飞燕式钢管砼拱桥系杆与吊杆施工分析与控制（doc）

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1、2009年度优秀施工论文（技术总结）【飞燕式钢管砼拱桥系杆与吊杆施工分析与控制】飞燕式钢管砼拱桥系杆与吊杆施工分析与控制【内容提要】102国道跨伊通河大桥为主跨158m的飞燕式异型钢管混凝土拱桥，本文结合该桥介绍了钢管混凝土拱桥系杆与吊杆在施工中的关键问题。利用MIDAS软件模拟了主桥系杆施工的张拉过程，模拟中考虑了桩-土的相互作用对结构受力及变形的影响。提出了考虑张拉顺序时吊杆张拉力的计算方法，该方法可以满足各吊杆均匀张拉的原则，并以此确定了本文桥例的吊杆张拉力。通过比较考虑张拉顺序与未考虑张拉顺序时吊杆张拉长度的分析结果，证明了张拉顺序对吊

2、杆张拉力及张拉长度的确定有较大影响。【关键词】钢管混凝土拱桥、MIDAS、系杆张拉、吊杆张拉、张拉顺序1.工程概况1.1吊杆102国道跨伊通河大桥主桥共设16对吊杆，吊杆规格均为LZM7-61型，索体采用PES(FD)系列新型低应力防腐拉索（见图1）。该索体是采用双层HDPE防护的全防腐索体，双层HDPE之间设一隔离层，索体钢丝内注防腐油脂。吊杆索体规格为PES(FD)7-61，每根拉索均由61根Φ7毫米镀锌高强低松驰预应力钢丝组成。吊杆顺桥向间距6米，同一断面横桥向布置两根吊索，分别锚固在主拱拱肋和主梁钢锚箱内，主梁处为张拉端，其横桥向间距为

3、4.4米，主拱处为固定端，其横桥向间距为0.7米。标准抗拉强度为fpk=1670MPa。拉索锚具采用LZM7-61L冷铸墩头锚。图1吊杆、系杆布置图吊杆安装需要先把吊杆用吊车运到预定的位置，将吊杆用特制的连接头与钢丝绳联接，用卷扬机将吊杆吊至预埋管下，拱肋下工作平台上的人员将吊杆对正预留管口，点动卷扬机缓慢起吊（可以辅以倒链就位），直至吊杆提至拱肋上方，安放垫圈，拧上吊杆工作螺母，放下吊杆。如图2第7页共7页2009年度优秀施工论文（技术总结）【飞燕式钢管砼拱桥系杆与吊杆施工分析与控制】。固定端安放完毕后，钢箱梁上工作人员让吊杆下锚头顺利就位，

4、然后安装垫圈，拧上张拉端螺母。按设计要求张拉，使桥面标高达到设计要求。采用4台YCW200千斤顶对称同时张拉同一编号的吊杆，张拉以控制线形为主，控制张拉力为辅，如图3。图2吊杆安装示意图图3吊杆张拉示意图1.1系杆全桥在中央分隔带区域桥面上设置了6根水平系杆，两端锚固于边跨混凝土箱梁梁端横梁处梁顶锚体之上。系杆索体采用PES(FD)新型低应力防腐拉索，系杆索体与吊杆索体索体一样采用双层HDPE防护，双层HDPE间设置有隔离层，索体钢丝内注防腐油脂。索体规格为PES(FD)7-199，每个拉索均由199根Φ7mm镀锌高强度低松驰预应力钢丝组成，标

5、准抗拉强度为fpk=1670MPa。拉索锚具采用LZM7-199L冷铸墩头锚。系杆的张拉要严格按监控单位提供的张拉顺序进行张拉。安装撑脚、千斤顶和高压油泵，结合实际进度要求分阶段张拉。用2台650t千斤顶在两端进行同步张拉,张拉力控制为主，张拉控制以变形为辅。系杆张拉时虽能在张拉端较好地平衡拱脚水平推力产生的位移，但因其张拉位置较拱脚距离较远，导致中间区域（混凝土箱梁和V构）被动承受较大压力，施工时要对V构混凝土的受力情况进行监控。系杆减振器的安装应在张拉前进行，减少索力因预埋管偏位造成安装困难，如图4。由于桥面系、吊杆与拱肋之间组成超静定体系

6、，吊杆受力复杂，吊杆的张拉顺序对其最终内力影响较大，需要在施工前通过计算确定吊杆的张拉方案和张拉力。系杆和吊杆是整个拱桥体系中的重要部分，确定其施工方案和张拉力亦成为本工程的难点，因此需深入研究。本文采用大型通用有限元软件MIDAS/CIVIL2006建立了伊通河大桥主桥的有限元模型（见图2）。模型中拱肋、V构、承台、桥面系主梁以及桩体均采用梁单元建模，系杆和吊杆采用只能受拉的桁架杆单元模拟，桩土相互作用利用弹簧单元考虑。第7页共7页2009年度优秀施工论文（技术总结）【飞燕式钢管砼拱桥系杆与吊杆施工分析与控制】图4系杆张拉示意图图5伊通河大桥

7、MIDAS有限元模型1.系杆施工过程分析与控制系杆张拉力主要由拱桥在拱脚处产生的水平推力控制，在拱肋施工过程中，拱脚处水平推力随施加在拱肋上的竖向荷载变化而改变。为平衡拱脚处水平推力，需要根据施工顺序对系杆进行多次张拉，伊通河大桥主拱肋的施工顺序如表1所示。表1系杆张拉力计算结果施工顺序施工步骤施工顺序施工步骤施工顺序施工步骤1搭设主跨主梁（钢箱梁）支架8主拱支架脱空15涂装拱肋2吊装、焊接主跨主梁9灌注主拱肋混凝土16梁上支架拆除3搭设主拱支架10安装吊杆、张拉吊杆及系杆17安装桥面系及附属4吊装、焊接主拱11搭设稳定拱支架18张拉系杆5搭设

8、主跨主梁两侧支架12吊装、焊接稳定拱19涂装梁底6吊装两侧主梁梁段13安装横撑、斜撑20拆除梁底排架7穿系杆、初张拉14张拉系杆由以上施工步骤可知，伊