鋼桁架拱橋吊桿安裝及監(jiān)控工藝

摘要：文章以秦皇島市大湯河橋為例，較全面地闡述了鋼桁架拱橋吊桿（索）安裝、索力調(diào)整及施工過程中的監(jiān)控措施。

關鍵詞：鋼桁橋拱橋；吊桿安裝；安裝過程監(jiān)控

中圖分類號：U448 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）08-0096-02

1 工程概況

秦皇島市大湯河景觀橋為中承式鋼桁架拱橋，橋梁跨徑35+80+35=150m，中間拱為中承式，兩側(cè)拱圈為上承式飛燕形式，拱圈由上弦拱肋和下弦拱肋兩部分組成，之間采用焊接工字鋼連接形成平面桁架，與兩拱圈連接部分采用節(jié)點板栓接，橫橋向兩片拱肋之間采用橫撐連接。中跨下承式部分吊桿采用兩種形式，除6號吊桿采用外徑30mm的鋼拉桿外，其余均采用OVM.GJ15-3CR型鋼絞線整束擠壓拉索。

2 吊桿安裝工藝流程

吊（索）桿安裝需與橋面系配合施工，工藝流程如下：0#吊索【橫梁定位（位置、高程）→掛索→吊桿下端連接→復測標高是否達到設計要求→吊桿調(diào)整】→1#吊索【橫梁定位（位置、高程）→掛索→吊桿下端連接→復測標高是否達到設計要求→吊桿調(diào)整】→0-1#間縱梁焊接→（順序安裝吊索、橫梁、縱梁）→橋面系焊接→全橋標高復測→全橋調(diào)索→吊桿鎖定。

吊桿簡圖如圖1所示。

3 吊（索）桿安裝

將吊索水平運至橋面起吊位置，用升降車將組裝好的吊索豎直吊起，將上叉耳螺孔對準拱橋的拱肋板孔，用柱銷鎖緊；將下叉耳的螺孔對準橋面肋板孔，用柱銷鎖緊（以此類推分別安裝其余吊桿）。根據(jù)高程進一步調(diào)整調(diào)節(jié)套筒，使橋面完全達到設計高程后鎖緊螺母。

安裝注意事項如下：

（1）加強監(jiān)測工作，利用監(jiān)測數(shù)據(jù)分析施工現(xiàn)狀并采取相應的處理辦法。

（2）吊桿索在運輸過程中不能有損壞，尤其是HDPE外防護層。

（3）吊桿索安裝前要檢查牽引設備、吊具、支承架、牽引繩等機具是否有足夠的工作能力，各連接處要安全可靠。

（4）采用對稱調(diào)索，記錄要全面無誤。

（5）調(diào)索順序和橋面標高要符合設計和監(jiān)測要求。

4 吊索索力調(diào)整

吊索（桿）力的大小與均勻程度直接影響到橋梁成橋時的線性、各結構的內(nèi)部應力分布以及使用中的荷載效應，最終對橋梁的美觀、安全以及使用壽命起到十分關鍵的作用。

4.1 吊桿力調(diào)整

吊桿力調(diào)整的目的主要有以下3個方面：

4.1.1 使得橋梁的吊桿力與理論值相符，達到均勻的程度并達到設計要求。

4.1.2 橋梁線性平順，誤差符合規(guī)范要求。

4.1.3 結構內(nèi)力（桁架拱及主梁應力）分布均勻，在調(diào)整吊桿力過程中保證桁架拱及主梁的內(nèi)力不發(fā)生明顯的變化。

4.2 吊桿力調(diào)整步驟及方法

4.2.1 吊桿力的初步測量。吊桿力采用頻率式吊桿力動測儀進行測量。

4.2.2 理論計算。采用空間有限元分析程序MIDAS CIVIL進行理論計算，得到正常施工的理論吊桿力。再在模型中輸入初測吊桿力，經(jīng)過調(diào)整，在模型中使得吊桿力達到正常施工的理論吊桿力。

