大跨度部分斜拉桥施工控制温度效应影响研究

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1、2014年9月第9期城市道桥与防洪管理施工207大跨度部分斜拉桥施工控制温度效应影响研究孙建渊，尹成章(同济大学桥梁工程系，上海市200092)摘要：温度效应是大跨度桥梁施工控制的影响因素之一。通过建立大连市长山大桥Midas模型，分别模拟桥梁构件整体升温、桥梁构件局部温差对大跨径桥梁斜拉索索力及主梁挠度的影响。通过对桥梁主桥斜拉索，主梁上、下缘，桥塔、大气温度的连续测量，以及在相应时间段监测关键斜拉索索力变化及主梁关键截面的挠度变形，并根据理论模拟研究及现场实测可知，温度效应对大跨度部分斜拉桥施工控制影响较大。从温度效应的影响考虑，对大跨度部分斜拉桥施工及测量提出

2、可行性建议。关键词：部分斜拉桥；施工控制；温度效应；主梁挠度；斜拉索索力中图分类号：U445文献标识码：B文章编号：1009—7716(2014)09—0207—05梁。主桥为540m双塔双索面部分斜拉桥，桥梁净0引言高27．43m。主桥两墩的编号分别为14#墩、15#对于大跨径桥梁，施工中每个工况的结构状墩，结构布置如图1所示。在施工控制中，该部分斜态要达到设计所确定的理想目标，但要得到比较拉桥的监控要求是主梁各个节段标高的允许误差准确的控制调整量，必须充分考虑施工过程中各在±20mm以内，斜拉索索力的偏差不大于±5％。个参数值的影响，其中温度效应就是大跨度桥梁2

3、温度效应模拟分析施工控制的一个影响因素。对于悬臂施工的大跨径部分斜拉桥施工控制，尤其是桥梁结构处于大该桥采用桥梁结构分析软件Midas进行计算悬臂结构状态时，温度效应对主桥的斜拉索索力模型建立。长山大桥为双塔双索面部分斜拉桥，每及主梁悬臂端的挠度影响十分明显12]。大跨度部个桥墩共有31个施工节段，两墩采用同时对称悬分斜拉桥的理论索力及理论标高是在设计基准温臂施工。在计算模型的建立中，为了与实际的测量度下计算得到的，但实际施工过程中结构的温度相对应，选取悬臂端长度较大的结构状态。在主梁是随时间变化的，在施工工程中，斜拉索索力变化26#块现浇段浇筑完成，主梁C15#索

4、张拉完成后与主梁挠度的变化相互影响，并最终影响桥梁的的结构状态时(26#块及C15#索的位置如图1所受力，因此必须考虑由实际施工温度与计算温度示)，对该状态下的悬臂结构进行分析，Midas分析差异引起的斜拉索索力及主梁挠度的变化模型如图2所示。在混凝土部分斜拉桥中，温度效应主要表现为了研究桥梁整体升温、索梁温差，以及主梁在三个方面：第一，斜拉桥各构件之间的温差效温度梯度对悬臂端主梁挠度及斜拉索索力的影应，如索梁温差等；第二，主梁截面不同部位的温响，考虑到当时夏季的施工环境温度及施工计算度效应，如主梁上缘和下缘的温差；第三，各构件模拟的基准温度，将桥梁结构各构件温度分

5、别均受大气环境影响而产生的自身温差效应，这其中匀升高2．5cI=、5cI二、7．5℃、10℃、12．5℃、15cI=又包括季节性温差和日照温差【】。因此，在施工过来模拟整体升温的温度效应，将斜拉索温度分别程中，必须对温度效应引起的索力变化和主梁挠升高2．5℃、5℃、7．5℃、10℃、12．5℃、15℃来度变化给予足够的重视，严格控制主梁续形和斜模拟索梁温差的温度效应，将主梁温度梯度(上缘拉索索力[7,81，将温度效应对结构施工状态的影响温度大于下缘)设为2．5℃、5℃、7．5℃、1O℃来降至最低。模拟温度梯度的效应影响。分别在这3种温度效应下计算得出悬臂端关键截面的

6、挠度及斜拉索索1工程概况力的变化值。计算结果表明，边跨和中跨的挠度变大连市长山大桥主桥桥孑L布置为140m+260m+化差别不大，两侧斜拉索索力变化值差值几乎为140m，采用塔墩梁固结的连续刚构部分斜拉桥体零，挠度变化值及斜拉索变化量如图3、图4所示。系。主梁为预应力混凝土单箱三室流线型扁平箱2．1整体升温的影响季节温差又称年温差，季节温度的变化会使收稿日期：2014一o4—18作者简介：孙建渊(1966一)，男，山东青岛人，副教授，硕士研桥梁构件整体的温度发生改变。从整个模拟分析究生导师，研究方向为混凝土桥梁。208管理施工城市道桥与防洪20I4年9月第9期段l＼

7、加∞印加∞O∞∞∞∞∞∞∞∞∞图1大连市长山大桥结构布置图(单位：cm)图2Midas软件分析模型2．2局部温差的影响局部温差是南斜拉桥各构件之间的温差效应(索梁温差等)和主梁截面不同部位的温度效应(主梁上缘和下缘的温差)构成。随着大气的温度变化，斜拉桥各个部分对温度所表现出来的敏感程度也存在着巨大的差异。斜拉索是南钢丝制成，其温度变化比较均匀，对温度的敏感程度也比较2．55．O7．5l0．0l2．515D高，而主梁的温度场分布复杂，随温度的变化表现明显的滞后性，且受光表面和构件内部呈现出较温度变化／℃大的温度梯度。主梁梁高较高，一般是主梁上缘部图3温度效应对主