４５５１８５５１９－－注:Ｓ１代表边跨由近塔侧向远塔侧的第１对拉索ꎬＭ１代表中跨由近塔侧向远塔侧的第１对拉索ꎮ表２㊀静载作用下主梁和桥塔受力Ｔａｂ.２ＬｏａｄＢｅａｒｉｎｇＢｅｈａｖｉｏｒｓｏｆＭａｉｎＧｉｒｄｅｒａｎｄＰｙｌｏｎｓｕｎｄｅｒＳｔａｔｉｃＬｏａｄｓ部位正常工况下成桥阶段弯矩/ＭＮ ｍ最不利意外工况下弯矩/ＭＮ ｍ临时墩拉索平衡结构体系临时墩拉索平衡结构体系主梁根部７５.２７９.６３２.３４９６.８６１塔底纵向７９.７５８.１１２２０１１１０㊀㊀由表１可知:由于对临时拉索进行了主动预张拉ꎬ其临近斜拉索索力得到附加的增量ꎬ该增量随着与临时拉索距离的增大而下降ꎮ由表２可知:正常工况成桥阶段下ꎬ拉索平衡结构体系方案对应的主梁根部弯矩与临时墩方案相比增大约６％ꎬ塔底纵向弯矩比临时墩方案减小约２７％ꎻ最不利意外工况下ꎬ拉索平衡结构体系方案对应的塔底纵向弯矩比临时墩方案减小约９％ꎬ主梁根部弯矩比临时墩方案减小约７９％ꎬ这主要是由于拉索平衡体系方案的对称性给结构受力带来了改善ꎮ成桥阶段的内力可通过斜拉索索力来调整ꎬ调整后使成桥状态下结构的受力满足要求并更加合理[１２]ꎮ对临时拉索的拉力进行有限元分析可知:在施工期正常工况下ꎬ临时拉索的拉力为２２００~３６００ｋＮꎻ最大双悬臂最不利工况下ꎬ临时拉索始终处于受拉状态ꎬ其最小拉力为６５７ｋＮ㊁最大拉力为６１７２ｋＮꎻ临时拉索的安全系数为１.７５ꎬ满足大于１.５的要求ꎮ对最大双悬臂阶段进行屈曲计算分析可知:桥梁一阶弹性屈曲模态为桥塔纵向失稳ꎻ结构弹性稳定安全系数为２０.３ꎬ满足大于４的要求ꎮ通过拉索平衡结构体系下的桥梁受力分析可知ꎬ拉索平衡结构体系能够增强大跨径斜拉桥双悬臂施工状态下抵抗各种不平衡静荷载作用的能力ꎬ保证桥梁结构受力安全和稳定性ꎮ４.２㊀施工期桥梁抗风性能试验为研究施工期桥梁的抗风性能和动力响应ꎬ检验桥梁结构在均匀来流下的静风稳定㊁涡振㊁颤振㊁驰振等气动性能ꎬ以及在紊流条件下的抖振性能等ꎬ开展了比例为１ʒ７０的全桥气动弹性模型风洞试验研究[１３]ꎮ在均匀流和紊流工况下ꎬ最大双悬臂状态全桥气动弹性模型风洞试验见图３ꎮ施工期设计基本风速按３０年重现期取用ꎬ为３９.１ｍ/ｓꎬ相应桥面基准风速为４５.６ｍ/ｓꎮ试验风攻角包括０ʎ和３ʎꎮ图３㊀最大双悬臂状态全桥气弹性模型风洞试验Ｆｉｇ.３ＷｉｎｄＴｕｎｎｅｌＴｅｓｔｏｆＡｅｒｏｅｌａｓｔｉｃＭｏｄｅｌｏｆＯｖｅｒａｌｌＢｒｉｄｇｅｕｎｄｅｒＭａｘｉｍｕｍＤｏｕｂｌｅ￣ＣａｎｔｉｌｅｖｅｒＣｏｎｄｉｔｉｏｎ全桥气动弹性模型风洞试验结果表明:当来流为均匀流时ꎬ在检验风速范围内ꎬ最大双悬臂状态下均未发生主梁颤振㊁驰振㊁横向屈曲㊁扭转发散等静９２桥梁建设㊀ＢｒｉｄｇｅＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ２０２０ꎬ５０(１)力失稳现象ꎬ也未发生明显的涡激振动现象ꎻ当来流为紊流时ꎬ在检验风速范围内ꎬ最大双悬臂状态下均未出现振幅发散的颤振及驰振等气动失稳现象ꎬ也未发生明显的涡激振动ꎮ分析最大双悬臂状态风荷载下主梁端部位移和结构内力的抖振响应ꎬ结果分别见表３和表４ꎮ由表３可知:最大双悬臂状态风荷载下主梁位移抖振响应较小ꎮ将表４的结构内力抖振响应值与施工期正常工况受力组合后进行结构验算ꎬ结果表明各构件结构受力满足规范要求ꎮ表３㊀主梁端部位移抖振响应Ｔａｂ.３ＢｕｆｆｅｔｉｎｇＲｅｓｐｏｎｓｅｓｏｆＤｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔａｔＥｎｄｓｏｆＭａｉｎＧｉｒｄｅｒ关键截面响应平均风响应值均方根值竖向位移/ｍ０.１８５０.２９６主梁端部横向位移/ｍ０.０３２０.１３１扭转位移/(ʎ)０.０１０.０９表４㊀结构内力抖振响应Ｔａｂ.４ＢｕｆｆｅｔｉｎｇＲｅｓｐｏｎｓｅｓｏｆＩｎｔｅｒｎａｌＦｏｒｃｅｓｏｆＳｔｒｕｃｔｕｒｅ关键截面响应㊀㊀㊀响应值竖向弯矩/ｋＮ ｍ６４３９.０主梁根部横向弯矩/ｋＮ ｍ３４２３４.２扭矩/ｋＮ ｍ１７４７.３顺桥向弯矩/ｋＮ ｍ６６６７７６.０桥塔根部横桥向弯矩/ｋＮ ｍ６６４１.１扭矩/ｋＮ ｍ１６７４１.３临时拉索拉力/ｋＮ１５４４.