懸索橋張拉錨跨索股施工控制技術(shù)

李福如 王延忠

【摘要】結(jié)果表明：施工過(guò)程中應(yīng)將各索股之間的應(yīng)力差操控在150MPa以內(nèi)，塔頂相對(duì)偏位操控在5cm以內(nèi)，經(jīng)由輪回張拉后，成橋期間各索股實(shí)測(cè)索力與理論索力差值的最大值占理論索力的5%，索力均勻。施工過(guò)程中斷定的錨跨索股預(yù)留量為53cm，該預(yù)留量的計(jì)算方法儉樸、準(zhǔn)確。

【關(guān)鍵詞】懸索橋；張拉錨跨索股；施工技術(shù)；分析

引言：懸索橋張拉錨跨索股施工是指主纜架起期間，即基準(zhǔn)索股和通常索股的線形調(diào)整、加勁梁吊裝及橋面系鋪裝施工期間都在錨跨設(shè)置千斤頂分期間分批張拉錨跨索股，代替索鞍預(yù)偏分期間頂推索鞍施工，以糾偏施工中的索塔偏位。張拉錨跨索股懸索橋施工工藝與主纜、錨跨索股、主索鞍、散索鞍以及暫時(shí)散索設(shè)置等構(gòu)造有關(guān)，也與主纜線形、主纜張力、索股張力、主塔內(nèi)力等要素有關(guān)，并相互影響，構(gòu)造受力雜亂。若與常規(guī)索鞍預(yù)偏分期間頂推索鞍懸索橋施工比擬，其施工難度加大、構(gòu)造受力不確定要素多，施工操控技能雜亂。為此，這篇文章以某懸索橋?yàn)楣こ瘫尘埃褂脩宜鳂蛑骼|無(wú)應(yīng)力長(zhǎng)度不變準(zhǔn)則和施工操控理論，研究張拉錨跨索股懸索橋施工工藝和操控技能。

1.懸索橋張拉錨跨索股施工工藝

懸索橋張拉錨跨索股為主纜架起期間，基準(zhǔn)索股和通常索股的線形調(diào)整；第二是不斷的加強(qiáng)梁吊裝期間，糾偏主塔偏位。張拉錨跨索股是經(jīng)過(guò)張拉主纜索股錨頭的銜接拉桿，即主纜索股錨頭經(jīng)過(guò)兩根拉桿銜接于錨固銜接器，使用穿心式千斤頂穿入銜接拉桿，張拉索股銜接拉桿以到達(dá)張拉索股的作用。索股錨頭和錨固銜接器與錨旋中預(yù)應(yīng)力鋼絞線的錨具相連。為保證錨跨索股張拉施工安全，江兩岸四個(gè)錨跨索股必需一起同步對(duì)稱張拉。

2.關(guān)于錨跨索股張拉控制

2.1關(guān)于張拉預(yù)留量計(jì)算

為確保主纜架起時(shí)索股不在鞍座內(nèi)滑移，主塔構(gòu)造無(wú)過(guò)大的應(yīng)力，確保索股錨頭在張拉過(guò)程中有足夠的徑向行程，以及成橋的線形和內(nèi)力與規(guī)劃狀況相一致，主纜架起時(shí)必需核算錨跨索股張拉預(yù)留量以及斷定錨跨索股錨頭初始裝置方位。

由于橋塔與索鞍是持久固接，主纜在空纜和成橋狀況下的中跨和邊跨相對(duì)跨徑堅(jiān)持不變，依據(jù)無(wú)應(yīng)力索長(zhǎng)度不變準(zhǔn)則，可核算其空纜狀況邊跨的相對(duì)跨徑，斷定錨跨索股張拉預(yù)留量，即錨頭的初始裝置方位，以此來(lái)確保工程的質(zhì)量可以滿足有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的需求。

2.2關(guān)于錨跨索股張拉時(shí)機(jī)以及張拉值

張拉錨跨索股懸索橋施工時(shí)，錨跨索股張拉機(jī)遇和張拉值是張拉操控的樞紐要素。張拉機(jī)遇是指構(gòu)造在特定的受力前提下，為確保構(gòu)造安全，塔頂偏位達(dá)到限值進(jìn)行張拉。張拉機(jī)遇由塔頂容許偏位值操控。塔頂容許偏位的確定由以下因素歸納操控：第一是施工過(guò)程中索塔最晦氣截面的拉應(yīng)力不超限，且必需有必定的壓應(yīng)力安全儲(chǔ)備，索塔一直處于彈性作業(yè)狀況。第二是施工過(guò)程中必需確保索塔的不亂性，且有必定的安全系數(shù)。第三是索鞍傾角不能超過(guò)必定的限值，主纜和主索鞍一直處于彈性作業(yè)狀況。第四是糾偏及其他施工過(guò)程中，必需確保索鞍內(nèi)主纜索股不發(fā)生滑移。

張拉值是張拉錨跨索股以糾偏主塔位移量的錨跨索股位移量，它由索塔糾偏量操控，與構(gòu)造受力、線外形狀有關(guān)。由于懸索橋構(gòu)造為柔性構(gòu)造，具有幾何非線性、應(yīng)力剛度凸起的力學(xué)特色，索塔糾偏量與主纜張拉值之間長(zhǎng)短線性聯(lián)系，并與當(dāng)時(shí)構(gòu)造力學(xué)情況嚴(yán)密密切有關(guān)，所以要進(jìn)行當(dāng)時(shí)全部構(gòu)造的核算剖析才能斷定。核算方法是，將全部構(gòu)造當(dāng)時(shí)的構(gòu)造情況和加載情況輸入核算模型，并對(duì)猜想模型進(jìn)行批改，進(jìn)而可得出塔頂糾偏量與錨旋主纜張拉位移量之間的對(duì)應(yīng)聯(lián)系。

