斜拉橋前支點(diǎn)掛籃施工過程模擬分析

趙曉晉，賀拴海，李 源，袁浩允

長安大學(xué)公路學(xué)院，舊橋檢測(cè)與加固技術(shù)交通行業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 陜西西安 710064

【土木建筑工程 / Architecture and Civil Engineering】

斜拉橋前支點(diǎn)掛籃施工過程模擬分析

趙曉晉，賀拴海，李 源，袁浩允

長安大學(xué)公路學(xué)院，舊橋檢測(cè)與加固技術(shù)交通行業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 陜西西安 710064

為明確前支點(diǎn)掛籃施工斜拉橋施工過程中掛籃變形及受力狀態(tài)，針對(duì)影響施工控制精度的節(jié)段施工中間張拉過程與前支點(diǎn)掛籃密切相關(guān)的問題，基于前支點(diǎn)掛籃受力分析及MIDAS CIVIL有限元模擬，提出中間張拉索力計(jì)算公式及掛籃參與整體受力變形的9步施工過程模擬分析方法，并與實(shí)際工程中結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)和變形狀態(tài)進(jìn)行對(duì)比分析.結(jié)果表明，根據(jù)這種施工過程模擬分析得到的施工預(yù)拱度、中間張拉過程理論高程及內(nèi)力狀態(tài)均滿足施工控制精度的要求，可用于指導(dǎo)實(shí)際工程.

結(jié)構(gòu)工程；斜拉橋；前支點(diǎn)掛籃；施工過程；施工控制；中間索力；模擬分析；變形和受力狀態(tài)；施工預(yù)拱度

預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋[1]的懸臂施工過程廣泛應(yīng)用了前支點(diǎn)掛籃.在施工過程中，利用當(dāng)前節(jié)段的斜拉索臨時(shí)充當(dāng)掛籃的前支點(diǎn)[2-4]提供彈性支承，改善已成梁段及掛籃的受力狀態(tài)，使節(jié)段懸澆長度及掛籃承載能力有較大提高，且能滿足大節(jié)段主梁一次澆筑成形的要求.但其施工工序復(fù)雜，控制難度較大，且多數(shù)設(shè)計(jì)圖紙中均未給出中間過程索力張拉的理論狀態(tài).

在已有的前支點(diǎn)掛籃中間索力的確定方法中，李傳習(xí)等[5-8]以中錨桿及后錨桿所對(duì)應(yīng)的拉力、反頂力限值作為索力計(jì)算時(shí)的控制條件，提出了中間索力的范圍，但計(jì)算結(jié)果受掛籃設(shè)計(jì)方案中錨桿合理性的影響；李學(xué)文等[9]以空掛籃主梁受力狀態(tài)作為索力計(jì)算時(shí)的控制條件，給出了懸臂施工過程中受力狀態(tài)的變化情況，但未給出中間索力計(jì)算公式.程雷[10]研究表明，掛籃剛度不影響中間張拉索力值的計(jì)算，但影響混凝土澆筑階段掛籃的被動(dòng)變形及索力增量，體現(xiàn)了對(duì)該類斜拉橋施工過程模擬分析考慮掛籃參與受力計(jì)算的重要性.

本研究針對(duì)前支點(diǎn)掛籃懸臂現(xiàn)澆施工斜拉橋的線形控制，分析掛籃施工過程中的受力行為，得到了中間張拉索力計(jì)算公式，提出該類橋梁施工控制有限元模擬計(jì)算方法，驗(yàn)證其滿足精細(xì)施工控制計(jì)算的要求.

1 前支點(diǎn)掛籃懸臂施工控制要點(diǎn)

預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的線形控制主要依靠混凝土養(yǎng)生前對(duì)模板高程的調(diào)整，主要體現(xiàn)于各懸澆節(jié)段的夾角.

前支點(diǎn)掛籃施工工序復(fù)雜.在3次張拉的PC斜拉橋懸臂施工過程中[11-12]，各節(jié)段均包含圖1所示的9個(gè)施工步驟.