２㊀㊀通过全桥气弹性模型风洞试验可知ꎬ拉索平衡结构体系能够提高桥梁抵抗动风荷载作用的能力ꎬ降低施工期的抖振响应ꎬ并提高桥梁在风自激振动下的稳定性ꎮ５㊀结㊀论以港珠澳大桥青州航道桥为背景ꎬ提出了临时拉索平衡结构体系ꎬ以代替传统的临时墩ꎮ设计了在桥梁边㊁中跨主梁与桥塔承台间进行临时拉索连接的结构体系ꎬ并对其双悬臂施工过程的最不利工况受力及抗风性能ꎬ采用有限元计算和风洞模型试验开展了分析研究ꎮ结果表明:拉索平衡结构体系能够增强大跨径斜拉桥双悬臂施工状态下抵抗各种不平衡静荷载作用的能力ꎬ提高桥梁抵抗动风荷载作用的能力ꎬ降低施工期的抖振响应ꎻ拉索平衡结构体系下的桥梁受力和抗风性能均满足要求ꎬ该体系能够保证斜拉桥在上部结构安装施工过程中的结构安全ꎮ该拉索平衡结构体系已在港珠澳大桥青州航道桥上得到了成功应用ꎬ相对传统临时墩方案节省工期(非关键路线工期)约５０ｄꎬ节约工程造价约１１００万元(拉索平衡方案造价仅为临时墩方案的５.７％)ꎮ取代临时墩的拉索平衡结构体系在节约资源㊁快速施工和经济性方面具有很大的优越性ꎬ具有良好的推广应用价值ꎮ参考文献(Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ):[１]㊀周孟波.斜拉桥手册[Ｍ].北京:人民交通出版社ꎬ２００４.(ＺＨＯＵＭｅｎｇ￣ｂｏ.Ｃａｂｌｅ￣ｓｔａｙｅｄＢｒｉｄｇｅｓＭａｎｕａｌ[Ｍ].Ｂｅｉｊｉｎｇ:ＣｈｉｎａＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓＰｒｅｓｓꎬ２００４.ｉｎＣｈｉ￣ｎｅｓｅ)[２]㊀刘自明.平潭海峡公铁大桥施工关键技术[Ｊ].桥梁建设ꎬ２０１９ꎬ４９(５):１－８.(ＬＩＵＺｉ￣ｍｉｎｇ.ＫｅｙＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＴｅｃｈｎｉｑｕｅｓｆｏｒＰｉｎｇｔａｎＳｔｒａｉｔｓＲａｉｌ￣ｃｕｍ￣ｒｏａｄＢｒｉｄｇｅ[Ｊ].ＢｒｉｄｇｅＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎꎬ２０１９ꎬ４９(５):１－８.ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ)[３]㊀李宗平.上海长江大桥主桥临时墩设计及施工技术研究[Ｊ].桥梁建设ꎬ２００８(１):７０－７３.(ＬＩＺｏｎｇ￣ｐｉｎｇ.ＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＤｅｓｉｇｎａｎｄＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＴｅｃｈｎｉｑｕｅｓｆｏｒＴｅｍｐｏｒａｒｙＰｉｅｒｓｏｆＭａｉｎＢｒｉｄｇｅｏｆＳｈａｎｇ￣ｈａｉＣｈａｎｇｊｉａｎｇＲｉｖｅｒＢｒｉｄｇｅ[Ｊ].ＢｒｉｄｇｅＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎꎬ２００８(１):７０－７３.ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ)[４]㊀吕㊀梁ꎬ崔㊀冰ꎬ钟汉清ꎬ等.南京长江五桥主桥结构非线性稳定性研究[Ｊ].桥梁建设ꎬ２０１９ꎬ４９(４):４０－４５.(ＬＹＵＬｉａｎｇꎬＣｕｉＢｉｎｇꎬＺＨＯＮＧＨａｎ￣ｑｉｎｇꎬｅｔａｌ.ＳｔｕｄｙｏｎＮｏｎｌｉｎｅａｒｏｆＳｔｒｕｃｔｕｒｅｆｏｒＭａｉｎＢｒｉｄｇｅｏｆＦｉｆｔｈＣｈａｎｇｊｉａｎｇＲｉｂｅｒＢｒｉｄｇｅｉｎＮａｎｊｉｎｇ[Ｊ].ＢｒｉｄｇｅＣｏｎ￣ｓｔｒｕｃｔｉｏｎꎬ２０１９ꎬ４９(４):４０－４５.ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ) [５]㊀吴宏业.鸭绿江界河公路大桥主桥最大双悬臂施工临时墩应用分析[Ｊ].辽宁省交通高等专科学校学报ꎬ２０１７ꎬ１９(６):１－４.(ＷＵＨｏｎｇ￣ｙｅ.ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＡｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅＬａｒｇｅｓｔＤｏｕｂ￣ｌｅＣａｎｔｉｌｅｖｅｒＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＴｅｍｐｏｒａｒｙＰｉｅｒｏｆｔｈｅＭａｉｎＢｒｉｄｇｅｏｆＪｉｅｈｅＨｉｇｈｗａｙＢｒｉｄｇｅｏｎＹａｌｕＲｉｖｅｒ[Ｊ].