无应力状态控制法在斜拉桥并行作业中的应用.pdf

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1、无应力状态控制法在斜拉桥并行作业中的应用万淑敏59无应力状态控制法在斜拉桥并行作业中的应用万淑敏(西南交通大学土木工程学院，四川成都610031)摘要：现代大跨度斜拉桥施工工序繁多、体系转换复杂，在其施工控制中若以索力为控制依据，因施工临时荷载变动、温度变化、混凝土收缩徐变的影响，难以实现多工序并行作业。为此，无应力状态控制法利用相对稳定的无应力索长作为控制量，可避免桥面荷载和其它索力调整对目标索索力的影响，为并行作业提供了条件。基于结构力学的力法方程，分别采用索力控制和索长控制2个过程，分析了荷载移动和调索顺序对结构内力、位移的影响，在理论上论证了该方法应用于并行作业的正确性；并通过实例计

2、算，证明了该方法的可：性与优越性。关键词：斜拉桥；分阶段施工；施工工序；无应力状态控制法；并行作业中图分类号：U448．27；U445．4文献标志码：A文章编号：1671—7767(2012)04—0059—051引言学相容关系——无应力状态量，从本质上将2种索缆索承重桥梁因其跨越能力突出，在跨越河流、力变化区分开，为并行作业的实现提供了前提条件。高深峡谷等特殊地形及近海工程中有着很大的优本文通过理论推导和工程实例进一步证明了无应力势。近年来随着高强、轻质、耐久性材料的发展，桥状态法在斜拉桥并行作业，辛应用的可行性。面系结构越来越轻柔纤细，使得缆索承重桥梁的跨越能力进一步提升。一般的连续梁桥

3、、连续刚构桥2理论依据在一定的施工方案下，结构的恒载内力是确定的，不2．1无应力状态控制法能通过结构的内部调整改变恒载状态。而缆索承重图1所示状态a和状态b对应斜拉桥施工过程桥梁中的拉索是一种主动受力构件，可以通过调整中的2个工序状态。状态a和状态b的索力变化受拉索索力改变结构的内力，实现恒载内力的优化或斜拉索的主动调整与荷载增量的影响。根据分阶段得到人为指定的内力状态[1]。此类桥梁由于跨度施工桥梁结构的力学平衡方程，图1结构状态a、状较大，施工工序繁杂，力学计算模式不断变化，随着态b的平衡方程分别为：恒载的增加、桥面施工荷载的位置变化，为得到合理Ek]{)一{P)+{l。}(1)的内力状

4、态，必然存在着大量的调索过程。如果这Ek]{)一{)+{z。}(2)些调索过程可以与其它工序并行作业，则可大幅度T1～T4P1节省工期。作为缆索承重桥梁之一的斜拉桥其传统的施工计算方法采用倒退分析法，施工控制参数为索力。索力变化的原因有2种：一种是由于荷载变化(包括(a)状态a施工荷载变化、温度变化、混凝土收缩徐变、其它斜P2拉索主动的调索)引起的索力变化；另一种是人为主动张拉拉索引起的索力变化[3]。因此，若以索力作为斜拉索索力调整的控制依据，必须严格控制、区分这2种索力变化的原因。然而传统方法无法区(b)状态b分斜拉索主动张拉与荷载变化的相互干扰，这是导图1斜拉桥魄工中间状态致全桥调索以

5、及多工序并行作业几乎无法实现的原式(2)一式(1)得：因口]。而无应力状态法找到了分阶段施工桥梁任Ek]{一)一{P一P1)+{z。一z。}(3)意2个施工状态之间的本质变化量、一种稳定的力由式(3)可以看出，结构内力和位移的变化只与收稿日期：2012—0312作者简介：万淑敏(1987一)，女，2010年毕业于山东交通学院土木工程专业，工学学士(E-mail：wanshumin@my．swjtu．edu．cn)。6O世界桥梁2012，40(4)两状态之间荷载的变化量和斜拉索无应力长度的变3工程实例化值有关，与调索的次序、荷载变化与调索的先后无3．1工程概况关_3l4]。武汉二七长江大桥是武

6、汉市二环线的重要过江2．2算例证明通道。距上游的武汉长江二桥3．2km，距下游的武图2所示为简单的索梁结构。分2步由初状态汉天兴洲公铁两用长江大桥约7km。桥面设计为变化到终状态[图2(a)]，先张拉DB索，再移动荷载双向8车道，荷载等级为公路一工级，正桥采用三塔P，得到该步索力增量为：斜拉桥形式，桥跨布置为(90+160+2×616+160+△T而AL90)m(见图3)。90ITI边跨主梁采用等高预应力混L．√2L凝土梁，其余梁段采用双工字形钢主梁与混凝土板丽十共同受力的结合梁。荷载P移动至C点，得到该步索力增量为：3．2分阶段施工斜拉桥几种并行作业J~Phr武汉二七长江大桥边跨90m混凝

7、土梁采用满△Tz一而4EI堂支架法施工，预应力张拉在中跨合龙后进行；160L。．√2L面十丽133边跨在落地支架上一次完成。两中跨采用悬臂则从初状态到终状态，经过DB索主动张拉和荷载拼装的施工方法，由中塔向两侧、由边塔向中塔悬P从B点移动到C点2个步骤，斜拉索索力改变拼，最后实现中跨合龙。悬臂施工时紧接0号块的值为：前2个施工阶段吊装1个主梁节间，其余每个阶段V'2PhLz吊装2个主梁节间。悬臂拼装阶段标准梁