南浦大桥内力调整施工监控技术研究

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1、2013年1月第1期城市道桥与防洪管理施工8l南浦大桥内力调整施工监控技术研究邓一楠(上海久事置业有限公司，上海200092)摘要：该文结合南浦大桥内力调整工程，探讨了斜拉桥通过局部索力调整以消除基础均匀沉降产生的附加内力的施工监控技术，在施工全过程实现了对索力、主梁应力和主梁挠度等三个主要技术指标的实时控制。通过频率法、伸长量，以及油压表等三种手段确保斜拉索索力调整量符合设计要求，主梁应力和挠度的监测结果显示不均匀沉降对主粱的附加弯矩得到了有效释放，达到了改善结构受力的预期目的。关键词：斜拉桥；内力调整；索力控制；施工监控；南浦大桥；上海市

2、中图分类号：U441文献标识码：B文章编号：1009—7716(2013)01—0081—03主梁跨中区域产生的不利于结构安全的附加弯1工程概况矩。图2为索力调整区域示意图，表1给出了拉索南浦大桥是上海市区第一座跨越黄浦江的特索力调整范围和索力值。大型斜拉桥，于1991年建成通车。东接浦东南路及杨高路，西接陆家浜路与中山南路，总长8629m，：一：；索力调蔓鲢域t中晦9～22号囊：设计通车能力为5万pcu／d，大桥由主桥和东、西●：I：引桥等三部分组成：主桥长846m，为全漂钢一混凝土叠合梁斜拉桥，宽3O．35m，中孔跨径423m，圈2索力调

3、整区域示意图主塔高154m，桥下通航净高46m。表1索力调整值一览表(单位：kN)南浦大桥在运营过程中一直对其进行定期检WRN22WRN21WRN20WRN19WRNl8WRN17WRN16索号测，现有数据表明，大桥浦西主塔沉降达416．44mm，WRS22WR$21WRS2OWRS19WRSl8WRSl7WRS16调整值60O60O600600550500450浦东主塔为157．78mm，累计差异沉降达258．66mm，WRN15WRN14WRN13WRN12WRNl1WRNl0WRN9按平均沉降量计，差异沉降速率为14．37mm／a(见索

4、号WRS15WRS14WRS13WRS12WRS11WRS10WRS9图I)。图1南浦大桥主桥沉降现状图分析认为：“大桥浦西和浦东部分都处于整体注：袁中增加张拉力为正，减少张拉力为负，每组索上下游沉降状态。浦西主引桥各桥墩绝对沉降值之间的索力调整值相等，表中数字为上下游调整值之和。差异沉降最大为29．73mm，浦东为28．53mm，而2理论分析及测点布置浦西和浦东主塔之间的差异沉降已经达到了采用MIDAS建立全桥模型进行分析，钢主梁、258．66mm。造成大桥浦东浦西差异沉降的主要原因是上海地势的整体下降。”横梁采用梁单元离散，混凝土板采用板

5、单元模拟，拉索采用等效弹性模量直杆单元(考虑垂度影响)。2011年l2月到2012年1月，通过局部索力的调整优化全桥特别是主梁跨中区域的受力。基计算模型如图3所示。本思路是增加中跨浦西侧9～22号索索力，并同时减小浦东侧9～22号索索力，每组索(同一编号的上游侧与下游侧索为一组索)索力的改变最大为700kN。通过逐步地调整索力，消除不均匀沉降在收稿日期：2012一l1—14作者简介：邓一楠(1982一)，男，上海人，工程师，从事大桥管图3计算模型理工作。理论计算表明，在内力调整过程中，主梁应力2013年1月第1期城市道桥与防洪管理施工83计理

6、论计算值为97mm，实测值与理论值基本吻-．-调索前后实澍索力差值OOO帆0虬0亡；O啪0mO讥00弧-·调索前后理论索力差值—／合。4．3主梁应力一一主要通过监测钢主梁下缘应力变化来反应主—

7、--——／梁弯矩的变化量，在考虑温度修正后，索力调整在浦西侧和浦东侧钢梁底缘产生的最大应力实测值图8索力变化量实测与理论值比较曲线图(一)分别为一19．4MPa和20．4MPa，与设计给出的沉-．-调索前后实测蜜力第信—^·一降产生应力理论值相叠加后，应力值分别下降到··-_调索前后理论索力差值r／’4．5MPa和一6．1MPa(见表2)，使不均匀沉降

8、而导，。．．致的主梁跨中区域应力得到了有效释放，释放比1'，’，．

9、，例分别达81．2％(浦西侧)和77．1％(浦东侧)。5结语图9索力变化量实测与理论值比较曲线图【二)西侧4号索(A33和B33测点)之间，其他区域的(1)索力调整过程中，通过频率法、伸长量和主梁挠度很小，与理论计算比较吻合。油压表三种手段来控制张拉过程，至少有两种方根据施工过程中的实际温度变化和索力调整法的测试数据吻合才认为拉索索力调整到位。除值进行了全过程的分析计算，索力调整完成后调个别索由于退扭等原因造成伸长量不可信以外，索产生的主梁挠度和运营过程中不均匀沉降产生调整的

10、索力基本都保证了伸长量实测值与频率法的主梁挠度基本抵消，相关曲线绘于图10和图11实测值相吻合。索力调整完成后，全桥拉索的索力变中，说明此次调索达到了抵消主梁跨中区