圖1 三次張拉PC斜拉橋節(jié)段施工流程示意圖Fig.1 Construction process of PC cable-stayed bridge segment with three times tensioning

由圖1可見，混凝土養(yǎng)生前，模板高程因拉索作用及混凝土澆筑而多次改變.斜拉索1張及2張過程中因拉索索力小、垂度大，用頻率法進(jìn)行測(cè)量時(shí)誤差較大，因此常采用高程控制.假設(shè)以理論掛籃剛度計(jì)算，立模完成時(shí)節(jié)段N與節(jié)段N-1的夾角為α， 2張完成時(shí)夾角為β， 混凝土澆筑完成時(shí)夾角為γ， 3張完成時(shí)夾角為θ， 以實(shí)際掛籃剛度施工時(shí)夾角分別為α′、β′、γ′和θ′. 以拉索張拉無誤差為前提，存在

β-γ=β′-γ′

(1)

當(dāng)實(shí)際掛籃剛度較小時(shí)，如2張索力相同，有β<β′，γ<γ′， 則以N節(jié)段高程控制時(shí)2張索力小于理論值；對(duì)于節(jié)段N-1， 在N節(jié)段施工過程中，其變形僅與作用力相關(guān)，與掛籃剛度無關(guān)，因拉索張拉無誤差，因此節(jié)段N-1在3張完成后高程無誤差，則節(jié)段N實(shí)際高程大于理論高程.因此，實(shí)際掛籃剛度較小時(shí)導(dǎo)致后澆筑節(jié)段與前澆筑節(jié)段夾角增大，高程偏高；剛度較大時(shí)導(dǎo)致后澆筑節(jié)段與前澆筑節(jié)段夾角減小，高程偏低，但對(duì)N-1節(jié)段高程無影響，如圖2.而且，結(jié)構(gòu)內(nèi)力狀態(tài)不受影響.

圖2 掛籃剛度誤差影響Fig.2 Influence of traveller stiffness error

由此可知，斜拉橋前支點(diǎn)掛籃施工控制計(jì)算需要對(duì)施工過程進(jìn)行精細(xì)化模擬，常規(guī)僅考慮掛籃前移、混凝土澆筑、張拉預(yù)應(yīng)力和張拉斜拉索的仿真分析方法無法滿足施工控制的要求．在仿真分析中，關(guān)鍵點(diǎn)為掛籃剛度的準(zhǔn)確模擬．在實(shí)際施工過程中，如掛籃剛度存在誤差，則無法實(shí)現(xiàn)2張過程的索力與線形雙控，此時(shí)應(yīng)注重2張時(shí)前后節(jié)段的夾角，可減小施工誤差．

2 前支點(diǎn)掛籃及其受力行為

2.1 前支點(diǎn)掛籃施工過程受力行為

前支點(diǎn)掛籃系統(tǒng)[13-17]見圖3.其中，l為節(jié)段長度；l1為拉索錨固點(diǎn)與節(jié)段N懸臂端距離；l2為中錨點(diǎn)與節(jié)段N-1前端距離；l3為中錨點(diǎn)與后錨點(diǎn)距離； 與其施工過程中受力行為密切相關(guān)的是承載平臺(tái)、牽索系統(tǒng)以及錨固系統(tǒng).承載平臺(tái)是掛籃的主體結(jié)構(gòu)，由支承懸澆荷載及模板體系的平面剛架和掛腿組成.牽索系統(tǒng)的功能是在掛籃懸澆施工時(shí)將斜拉索與掛籃連接起來形成前支點(diǎn)；在懸澆完成后，將斜拉索與掛籃分離，實(shí)現(xiàn)索力的轉(zhuǎn)換.錨固系統(tǒng)是掛籃與主梁的連接構(gòu)件，包括中錨桿和后錨桿.