Ｊｏｕｒ￣ｎａｌｏｆＬｉａｏｎｉｎｇＰｒｏｖｉｎｃｉａｌＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓꎬ２０１７ꎬ１９(６):１－４.ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ)[６]㊀ＪＴＧ/ＴＤ６５－０１－２００７ꎬ公路斜拉桥设计细则[Ｓ].(ＪＴＧ/ＴＤ６５￣０１－２００７ꎬＧｕｉｄｅｌｉｎｅｓｆｏｒＤｅｓｉｇｎｏｆＨｉｇｈ￣ｗａｙＣａｂｌｅ￣ｓｔａｙｅｄＢｒｉｄｇｅ[Ｓ].)[７]㊀卜一之ꎬ赵㊀雷ꎬ李㊀乔.苏通长江大桥结构非线性稳定性研究[Ｊ].土木工程学报ꎬ２０１３ꎬ４６(１):８４－９１.(ＢＵＹｉ￣ｚｈｉꎬＺＨＡＯＬｅｉꎬＬＩＱｉａｏ.ＳｔｒｕｃｔｕｒａｌＮｏｎｌｉｎｅａｒＳｔａｂｉｌｉｔｙＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＳｕｔｏｎｇＹａｎｇｔｚｅＲｉｖｅｒＢｒｉｄｇｅ[Ｊ].０３斜拉桥施工期取代临时墩的拉索平衡结构体系研究㊀㊀刘明虎ꎬ孟凡超ꎬ李国亮ꎬ孙㊀鹏ＣｈｉｎａＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＪｏｕｒｎａｌꎬ２０１３ꎬ４６(１):８４－９１.ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ)[８]㊀苏振宇ꎬ彭江辉.大跨度斜拉桥最大双悬臂施工阶段的抖振控制措施研究[Ｊ].公路工程ꎬ２０１８ꎬ４３(３):１４６－１５１.(ＳＵＺｈｅｎ￣ｙｕꎬＰＥＮＧＪｉａｎｇ￣ｈｕｉ.Ｂｕｆｆｅｔｉｎｇ￣ＲｅｓｔｒａｉｎｉｎｇＭｅａｓｕｒｅｓｆｏｒＬｏｎｇＳｐａｎＣａｂｌｅ￣ＳｔａｙｅｄＢｒｉｄｇｅｓａｔｔｈｅＬｏｎ￣ｇｅｓｔＤｏｕｂｌｅＣａｎｔｉｌｅｖｅｒＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＳｔａｇｅ[Ｊ].ＨｉｇｈｗａｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬ２０１８ꎬ４３(３):１４６－１５１.ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ) [９]㊀马婷婷ꎬ葛耀君ꎬ杨詠昕ꎬ等.临时墩对三塔斜拉桥最大双悬臂抖振控制研究[Ｊ].华中科技大学学报(自然科学版)ꎬ２０１２ꎬ４０(７):１１０－１１４.(ＭＡＴｉｎｇ￣ｔｉｎｇꎬＧＥＹａｏ￣ｊｕｎꎬＹＡＮＧＹｏｎｇ￣ｘｉｎꎬｅｔａｌ.ＥｆｆｅｃｔｓｏｆＴｅｍｐｏｒａｒｙＰｉｅｒｓｏｎＢｕｆｆｅｔｉｎｇＣｏｎｔｒｏｌｏｆＬｏｎｇｅｓｔＤｏｕｂｌｅ￣ｃａｎｔｉｌｅｖｅｒᶄｓＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＳｔａｔｅｉｎＴｒｉｐｌｅ￣ｔｏｗｅｒＣａ￣ｂｌｅ￣ｓｔａｙｅｄＢｒｉｄｇｅ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨｕａｚｈｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ(ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅ)ꎬ２０１２ꎬ４０(７):１１０－１１４.ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ)[１０]㊀刘明虎ꎬ孟凡超ꎬ李国亮ꎬ等.港珠澳大桥青州航道桥设计[Ｊ].公路ꎬ２０１４ꎬ５９(１):４４－５１.(ＬＩＵＭｉｎｇ￣ｈｕꎬＭＥＮＧＦａｎ￣ｃｈａｏꎬＬＩＧｕｏ￣ｌｉａｎｇꎬｅｔａｌ.ＤｅｓｉｇｎｏｆＱｉｎｇｚｈｏｕＳｈｉｐＣｈａｎｎｅｌＢｒｉｄｇｅｏｆＨｏｎｇＫｏｎｇ￣Ｚｈｕｈａｉ￣ＭａｃａｏＢｒｉｄｇｅ[Ｊ].Ｈｉｇｈｗａｙꎬ２０１４ꎬ５９(１):４４－５１.ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ)[１１]㊀刘明虎ꎬ孟凡超ꎬ李国亮.