混凝土自锚式悬索桥吊索张拉优化研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com42世界桥梁2014，42(2)混凝土自锚式悬索桥吊索张拉优化研究乔朋，狄谨(1．长安大学建筑工程学院，陕西西安710061；2．长安大学公路学院，陕西西安710064)摘要：广两钦州于材大桥为跨径布置(65+158+65)m的双塔三跨混凝土自锚式悬索桥，采用先梁后缆法施工。为保证施丁过程中的安全性和经济性，采用“相邻索同步张拉的依次张拉法”，提主跨吊索从塔柱向跨中张拉和从跨中向塔柱张拉2种方案。建立非线性有限元模型，对体系转换过程中吊索、主梁、桥塔的内力和变形进行分析，并根据张拉批次、接长杆数量和长度、千斤顶数量及鞍座顶推次数等进行经济性比选分

2、析，确定适合该桥的体系转换施T方案。研究结果表明：主跨吊索选择从跨中向塔柱依次张拉的方案，在不增加施丁千斤顶数量的前提下，避免了全桥吊索分级多次张拉带来的不便，提高了体系转换施T效率。体系转换完成后桥梁的线形和内力均满足要求，张拉方案的实际应用效果良好。关键词：自锚式悬索桥；混凝土结构；体系转换；吊索张拉；方案优化中图分类号：U448．25；U443．38文献标志码：A文章编号：1671—7767(20l4)02—0042—051前言吊索从塔根部向梁端依次进行张拉，且每根吊索张自锚式悬索桥施工时一般采用“先梁后缆”的施拉次数不超过3次【。与分批次、多轮张拉的方案工顺序，即先架设加劲

3、梁，然后架设主缆，再安装张相比，平胜大桥的吊索张拉过程需要千斤顶和接长拉吊索实现体系转换l。根据无应力状态控制理杆的数量较少，相对更便于施工，但这种方案是否适论，当成桥状态确定时，各构件的无应力长度和曲率合混凝土主梁的自锚式悬索桥有待研究。本文以广为确定值，其中吊索的无应力长度也是确定的；反过西钦州子材大桥一双塔三跨混凝土自锚式悬索桥来，只要体系转换过程中保证吊索按照无应力长度为例，建立非线性有限元模型对体系转换过程中的安装，不管张拉顺序如何都可以达到最终的成桥目吊索张拉方案进行优化研究。标状态¨j。但是，受张拉设备承载力和T作空间限制，同时考虑结构局部受力的安全性，很难采用所2工

4、程概况有吊索一次张拉到位的施T方法。因此，为保证主子材大桥主桥为塔梁分离、半飘浮体系的混凝梁、塔柱、吊索内力不超限，必须确定吊索的合理张土自锚式悬索桥，跨径布置为(65+l58+65)m，吊拉顺序和张拉力，制定满足施丁和设计要求的最优索间距为6In，桥塔为矩形截面的双柱型塔，主跨及化方案。边跨为悬吊结构，主梁采用预应力混凝土双边主箱国内学者依托实际T程对自锚式悬索桥的体系梁断面和单箱多室箱体断面，中跨设计矢跨比为转换展开研究，提出了各种吊索张拉方案。绝大多1／6，标准梁高2．24m，顶宽35．5m。子材大桥总数采用的是全桥吊索“分级多次张拉”的方案，如湖体布置示意如图1所示。州市飞

5、凤桥主桥分3次全部张拉到位，其中跨中附主桥采用先梁后缆的施工工序：先进行混凝土近9对吊索需要3轮反复张拉调整[3；成都清水河桥塔和预应力混凝土箱梁的施工，然后进行索鞍定自锚式悬索桥的吊索从塔根部向梁端分4轮张拉到位和主缆架设，最后安装索夹并进行全桥吊索张拉位，其中16对吊索需要4轮反复张拉调整J；万新施工，完成体系转换达到成桥状态。大桥的全桥吊索分4轮张拉，优化后的接长杆数量为3O根J；天津富民桥主桥的全部吊索分3轮张拉3吊索张拉控制原则调整可完成体系转换j；而主跨为350m、采用钢箱确定吊索张拉方案时，不仅要考虑结构内力的主梁的佛山市平胜大桥选择的张拉方案略有不同，安全性要求，还

6、应兼顾施T方案的经济性。根据混收稿日期：20l30905作者简介：乔朋(1982)，男，讲师，2003年毕业于长安大学桥梁工程号业，1学学士，2006年毕业于长安大学桥梁与隧道丁程业，【学硕士，2009年毕业于长安大学桥梁与隧道工程专业，工学博士(Email：qiaopeng@chd．edu．cn)。学兔兔www.xuetutu.com混凝土自锚式悬索桥吊索张拉优化研究乔朋，狄谨43西侧东侧中跨跨中中心线位：m图1子材大桥总体布置示意凝土自锚式悬索桥的特点，对吊索张拉方案进行比张拉。其中，M1～M7吊索张拉力较小，均可根据选时应遵守以下基本原则q]：成桥阶段吊索索力无应力长度一次张

7、拉到位，其它吊索一次张拉到位均匀；体系转换过程中，主梁、塔柱的应力和吊索索时的对应张拉力均大于4000kN，故可采用同时张力不能超限；千斤顶的数量少，吊索张拉力满足最大拉相邻吊索使张拉力减小。该方案M8～M13吊索吨位要求；接长杆数量少、长度短；张拉工序少、施丁张拉时，需同时张拉相邻另外2根吊索才能满足索工期短。力要求。根据施工单位具体要求，在确定该桥吊索张拉(2)方案二：中跨吊索从跨中向塔柱依次对称张拉。其中，M13～M10吊索可一次张拉到位，方案时要求：张拉千斤顶