2.3關(guān)于錨跨索股分批分次的張拉情況進(jìn)行控制

依據(jù)索塔偏位斷定本次張拉量，在張拉過(guò)程中，為防止索股之間滑移和散索套前后索股滑移以及施工時(shí)期構(gòu)造安全，必需對(duì)全橋索股進(jìn)行一起同步張拉。為保證施工時(shí)期構(gòu)造安全及成橋狀況下內(nèi)力和線形與規(guī)劃抱負(fù)狀況相一致，必需對(duì)錨跨索股分批分次張拉進(jìn)行嚴(yán)格控制。

斷定索股間最大容許應(yīng)力差。懸索橋錨跨主纜一般是通過(guò)散索鞍或散索套對(duì)主纜索股發(fā)散并錨固于錨旋，選用張拉錨跨索股，是選用散索套發(fā)散索股，散索套對(duì)索股的緊箍力為必定值。主纜選用的高強(qiáng)平行鋼絲摩擦系數(shù)很小，索股間摩擦力也為必定值。當(dāng)單批張拉到必定值，索股間應(yīng)力差大于摩擦力時(shí)，索股間將泛起滑移，致使索股間的受力不一致，泛起滑絲、鼓絲或一部門索股受力等表象，影響成橋內(nèi)力，使線形與規(guī)劃狀況不相符。

2.4對(duì)錨跨索股張拉控制有限元的分析

懸索橋主纜和吊桿是大變形構(gòu)造，分階段張拉機(jī)遇、張拉量與塔頂偏位有一定的聯(lián)絡(luò)聯(lián)系，歸于幾許非線性。使用大型非線性有限元程序?qū)θ珮蚴┕と^(guò)程進(jìn)行仿真分析，預(yù)測(cè)塔頂偏位、加勁梁吊裝主纜內(nèi)力和線形，斷定主纜張拉機(jī)遇、張拉次數(shù)、總張拉值和錨跨索股每次分批次張拉量。有限元核算中主纜和錨跨索股選用只計(jì)受拉索單元模仿，橋塔選用混凝土梁?jiǎn)卧７拢觿帕哼x用板單元或自定義實(shí)截面的梁板組合單元模仿，主索鞍處主纜和主索鞍與橋塔的束縛聯(lián)系選用主從束縛模仿主纜、主索鞍與橋塔固接，模型中要思考主纜在主索鞍的觸摸疑問(wèn)。

錨跨張拉技術(shù)的懸索橋錨跨主纜是發(fā)散的，在散索鞍處以不一樣的角度發(fā)散索股。一起錨跨張拉技術(shù)為，在主纜架起期間設(shè)置暫時(shí)散索鞍，在張拉過(guò)程中散索鞍處設(shè)置暫時(shí)徑向支持，錨跨索股張拉完畢后，散索鞍處于自由狀況。錨跨索股、索股錨頭、散索鞍和暫時(shí)徑向支持構(gòu)成錨跨張拉系統(tǒng)，使用有限元程序?qū)埨到y(tǒng)空間模仿，進(jìn)行分批輪回張拉仿真剖析。索股錨頭和散索鞍處單元節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成部分坐標(biāo)系，使用模型中錨頭節(jié)點(diǎn)非零徑向位移束縛和零位移切向束縛模仿錨跨索股張拉，散索鞍IP點(diǎn)設(shè)徑向單向束縛模仿暫時(shí)支持。

在一定程度上利用有限元非線性程序中的生死單元功能以及相關(guān)的荷載步功能和重啟動(dòng)求解功能，在一定程度上進(jìn)行有效模擬分階段吊梁、分次張拉以及分批次循環(huán)張拉過(guò)程。針對(duì)懸索橋結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，其整體剛度在一定程度上是由結(jié)構(gòu)彈性剛度和幾何剛度（主纜重力剛度）組成的，其剛度會(huì)在一定程度上隨著加勁梁的吊裝主纜張力增大而進(jìn)行不斷的增大。所以，在有限元求解的過(guò)程中，必須設(shè)置幾何大變形和計(jì)入主纜應(yīng)力效應(yīng)的應(yīng)力剛化等主要參數(shù)，模擬懸索橋施工過(guò)程由于荷載增加會(huì)在一定程度上導(dǎo)致整體剛度增加的非線性求解。

結(jié)語(yǔ)：首先該懸索橋張拉錨跨索股施工技術(shù)在我國(guó)初次選用，其施工技術(shù)和施工操控比索鞍預(yù)偏技術(shù)雜亂，對(duì)施工全過(guò)程錨跨索股位移和索力、主纜內(nèi)力和線形、主塔偏位和應(yīng)力丈量操控需求嚴(yán)格。其次使用主纜無(wú)應(yīng)力長(zhǎng)度不變?cè)瓌t，核算主纜張拉預(yù)留量，辦法儉樸，核算正確。最終張拉錨跨索股施工對(duì)千斤頂?shù)仍O(shè)備需求較多，張拉投入較大，張拉工序較多，技術(shù)雜亂，在規(guī)劃實(shí)施中，應(yīng)對(duì)張拉錨跨索股施工技術(shù)與頂推索鞍施工技術(shù)進(jìn)行全部對(duì)比，擇優(yōu)挑選，以此來(lái)保證其工程的質(zhì)量可以滿意有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的需求。

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