港珠澳大桥青州航道桥工程特点及关键技术[Ｊ].桥梁建设ꎬ２０１３ꎬ４３(４):８７－９３.(ＬＩＵＭｉｎｇ￣ｈｕꎬＭＥＮＧＦａｎ￣ｃｈａｏꎬＬＩＧｕｏ￣ｌｉａｎｇ.Ｅｎｇｉ￣ｎｅｅｒｉｎｇＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄＫｅｙＴｅｃｈｎｉｑｕｅｓｏｆＱｉｎｇｚｈｏｕＳｈｉｐＣｈａｎｎｅｌＢｒｉｄｇｅｏｆＨｏｎｇＫｏｎｇ￣Ｚｈｕｈａｉ￣ＭａｃａｏＢｒｉｄｇｅ[Ｊ].ＢｒｉｄｇｅＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎꎬ２０１３ꎬ４３(４):８７－９３.ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ)[１２]㊀位东升ꎬ彭旭民ꎬ陶㊀路ꎬ等.六广河特大桥施工过程张拉索力优化分析[Ｊ].桥梁建设ꎬ２０１７ꎬ４７(６):３６－４１.(ＷＥＩＤｏｎｇ￣ｓｈｅｎｇꎬＰＥＮＧＸｕ￣ｍｉｎꎬＴＡＯＬｕꎬｅｔａｌ.ＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎａｎｄＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＴｅｎｓｉｏｎｅｄＳｔａｙＣａｂｌｅＦｏｒｃｅｓｉｎＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆＬｉｕｇｕａｎｇＲｉｖｅｒＢｒｉｄｇｅ[Ｊ].ＢｒｉｄｇｅＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎꎬ２０１７ꎬ４７(６):３６－４１.ｉｎＣｈｉ￣ｎｅｓｅ)[１３]㊀中交公路规划设计院有限公司ꎬ西南交通大学.港珠澳大桥施工图设计阶段青州航道桥结构抗风性能试验研究报告[Ｒ].北京:２０１２.(ＣＣＣＣＨｉｇｈｗａｙＣｏｎｓｕｌｔａｎｔｓＣｏ.ꎬＬｔｄ.ꎬＳｏｕｔｈｗｅｓｔＪｉａｏ￣ｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ.ＷｉｎｄＲｅｓｉｓｔａｎｃｅＴｅｓｔＲｅｐｏｒｔｏｆＱｉｎｇ￣ｚｈｏｕＦａｉｒｗａｙＢｒｉｄｇｅＳｔｒｕｃｔｕｒｅＤｕｒｉｎｇＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＤｒａｗｉｎｇＤｅｓｉｇｎＳｔａｇｅｏｆＨｏｎｇＫｏｎｇ￣Ｚｈｕｈａｉ￣ＭａｃａｏＢｒｉｄｇｅ[Ｒ].Ｂｅｉｊｉｎｇ:２０１２.ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ)ＬＩＵＭｉｎｇ￣ｈｕ刘明虎１９７１－ꎬ男ꎬ教授级高工１９９３年毕业于重庆交通大学桥梁与结构工程专业ꎬ工学学士ꎮ研究方向:桥梁与地下结构工程设计Ｅ￣ｍａｉｌ:ｌｉｕｍｉｎｇｈｕ＠ｈｐｄｉ.ｃｏｍ.ｃｎＭＥＮＧＦａｎ￣ｃｈａｏ孟凡超１９５９－ꎬ男ꎬ教授级高工１９８２年毕业于重庆交通大学桥梁与隧道工程专业ꎬ工学学士ꎮ研究方向:桥梁设计Ｅ￣ｍａｉｌ:ｍｅｎｇｆａｎｃｈａｏ＠ｈｐｄｉ.ｃｏｍ.ｃｎＬＩＧｕｏ￣ｌｉａｎｇ李国亮１９８０－ꎬ男ꎬ高级工程师２００３年毕业于东南大学土木工程专业ꎬ工学学士ꎬ２００６年毕业于东南大学桥梁工程专业ꎬ工学硕士ꎮ研究方向:桥梁设计Ｅ￣ｍａｉｌ:ｌｉｇｕｏｌｉａｎｇ＠ｈｐｄｉ.ｃｏｍ.ｃｎＳＵＮＰｅｎｇ孙㊀鹏１９７８－ꎬ男ꎬ高级工程师２００３年毕业于北华大学道路与桥梁专业ꎬ工学学士ꎮ研究方向:大跨度索结构桥施工技术Ｅ￣ｍａｉｌ:１９１００１７３９＠ｑｑ.ｃｏｍ(编辑:王㊀娣)１３。
拉索索力计算
拉索索力计算拉索索力（Tension Force）是指在一个物体上受到的来自拉力的力，它作用于物体上的一对相互拉扯的点上。
拉索索力计算是力学中的一个重要问题，它在各个领域都有广泛的应用。
为了能够准确计算拉索索力，我们首先需要了解拉索（Cable）的性质、受力分析以及计算方法。
一、拉索的性质拉索，也称为索线，是一种细长的、柔性的材料，常见的有钢索、绳索等。
拉索的性质会影响到拉索索力的计算，主要包括拉索的质量、长度、直径和材料弹性模量等。
二、受力分析在进行拉索索力计算时，我们需要分析拉索所受到的外界力和内部受力。