1為承載平臺(tái)；2為張拉機(jī)構(gòu)；3為錨固系統(tǒng)；4為止推機(jī)構(gòu)；5為頂升機(jī)構(gòu)；6為行走反滾輪；7為模板系統(tǒng)圖3 前支點(diǎn)掛籃示意圖Fig.3 Sketch of the form travellers with fore fulcra

在研究前支點(diǎn)掛籃在懸臂施工過程中的受力行為時(shí)，主要考慮掛籃自重、混凝土濕重以及拉索索力作用[18-19].圖4示意了掛籃在6種工況下的受力狀態(tài).其中，W為掛籃自重；MW為掛籃自重對(duì)中錨點(diǎn)的彎矩；Wh為橫隔板自重；q為濕重1/2均布荷載； Δq濕為濕重1/2均布荷載與1/2均布荷載之差值；Fi張為i張索力豎向分力，i=1， 2， 3； ΔF1/2為混凝土濕重1/2引起的拉索豎向分力增量.

2.2 前支點(diǎn)掛籃中間索力豎向分力確定

近似認(rèn)為掛籃為等截面梁，分析各工況下斷面A、B和C的彎矩，如表1.其中，MA為斷面A的彎矩；MB右為斷面B的右彎矩；MB左為斷面B的左彎矩；MC為斷面C的彎矩.由于MC恒為0，MA通常較小 ，以彎矩最大值不超過空掛籃狀態(tài)時(shí)B斷面彎矩MW為控制條件，則中間索力豎向分力的范圍為

圖4 懸臂施工過程前支點(diǎn)掛籃受力示意圖Fig.4 Stress state sketch of the form travellers with fore fulcra in process of cantilever-construction

(2)

在施工過程中，1張和2張時(shí)拉索的垂度效應(yīng)較大，在滿足掛籃及主梁受力安全的情況下宜取較大索力值.因此，1張和2張索力豎向分力分別為

(3)

3 前支點(diǎn)掛籃施工模擬計(jì)算方法

3.1 考慮前支點(diǎn)掛籃重量及剛度的模擬方法

在進(jìn)行施工控制計(jì)算時(shí)，需要考慮掛籃自重、掛籃剛度對(duì)結(jié)構(gòu)線形、內(nèi)力的影響.因此，需要在施工過程的仿真分析時(shí)，對(duì)前支點(diǎn)掛籃進(jìn)行簡(jiǎn)化模擬.以節(jié)點(diǎn)荷載及彎矩考慮掛籃自重；以掛籃中、后錨桿對(duì)應(yīng)位置為掛籃支點(diǎn)建立等效掛籃單元并考慮掛籃剛度.依據(jù)施工過程的具體模擬方法為

1)掛籃前移 掛籃前移對(duì)結(jié)構(gòu)的影響僅為節(jié)點(diǎn)荷載及彎矩的作用位置的移動(dòng).在模型中鈍化前一節(jié)段掛籃荷載，激活后一節(jié)段掛籃荷載.

2)立模 激活主梁?jiǎn)卧?、橫隔板荷載及主梁拉索錨固點(diǎn)，激活對(duì)應(yīng)等效掛籃單元，釋放當(dāng)前節(jié)段與已成節(jié)段共用節(jié)點(diǎn)的梁端約束，施加向上的均布荷載與集中力抵消所激活節(jié)段的自重.此步目的為激活等效掛籃單元所用節(jié)點(diǎn)，并模擬實(shí)際施工時(shí)對(duì)主梁立模高程的控制.

3)斜拉索1張 激活斜拉索和1張索力.

4)澆筑1/2混凝土 考慮混凝土濕重(105%梁段自重)，激活濕重荷載(2.5%梁段自重)，鈍化50%向上均布荷載及集中力.

5)斜拉索2張 激活2張索力.

6)澆筑剩余1/2混凝土 激活濕重荷載(2.5%梁段自重)，鈍化剩余向上均布荷載及集中力.

7)混凝土養(yǎng)生 鈍化濕重荷載.

8)張拉預(yù)應(yīng)力 激活預(yù)應(yīng)力荷載.

9)斜拉索3張 激活3張索力.

