大跨自锚式悬索桥吊索张拉与体系转换技术研究

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1、大跨自锚式悬索桥吊索张拉与体系转换技术研究袁明，王同民，黄晓航15大跨自锚式悬索桥吊索张拉与体系转换技术研究袁明，王同民，黄晓航。(1．中国中铁股份有限公司，北京100039；2．中铁大桥局集团第一工程有限公司，河南郑州450053；3．中铁大桥局集团有限公司，湖北武汉430050)摘要：为快速实现大跨自锚式悬索桥体系转换，以(160+406+160)m的双塔三跨自锚式悬索桥——桃花峪黄河大桥为背景，研究以吊索引出量控制为主、索力控制为辅的吊索张拉与体系转换技术。建立实桥有限元模型，计算吊索无应力长度，定义索头引伸出下锚垫板的长度值为引出量；采用引出量控制，从塔根向远离桥塔方向对称张拉

2、吊索(每次8组)，跨中几组吊索采取纵向相邻2组同时装千斤顶，在号吊索张拉的同时，预拉(+1)号吊索；进行主桥缩尺模型试验，对该方案进行验证及细节优化。研究结果及实际工程表明：采用该体系转换技术方案，主缆与吊索张力、临时墩反力、主梁应力计算值等均满足要求；缩尺模型实测应力、位移与有限元计算值吻合；主梁线形质量好，吊索索力精度高，快速实现了体系转换。关键词：自锚式悬索桥；吊索张拉；引出量；无应力长度；体系转换；长度控制；施工技术中图分类号：U448．25；U445．4文献标志码：A文章编号：1671—7767(2015)03一O015～051引言吊索，由109~5．0mm一1670MPa平

3、行钢丝组成，大跨自锚式悬索桥主缆锚固于主梁上，吊索张纵向基本间距13．5m，其中主跨29对，边跨各1O对。拉与体系转换过程复杂，索、梁、塔位移与内力变化焦作郑州。_。。。一——_———一160406．160大，对吊索张拉与体系转换技术的研究是大跨度自．19×13．5．11,428×13．5=3781,419×13．5锚式悬索桥顺利施工的关键。目前自锚式悬索桥多采用张拉力分级控制，多轮次反复张拉吊索，使索力逐渐趋于设计值[1]，或采用临时吊索、I}缶时地锚、临时斜拉索辅助、顶落梁等特殊方法进行吊索张拉与单位：m体系转换_2；最后进行全桥线形测量，并对全桥吊图1主桥立面布置示意索索力反复微

4、调，使实桥线形接近成桥目标线形。主梁高3．5m、宽39m，含主缆锚固段全长这一过程中，塔、梁、缆位移量大，且内力急剧变化，737．43m，分59个节段。标准节段53个，采用多点结构安全性差，主梁线形质量差。鉴于此，为减少张同步顶推法施工；主缆锚固段两端各3个，采用支架拉设备数量和装拆次数，保证吊索张拉与体系转换法安装。在吊索张拉前，钢梁完成合龙，由2个桥过程中的结构安全，顺利实现成桥目标状态，尤其是塔、2个边墩及O～6号共7个临时墩支撑(见图2)。保证主梁目标线形，在桃花峪黄河大桥工程中，结合I临时墩墩顶标高按成桥状态的梁底标高设置，位于有限元模型分析、缩尺模型试验等方法，研究以吊索引

5、出量长度值控制进行吊索张拉，在确保结构安全R一37000m竖曲线上]。前提下，快速完成体系转换的施工技术。3吊索张拉与体系转换技术研究2工程概况3．1吊索长度与引出量桃花峪黄河大桥主桥为(160+406+160)m双采用MIDASCivil建立全桥实桥计算模型，求塔三跨自锚式悬索桥(见图1)，采用2根主缆，主缆解成桥状态结构内力、线形和结构几何尺寸。根据横向间距36m，各由37—127~5．3mm一1670MPa成桥状态下吊索长度与索力，计算吊索无应力长度平行钢丝组成，主跨矢跨比1：5．8。主桥共98对(见图3)，并将吊索张拉时索头引伸出主梁下端吊收稿日期：2015一O1—14作者简介

6、：袁明(1976一)，男，高级工程师，1999年毕业于长沙铁道学院交通土建专业，获学士学位，2011年毕业于中南大学桥梁与隧道工程专业，获硕士学位(E—mail：mingyuan1215@126．com)。16世界桥梁2015，43(3)160与吊索在施工阶段的安全系数满足规范要求。主缆采用37束127~5．3mm高强镀锌钢丝，抗／＼主＼梁、＼空缆—／／／＼拉强度1670MPa，破断拉力173115．54kN。经计屙i50～}稿墩}墩}磊墩}湍墩{r=算，在吊索张拉与体系转换过程中，至二期恒载加载一_一I¨¨———tT完毕，主缆最大张力为53271．21kN。故在整个吊索张拉与体系转换

7、过程中，主缆安全系数K一3．25，有足够安全储备。吊索采用109~5．0mm一1670MPa高强镀锌丰l奉煮量搴一丑鹭吊索锚箱锚板底面、索螺母钢丝，每组2根，破断力为7148．3kN。经计算，在吊索张拉与体系转换过程中，每组吊索张拉力不得线l‘Hx(引出量)超过其破断力的0．5倍。————————————L一生!斗一：：：垒!．1按初拟的张拉顺序，主跨11号～14号吊索，一次张拉到引出量长度值，吊索计算张拉力大于吊索图3吊索无应力长度计算示意允