外界力主要包括外部施加在拉索上的拉力，内部受力则是指拉索内部各点之间的相互作用力。
三、拉索索力计算方法1. 基本概念拉索中的拉力是由拉索两端的拉力传递到整个拉索上的，这个拉力的方向始终沿着拉索的方向。
在悬挂物体的情况下，拉索上的拉力将承受物体的重力。
2. 悬挂物体的情况当拉索用于悬挂物体时，拉索上的拉力可以分解为两个方向上的分力：竖直向上的力（垂直力）和沿着拉索方向的力（水平力）。
垂直力是物体的重力，可根据物体的质量和重力加速度计算得到。
水平力是由物体悬挂时产生的，它的大小与物体的垂直悬挂距离有关。
3. 弹性拉索的情况当拉索是弹性的时候，我们需要考虑拉伸和弹性回复所带来的影响。
弹性回复的力量可以根据拉索的材料弹性模量和拉伸量进行计算。
四、实际应用举例拉索索力计算在工程和科学领域中有着广泛的应用。
比如，在建筑领域，计算吊车起重机械的最大承重能力时就需要考虑到拉索的索力。
同样地，在物理实验中，计算悬挂实验样品所需拉索的索力也是非常重要的。
拉索索力的计算不仅需要考虑力学的基本原理，还需要考虑拉索的性质、受力分析和计算方法等因素。
只有准确理解和运用这些概念和方法，才能计算出准确的拉索索力。
无论是在实际应用中还是在学术研究中，拉索索力计算都扮演着重要的角色，并且对于确保结构的稳定和安全起着至关重要的作用。
13-3-3、-斜拉桥施工—拉索
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钢绞线拉索结构
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钢绞线拉索结构
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钢绞线拉索结构
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平行钢丝拉索与钢绞线拉索的比较
平行钢丝拉索与平行钢绞线拉索，在加工制作、运输、安装、受力 性能、防护性能、维护更换等方面各有优缺点，现比较如下。
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平行钢丝拉索结构
平行钢丝拉索 成品索断面图
平行钢丝拉索冷 铸镦头锚构造图
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钢绞线拉索结构
钢绞线拉索的结构体系由两端的锚固段，隐埋在塔、梁 内部的过渡段和外露部分的中间段三部分组成。
锚固段分张拉端与固定端，由锚环、锚圈、锚垫板、防 水装置，保护装置等组件组成；
过渡段组成与平行钢丝拉索相同； 中间段由钢绞线、内防护、外防护组成。钢绞线由7根
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平行钢丝拉索与钢绞线拉索的比较
7．拉索的造价比较 对于索长短于300m、索重轻于15000ks的拉索来说，两种型号拉索
的总体费用相差不大。对于超过上述长度与重量的拉索来说，受加 工场地、运输、吊装的影响，平行钢丝拉索的总体费用要超过钢绞 线拉索。 综上所述，两种拉索各有优缺点。20世纪七、八十年代，国际 上普遍采用平行钢丝拉索。从90年代开始，钢绞线拉索的应用发展 迅速，特别是欧美一些国家，受平行钢丝拉索加工制作及进口平行 钢丝拉索的限制而大量应用钢绞线拉索。平行钢绞线拉索的防护措 施与锚固体系在不断更新，我国在20世纪90年代后期也得到了一定 发展。
安装临时夹片、锚固、拆下牵引索，下放，牵引另一根
预紧张拉
大跨度斜拉桥拉索安全性分析方法研究
大跨度斜拉桥拉索安全性分析方法研究对斜拉桥结构安全性进行衡量的最为关键的一个标准就是运营期间斜拉桥斜拉索的安全性。
出于对斜拉索钢丝与高强拉丝不均匀性之间相互影响的考虑，本文立足于可靠度观点对桥梁运营条件下斜拉索安全系数的变化进行了分析，然后以此为基础对分析大跨度斜拉桥拉索安全性的有效对策进行了分析。
标签：斜拉桥；拉索；安全系数对斜拉桥结构安全进行衡量的重要指标就是运营期间斜拉桥斜拉索的安全性，由于钢丝本身的疲劳和锈蚀而导致断裂，这一现象是导致斜拉索受到破坏的关键原因，斜拉桥在使用期间的失效事故大部分都是由拉索失效引发的。