3.2 不同模擬方法及其計(jì)算結(jié)果對(duì)比分析

對(duì)于混凝土斜拉橋施工過程，一般采用具有線性分析功能的平面桿系有限元軟件建立整體分析模型[8]，即可達(dá)到施工要求.

在進(jìn)行施工過程仿真分析時(shí)，由簡(jiǎn)到繁主要有3種模擬方法： ① 2步模擬，掛籃前移→澆筑混凝土、張拉預(yù)應(yīng)力和張拉斜拉索；② 4步模擬，掛籃前移→澆筑混凝土→張拉預(yù)應(yīng)力→張拉斜拉索；③ 9步模擬，即本研究方法.其中，前兩種方法是目前公認(rèn)可行的常用于斜拉橋設(shè)計(jì)及后支點(diǎn)掛籃懸臂施工斜拉橋施工過程模擬的計(jì)算方法[20-24].

以中國貴州省某塔梁同步懸臂施工混凝土斜拉橋?yàn)楸尘?，其結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)在第4節(jié)介紹.根據(jù)式(3)求得各拉索中間索力，如表2.

采用3種不同的模擬方法對(duì)背景工程的施工過程進(jìn)行模擬分析，總體布置及計(jì)算模型如圖5.圖6給出了3種不同的模擬方法分析得到的主梁控制斷面位移、應(yīng)力以及各斜拉索索力.

表2 背景工程主跨拉索中間索力

圖5 背景工程橋型布置及有限元模型Fig.5 Arrangement and the finite element model of the background project

由圖6可見，3種模擬對(duì)于主梁成橋10年?duì)顟B(tài)應(yīng)力、拉索索力的模擬區(qū)別較小，可以忽略.進(jìn)行施工控制時(shí)，在保證結(jié)構(gòu)安全的前提下，線形是控制的第一要素.施工預(yù)拱度=-(10年累計(jì)撓度+活載撓度/2),其中，活載撓度與施工過程模擬無關(guān)，因而不同模擬方法計(jì)算所得施工預(yù)拱度的差異體現(xiàn)在10年累計(jì)撓度中，即圖6(a).因不同模擬方法拉索3張作用前結(jié)構(gòu)線形及索力狀態(tài)不同，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)剛度存在差異，結(jié)構(gòu)線形各截面最大差值為2.5 cm．按文獻(xiàn)[25]計(jì)算懸臂施工混凝土斜拉橋高程誤差允許值，本背景工程為3.4 cm.由此可知，不同模擬方法計(jì)算所得施工預(yù)拱度雖有差異，但可滿足施工控制精度的要求.其中，2步模擬和4步模擬計(jì)算過程簡(jiǎn)單，工作量小，但無法得到各節(jié)段中間施工過程值，施工控制過程中無法采用；9步模擬的優(yōu)點(diǎn)是施工過程模擬細(xì)致，可對(duì)任意施工環(huán)節(jié)進(jìn)行控制分析，且計(jì)算過程包含了掛籃彈性變形，且計(jì)算精度滿足要求，可用于前支點(diǎn)掛籃懸臂施工過程精細(xì)模擬分析.

圖6 三種方法計(jì)算結(jié)果對(duì)比Fig.6 Comparison of results of three methods

4 工程驗(yàn)證

背景工程為地錨式預(yù)應(yīng)力混凝土斜塔斜拉橋，單跨170 m，橋跨側(cè)雙索面，背塔側(cè)單索面，拉索扇形布置，全橋共計(jì)18×2+17根斜拉索.主梁采用邊主梁斷面，C55混凝土，主塔為與水平向成71.57°的人字形斜主塔，C50混凝土，塔梁固結(jié).主梁節(jié)段及截面編號(hào)如圖5(a)所示.

