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《某钢管混凝土拱桥拱肋悬索吊装施工中的扣索计算》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。
1、某钢管混凝土拱桥拱肋悬索吊装施工中的扣索计算第13卷第1期2004年3月湖南城市学院(自然科学版)JOURNALOFHUNANCITYUNIVERSITY(NaturalScience),b1.13No.1Mar.2004某钢管混凝土拱桥拱肋悬索吊装施工中的扣索计算王灿辉.一,周先雁,金文成,陈湘亮(1.华中科技大学土木T程与力学学院,湖北武汉430074;2.湖南城市学院土木工程学院,湖南益阳413000;3.中国建筑第五工程局第五公司,湖南长沙410000)摘要:斜拉扣挂施工中索力计算复杂.根据"零弯矩法"概念,推导出拱肋节段吊装中各施工阶段扣索索力的计算公式.此方法可计算任
2、意多段扣索索力,既可计算拱肋在施工过程中各节段临时铰接情况,又可计算各节段固接情况,计算简便,适于编程.计算中对拱肋自重采用积分法计算,避免了常用的简支梁模式计算中重心偏离的误差.并将此方法进行了具体应用.关键词:零弯矩法;索力;节段铰接;节段固接;自重;积分求矩中图分类号:U445文献标识码:A文章编号:l672—7304(2004)0卜0007—03益阳资江三桥是连接益阳城区桥南与桥北的一座特大型城市桥梁.该桥主桥全长559m,其中主孑L长318m,跨径组成为96m+108m+96m(净跨),是3不等跨桥面连续钢管混凝土中承式拱桥,主桥立面图见图1.主桥主孑L共有6片钢管拱肋
3、,其中,中孑L跨径为108m,净矢跨比为1/4.0,由2l300mrm<14mm钢管焊接成截面高度为2.8m的哑铃形二次抛物线拱,中孔设置有2片分离式钢管混凝土拱肋,2肋中心距21.3m,2肋间设有5道X型空间钢管格构横撑.拱肋施工采用缆索吊机加扣索的方案进行空中无支架悬拼拼装.每片拱肋分3段吊装悬拼,最大吊重500kN.该桥施工过程中因吊装质量大,对吊装过程中的扣索索力计算要求更高.在施工中的索力计算中总结出了"零弯矩法".精度更符合工程要求.1扣索索力计算工程上扣索索力多为手工计算,笔者应用"零弯矩法"来计算各施工阶段扣索索力.所谓"零'时%80600弯矩法"也就是指通
4、过张拉扣索,人为地调整斜拉扣索索力,使各拱肋节段在接头处的弯矩为零,视节段为铰接,采用节点力系平衡原理,逐段递推求解各接头弯矩为零时的各阶段索力.该方法能满足拱肋在吊装过程中节段之间采用临时铰接接头弯矩的实际计算图示,也能适应于拱肋节段吊装过程中固接(焊接)的情况,因为即使焊接也可以通过张拉扣索人为地调整斜拉扣索索力使接头弯矩为零.该方法的优点还在于运用积分方法精确计算自重力矩,避免求解节段重心,且力臂长度计算精确,适用于任意多段拱肋吊装的索力计算;而工程中过去常用方法是将曲线梁简化为斜直梁简支于各节点上,由于重心的偏差使计算存在误差.1.1计算公式推导1.1.1各段拱肋对接点的
5、自重弯矩与自重剪力设拱肋横截面面积为A,容重为,.,拱肋分为若干段施工,现从拱肋①号节段上取出一个微元段出(图2),微元质量为出.r.A,微元距拱顶r的水平距离为.为拱桥计算跨径,为微元∞dd600%00600●●图1主桥立面图收稿日期:2004—01—05作者简介:王灿辉(1973一),女.湖南桃江人,讲师.硕士生.主要从事桥梁施工控制技术研究与应用8湖南城市学院(自然科学版)2o04年第l期段距拱顶截面的水平距离系数),则节点i,到拱顶的距离为?L,?;拱肋其余各段分段点参数取值相同.如图3所示,则各段拱肋所划分的所有微元对节点f的力矩为=~/1x-r.??一?,可得=等?,
6、.?(一)?i_d.(1)图2从拱肋①号节段上取图3所有微元对节点f的力矩出一个微元若拱肋为等截面,则式(1)可改写为等胎-硒;(2)当为抛物线拱时,M可以进一步简化为—A"L2(,.I—2),(3)丽:廊.同理可以求出节段①的自重;~Ax-r出=_d.对于等截面抛物线拱,??r/2?S,(4).=√1+77d,其中,伪拱肋计算矢高,77:兰.1.1.2各施工阶段索力采用力矩平衡原理,对各节点进行受力分析,由此可得出各施工阶段不同受力状态下的索力.(1)取①节段分析,对节点i有ZM:0,推导出索力通式+∑女'X1^+'厶一Hhl一-V,?X,=0其中,=COS,,=,sint~,
7、.由此求得1扣索拉力=丝±'X+?L.一H,hynCOS+X"sint~(5)式中,为节段①自身恒载到节点珀勺力矩:Ot为节段①自重;为作用在第①节段上的其它荷载,如肋间横系梁,临时横系粱或其它施工荷载;为距节点朋勺水平距离;为不同施工阶段①节段上斜拉扣索的张拉l力;为斜拉扣索水平倾角;,.,.为在总体坐标中l扣索到节点的水平距离和竖向距离;L.,h.为在总体坐标中①节段的水平投影长和竖直投影长;,H,,Vj,H,为作用在①节段接头f,.,上的竖向力和水平力,它由上一节段传递而来