本文以某大桥斜拉索工程为例，对大跨度斜拉桥拉索安全性的分析方法进行了分析。
1.大跨度斜拉桥拉索强度模型分析大跨度屋盖中的索承体系、吊桥的吊索、悬索桥的吊索和主缆、斜拉桥的斜拉索等在对静荷载和动荷载进行承受的时候都采用了缆索。
通常在设计阶段将组成索的钢丝公称破断力加起来作为钢索公称破断索力。
但是因为在结构评估阶段需要对拉索承载力进行准确的计算，并且要对在增长的荷载作用下钢索出现的失效过程的复杂性进行考虑，对钢丝在承受荷载和变形的时候出现的索内断丝、腐蚀、交互效应等情况的综合影响进行考虑[1]。
2.采用Monte Carlo法对拉索强度进行估算首先，钢丝样本本构之间的关系：因为受到了试验设备条件的影响，一般从钢丝样本的室内拉伸试验中对拉索的强度进行研究。
在工程施工后期，分别选取其上游两个拉索中的长钢丝实施静力试验。
本文以试验结果为根据，选择两阶段模型对拉索钢丝的本构特性进行模拟，采用线性对第一阶段进行表示；采用简化成线性的方式对样本非线性后屈服特性进行表示。
尽可能少的控制点、计算更加方便、简单是简化钢丝将本本构关系时必须遵守的原则。
通过对E、εe、εu、σu 等四个随机变量的利用，以试验结果为根据对随机变量的统计分布参数进行确定，其中统一量均值和试验均值之比就是均值系数，标准差与均值之比就是变异系数[2]。
GME-拉索式换挡操纵系统设计规范
Cable Shift System for Manual Transmissions拉索式手动换档操纵系统一般性要求1 Introduction1介绍1.1 Scope. This specification outlines the technical specifications required for the cable shift system of manual transmissions. This specification applies to the assembly, specially to the shift lever knobs, to the mechanism, to the shift and select cables and to the shift lever boot (where applicable).1.1范围本技术规范概要性的描述了拉索式手动换档操纵系统的要求。
包括操纵系统总成，尤其是换档手柄，操纵机构，换档换位拉索以及防尘罩(如果使用)Stipulation of the functional and durability require-ments placed on gearshift mechanisms is necessary in order to ensure the quality and service lifetime of the parts supplied. The requirements contained in this specification reflect those minimum values which are necessary in order to be able to carry out regular evaluation of conformity with design engineering targets. These requirements are to be looked upon as being an addition to validation tests, dimensional inspectionand，and in process quality checks.为了确保质量和寿命，规定的功能和耐久性的要求是必要的。
桥梁拉索磁致伸缩导波检测技术标准
桥梁拉索磁致伸缩导波检测技术标准1.本标准规定了桥梁拉索磁致伸缩导波检测技术的要求和方法。
This standard specifies the requirements and methods for the detection of magnetostrictive guided wave in bridge cable.2.拉索磁致伸缩导波检测技术是一种用于桥梁拉索健康监测的重要手段。