該橋施工過程復(fù)雜，塔梁同步施工，并且在塔的施工過程中創(chuàng)新性地使用了斜塔柱分級(jí)支架頂推懸臂施工方法.支架結(jié)構(gòu)邊界復(fù)雜，仿真分析難度大，根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)支架拆除過程結(jié)構(gòu)實(shí)際變形與理論計(jì)算不符.表3為高程控制點(diǎn)理論高差與實(shí)際高差的對(duì)比.對(duì)于中間張拉過程，因篇幅所限，僅列出部分節(jié)段2張完成后高程誤差與3張完成后高程誤差的對(duì)比，如表4及圖7，以驗(yàn)證仿真分析的適用性.由表3可知，各控制斷面施工過程實(shí)測(cè)高差與理論高差最大差值為2.1 cm，小于誤差限值，控制精度滿足相關(guān)規(guī)范要求.由表4和圖7可知，2張過程高程誤差為(-2.0～1.1) cm，7個(gè)斷面誤差為負(fù)值，9個(gè)斷面誤差為正值；3張過程高程誤差為(-1.3～1.8) cm，7個(gè)斷面誤差為負(fù)值，8個(gè)斷面誤差為正值，1個(gè)斷面無誤差；2張完成到3張完成誤差為(-1.3～1.5) cm，8個(gè)斷面誤差為負(fù)值，8個(gè)斷面誤差為正值.由此可見，誤差為隨機(jī)誤差，非模擬計(jì)算誤差，小于誤差限值，控制精度滿足相關(guān)規(guī)范要求.由此可見，前支點(diǎn)掛籃懸臂施工混凝土斜拉橋中間索力計(jì)算方法、掛籃參與整理受力及變形的施工過程仿真分析方法，在進(jìn)行施工預(yù)拱度計(jì)算及斜拉索中間張拉過程理論狀態(tài)分析時(shí)，計(jì)算精度滿足施工控制要求.

表3 高程控制點(diǎn)理論高差與實(shí)際高差對(duì)比

表4 部分節(jié)段2張完高程誤差與3張完高程誤差對(duì)比1)

1)索力張拉時(shí)存在誤差，計(jì)算張拉后理論高程時(shí)，代入實(shí)際張拉索力

圖7 中間張拉過程誤差變化Fig.7 Error change of intermediate tensioning process

5 結(jié) 論

綜上研究可知：

1)從掛籃受力角度出發(fā)，得到可用于實(shí)際工程的前支點(diǎn)掛籃懸臂施工混凝土斜拉橋3次張拉中間索力豎向分力計(jì)算公式；

2)提出掛籃參與整體受力及變形的施工過程仿真分析方法，與常規(guī)建模方法計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，并以實(shí)際工程數(shù)據(jù)驗(yàn)證了該方法計(jì)算精度滿足相關(guān)規(guī)范要求；

3)在貴州省遵義市某混凝土斜拉橋的施工控制工作中，運(yùn)用上述方法分析了中間張拉索力，建立有限元模型.根據(jù)目前施工控制實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了本研究所提方法的適用性.

/ References：

[1] 林元培. 斜拉橋[M]. 北京：人民交通出版社，2004:1-4. Lin Yuanpei. Cabel-stayed bridge[M]. Beijing：China Communications Press，2014：1-4.(in Chinese)

[2] 殷 濤，胡 成，曹愛虎. 斜拉橋牽索掛籃施工模擬計(jì)算與分析研究[J]. 安徽建筑工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)自然科學(xué)版，2013，21(6)：10-13. Yin Tao，Hu Cheng，Cao Aihu. Simulation calculation and analysis research of cable-stayed bridge constructed by cable-supported form traveler[J]. Journal of Anhui Institute of Architecture Natural Science，2013，21(6)：10-13.(in Chinese)

[3] 韋 劍. 單索面斜拉橋前支點(diǎn)掛籃靜力性能研究[D]. 廣州：華南理工大學(xué)，2013：1-7. Wei Jian. A study of static behavior of cable-support form travelers for a single plane cable-stayed bridge[D]. Guangzhou： South China University of Technology，2013：1-7.(in Chinese)