4.2.3 第一次調(diào)整吊桿力。吊桿力采用壓力傳感器及頻率式吊桿力動測儀進行測量。壓力傳感器用于吊桿張拉階段對張拉吊桿的吊桿力進行測定，同時對吊桿力動測儀的動測系數(shù)進行標定。頻率式吊桿力動測儀用于各調(diào)整階段已調(diào)整的吊桿進行吊桿力測定。擬定按照從兩邊對稱向跨中的順序?qū)Φ鯒U力進行依次的調(diào)整。目的是使得吊桿力初步接近設計要求，并得到準確的吊桿力實際值，對吊桿力動測儀完成系數(shù)標定。

4.2.4 第二次調(diào)整。由于已采集到準確的吊桿力實際值，在經(jīng)過模型理論計算后，對超出規(guī)范要求的吊桿逐一進行最終調(diào)整，使得達到設計要求，且保證吊桿力的均勻。完成此次的吊桿力調(diào)整工作。

5 過程中的監(jiān)控措施

5.1 吊桿力的監(jiān)控

吊桿力采用壓力傳感器及頻率式吊桿力動測儀進行測量。壓力傳感器用于吊桿力張拉階段對張拉吊桿的吊桿力測定，同時對吊桿力動測儀的動測系數(shù)進行標定。頻率式吊桿力動測儀用于對各施工階段已形成的吊桿進行吊桿力測定。

頻率式吊桿力動測儀由加速度傳感器、頻率采集儀和便攜式計算機組成。其原理是首先通過環(huán)境隨機振動法測定斜拉吊桿的振動頻率，然后按修正的振弦計算公式計算斜拉吊桿的拉力。

用環(huán)境隨機振動法測定吊桿的振動頻率。采用專用夾具將加速度計固定在吊桿上，以測定吊桿的橫向振動。測量時不必對被測吊桿進行人為激振，加速度傳感器將采集到的被測吊桿的隨機振動信號轉(zhuǎn)變成電信號經(jīng)激勵放大器放大后送到FFT信號分析儀中進行頻譜分析，得到被測吊桿的橫向振動頻率，最后由嵌入式中央微處理器綜合運算得到實吊桿力。

對于某一根確定的吊桿，式（2）右邊的w、l、g都是已知的，如果能確定fn，并確定相應的n，便可求得吊桿

力T。

測試工況：每根吊桿每次調(diào)整到位后對兩側(cè)相鄰3對吊桿進行測試。

5.2 主梁線性的監(jiān)控

在每根吊桿所在處橫截面的橋面上布設3個測點，分別位于橋梁中線及各距離中線2.5m處，在第一次張拉前對其進行測量，并在吊桿調(diào)整過程中實施即時監(jiān)控。全橋13對吊桿，故共布設39個測點。

5.3 結構應力的監(jiān)控

選取主梁最不利截面即跨中與中跨1/4截面處，共3個截面。應變計分別布設于此3個截面縱梁的上下緣及橫梁的上下緣處。在吊桿調(diào)整過程中，及時對應力進行測量，保證橫梁及縱梁的應力不發(fā)生突變，保證橋梁吊桿調(diào)整過程中的結構安全。

5.4 拱腳水平位移的監(jiān)控

按本橋的結構特點，橋面發(fā)生扭曲時對剛性節(jié)點影響最大，而本橋剛性最大節(jié)點位于4個梁拱的拱腳部位，故在吊桿力調(diào)整施工過程中，在此4個部位設置位移計（或千分表）觀測其水平向變化以控制施工。

6 結語

吊桿（索）施工完成后對全橋進行了靜力荷載試驗，通過測量橋梁結構在靜力試驗荷載作用下的變形和應力，確定橋梁結構在試驗荷載作用下的實際受力狀況滿足設計及規(guī)范要求，并通過現(xiàn)場加載試驗以及對試驗觀測數(shù)據(jù)和試驗現(xiàn)象的綜合分析，對橋梁結構做出了總體評價，為工程驗收提供了技術依據(jù)。

作者簡介：栗豐（1976—），男，河北秦皇島人，秦皇島市政建設集團有限公司工程師，研究方向：工程技術。

（責任編輯：葉小堅）