Magnetostrictive guided wave detection technology is an important means for the health monitoring of bridge cables.3.本标准适用于各种类型的桥梁拉索磁致伸缩导波检测工作。
This standard is applicable to the magnetostrictiveguided wave detection of various types of bridge cables.4.检测人员应具备专业的技能和经验，严格按照本标准进行检测工作。
The detection personnel should have professional skills and experience, and strictly follow this standard for detection work.5.拉索磁致伸缩导波检测应在合适的环境条件下进行，以确保检测结果的准确性和可靠性。
Magnetostrictive guided wave detection should be carried out under appropriate environmental conditions to ensure the accuracy and reliability of the detection results.6.检测设备应该经过校准，并且符合相关的技术规范要求。
斜拉桥孔跨布局索塔拉索布置及结构体系
（1）在实体塔上交错锚固 在塔柱中埋置钢管，再将斜拉 索穿入和用锚头锚固在钢管上 端的锚垫板上。
（2）在空心塔上作非交错锚固 构造与实体塔锚固相同，但
需在箱形桥塔的壁内配置环向 预应力筋，以抵抗拉索在箱壁 内产生的拉力
• 将钢锚固梁搁置在混凝土塔柱内侧的牛腿上，斜索通 过埋设在塔壁中的钢管锚固在钢锚固梁两端的锚块上。 塔两侧相等
• 梁、塔、墩互为固结，形成跨度内具有多点弹性支承 的刚构。
优点： （1）既免除了大型支座又能满足悬臂施工的稳定要求； （2）结构的整体刚度比较好；主梁挠度小。 缺点:
(1)刚度的增大是由梁、塔、墩固结处能抵抗很大的负 弯矩换取来的，因此这种体系的固结处附近区段内主 梁的截面必须加大。 (2）为消除温度应力，需要墩身具有一定柔性，故常 用于高墩。
（1）塔较矮； （2）梁的无索区较长，没有端锚索； （3）边主跨之比较大； （4）梁高较大； （5）受力以梁为主，索为辅； （6）活载作用下斜拉索的应力变幅较小。
1 主梁构造
主梁的主要作用： （1）将作用分散传给拉索。 （2）主梁承受的力主要是拉索的水平分力所形成的轴压
力。 （3)抵抗横向风载和地震荷载，并把这些力传给下部结
有着很大的关系。
l主孔跨径一般比双塔三跨式跨径小，适用于跨越中小河 流和城市河道。
l边主跨之比为（0.5～0.8），但大多数为0.66。边跨大， 考虑拉索应力疲劳，中间设桥墩改善。
很少采用。因为中间塔没有端锚索来有效限制它的变 位。采用增加主梁刚度和索塔刚度增加了工程量。
活载作用时，往往边 跨梁段附近区域产生 很大的正弯矩，并导 致梁体转动。解决这 个问题，常用：
（3）密索体系主梁各截面的变形和内力变化较平缓，受 力较均匀；
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《 预左 技末 》 ２ ｏ １ ３ 年第２ 期总 第９ ７ 期
拉 索体 系相 关标 准 及 规 范 的研 究
庞 维林 黄 芳玮 闫云友 陈建 国
广西柳州
黄永玖
（ 柳州欧维姆机械股份有 限公司
５ ４ ５ ０ ０ ５）
摘 要 ： 通过对 国内和国际通用 的拉索体系标准及 规范进行研究 ，从对拉索索 体母材 的疲 劳性 能 、预应力 筋— —拉索锚具组件 的疲 劳性 能和水密性能所提 出的试 验条件等方面进行 比较 ，研究 各标准及规范 的共性 与差异性 。从各标 准及 规范对拉索体系各项性能要求 的比较 ，及 国际斜拉索规范 对拉索防腐体 系要求 的解 读 ，找 出我 国在斜拉索 标准与 国际规范 的差距 。结合 拉索体系 的设计 、制造 、检验 、安装及维护对各规 范
拉索体系的疲劳 Ｉ 生 能是考验拉索的使用安全
及 寿命 的重要 指标 ，是 拉索体 系 必须考 察 的关 键 项 目。这 些 标 准 、规 范 中对 拉 索 试 验 试 件 的规 格 、长度 、试 验技 术条 件 （ 如试 验 的应 力上 限 、 应 力 幅 、２ ０ ０ 万 次 循 环次 数 ）及 试 验验 收 标 准等
２ 几 个 关键 点 的 比较
对于拉索体系，其力学性能与防腐耐久性能
是 最 为关 键 的 因素 ，因此这些 标准 、规 范 中几乎 都 一 致 强 调 了一 些 重 要 的性 能要 求 ，如疲 劳 性
等 ），涵盖的内容比较单一 。而国外的这些规范
则包 含 了拉 索体 系 的设计 、制造 、检 验 、安装及
５ ％，低于其它标准 、规范要求的２ ％。再有 ，在
循 环 加 载 结 束 并 满 足 断 丝 率 的 情 况 下 ， ＧＢ ／ Ｔ
Байду номын сангаас
１ ８ ３ ６ ５ 没有就试验索提 出破断试验的要求 ，而其
２ ． １ 拉索体 系 的疲 劳性 能
个是关于钢丝拉索体系的Ｇ Ｂ ／ Ｔ １ ８ ３ ６ ５《 热挤聚 乙烯钢丝拉索技术要求 》；另一个是关于钢绞线
拉索体系的Ｊ Ｔ ／ Ｔ ７ ７ １ 《 无粘结钢绞线拉索技术要
求 》。国外 的规 范则 主要 有ｆ ｉ ｂ“ Ａ ｃ ｃ ｅ ｐ ｔ ａ ｎ ｃ ｅ ｏ ｆ ｓ ｔ ａ ｙ
ｉ ｎ ｓ ｔ ａ ｌ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ” 以及 Ｃ Ｉ Ｐ“ Ｃ ａ ｂ ｌ ｅ ｓ ｔ ａ ｙ ｓ Ｒ ｅ ｃ ｏ ｍ ｍｅ ｎ ｄ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ
ｏ ｆ Ｆ ｒ ｅ ｎ ｃ ｈ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｍｉ ｉ ｎ ｓ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ｃ ｏ ｍｍｉ ｓ ｓ ｉ ｏ ｎ ｏ ｎ ｐ ｒ ｅ ｓ ｔ ｒ ｅ ｓ ｓ ｉ ｎ ｇ ’ ’
标准规范
－ ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．
Ｐ ＲＥ Ｓ Ｔ ＲＥ Ｓ Ｓ ＴＥ ＣＨ Ｎ ＯＬ Ｏ ＧＹ ￣
．． ． ． — —
丝拉索体系的疲劳 ｌ 生 能要求 比国外其它标准 、 规 范要求低些 。首先其应力上限要求相对低些 ，为
０ ． ４ ｆ ｐ ｔ ｋ ，其余则要求为Ｏ ． ４ ５ ｋ 。其次 ，Ｇ Ｂ ／ ｒ １ ８ ３ ６ ５
只要 求轴 向疲 劳 ，而 其它 标准 、规 范除此 之外 均 考 虑 了拉 索 的偏 角要 求 。其 三 ，对 于２ ０ ０ 万 次循 环 结 束 后 ，Ｇ Ｂ ／ Ｔ １ ８ ３ ６ ５ 要 求 拉 索 的断 丝 率 小 于
都进行 了具体的规定。不同的标准 、规范要求如
表１ 所示。
（ 以下分别简称ｆ ｉ ｂ 、Ｐ Ｔ Ｉ 以及Ｃ Ｉ Ｐ ） 。国外 的这些规
范 不仅 是行业 协会 的一 些建议 ，在 工程 界也具 有
根据 上表 对 比可见 ，我 国Ｇ Ｂ ／ Ｔ １ ８ ３ ６ ５ 中对钢
极高的权威． １ 生， 被广泛接受和认可 ，并将这些规
他标 准 规范提 出拉 索经 疲劳试 验后 ，还需 通 过破
维护等要求 ，并且每个规范都将 不同类 型的拉
索体系纳入其 中，从而使整个 规范更加全面而
细致。
断试验 ，如锚 固效率大于９ ５ ％ 标准破断力或９ ２ ％
实际破 断 力 ，则试 验结 果 才可判 定 合格 。 另外 Ｇ Ｂ 厂 ｒ １ ８ ３ ６ ５ 对 于疲 劳试 验应 力 幅 的要求 只是规 定 了幅值 的上 、下 限 ，没 有 固定 的 幅值 ， 其 它 标 准 均 设 有 固 定 幅 值 （如 ２ ０ ０ Ｍ Ｐ ａ 或 １ ４ ０ ＭＰ ａ ），因此 当钢 丝 的强度等级 不 同时 ，其疲
中相关条款 的合理性及可操作性进行分析 ，对这些标准 的执行 或修订提出一些思考 。 关键词 ： 拉索 试 验方 法 规范 疲 劳 性能 水密性试 验
１前 言
目前 我 国关于拉 索体 系 的标 准 主要有两 项 ，
一
能 、防水 密封 性能 等 。这 些性 能要求 在不 同的标 准 、规 范 中的参数 指标 有所 区别 ，下面对 它们 进 行 一些 比较 分 析 。