[4] 劉國坤，顏東煌，涂光亞，等. 斜拉橋前支點(diǎn)掛籃主梁混凝土澆筑上下游不同步對(duì)施工控制的影響[J]. 中外公路，2016，36(1)：86-90. Liu Guokun，Yan Donghuang，Tu Guangya，et al. Study to the influence of out of step concreting of upstream-downstream to cable-stayed bridge constructing by form travelers with fore-fulcra[J]. Journal of China & Foreign Highway，2016，36(1)：86-90.(in Chinese)

[5] 李傳習(xí)，夏桂云，劉玉蘭. 牽索式掛籃前支點(diǎn)斜拉索索力范圍的確定[J]. 橋梁建設(shè)，2001，31(4)：8-10. Li Chuanxi，Xia Guiyun，Liu Yulan. Determination of the scope of cable force at the point of fore-support for the cable-supported form traveler[J]. Bridge Construction，2001，31(4)：8-10.(in Chinese)

[6] 張玉平，胡火全，李傳習(xí)，等. 帶頂升機(jī)構(gòu)前支點(diǎn)掛籃斜拉索初張拉中間索力的確定方法[J]. 長沙理工大學(xué)學(xué)報(bào)自然科學(xué)版，2016，13(2)：55-60. Zhang Yuping，Hu Huoquan，Li Chuanxi，et al. Method for determining the initial tensioning cable-stayed middle cable-fore using travelling carriage of fore-fulcra with lifting mechanism[J]. Journal of Changsha University of Science and Technology Natural Science，2016，13(2)：55-60.(in Chinese)

[7] 姜竹生，孫勝江，冷雪浩. 五河口斜拉橋施工控制中間索力的確定方法[J]. 公路，2006，51：35-38. Jiang Zhusheng，Sun Shengjiang，Leng Xuehao. Method of determining middle cable force force in construction control of Wuhukou cable-stayed bridge[J]. Highway，2006，51：35-38.(in Chinese)

[8] 涂光亞，戴 政，顏東煌，等. 無后錨前支點(diǎn)掛籃施工過程受力分析研究[J]. 中外公路，2013，33(2)：122-125. Tu Guangya，Dai Zheng，Yan Donghuang，et al. Force state analysis study of cable-support form traveler without back anchor[J]. Journal of China & Foreign Highway，2013，33(2)：122-125.(in Chinese)

[9] 李學(xué)文，田仲初，顏東煌. 混凝土斜拉橋采用前支點(diǎn)掛籃懸臂澆筑施工的中間索力確定方法[J]. 公路交通科技，2002，19(5)：77-79. Li Xuewen，Tian Zhongchu，Yan Donghuang. Determination of the interim cable forces of cable-stayed bridges with concrete girders during the cantilever cast-place construction using form travelers with fore-fulcra[J]. Journal of Highway and Transportation Research and Development，2002，19(5)：77-79.(in Chinese)

[10] 程 雷. 斜拉橋前支點(diǎn)掛籃變形分析與剛度修正[J]. 公路，2013，58(2)：70-74. Cheng Lei. Displacement analysis and stiffness revising of form travelers with fore-fulcra using in cable-stayed bridge[J]. Highway，2013，58(2)：70-74.(in Chinese)

[11] 劉元煒，錢葉葵. 不同類型牽索掛籃比較[J]. 交通標(biāo)準(zhǔn)化，2004，32(5)：29-32. Liu Yuanwei，Qian Yekui. Contrast of different kinds of cable-supported form travelers[J]. Communications Standardization，2004，32(5)：29-32.(in Chinese)

[12] 吳運(yùn)宏，岳 青，江 湧，等. 混凝土斜拉橋前支點(diǎn)掛籃施工控制[J]. 現(xiàn)代交通技術(shù)，2012，9(5)：51-53. Wu Yunhong，Yue Qing，Jiang Yong，et al. Construction control for form travelers with fore-fulcra of cable-stayed bridges with concrete girders[J]. Modern Transportation Technology，2012，9(5)：51-53.(in Chinese)

[13] 周孟波. 斜拉橋手冊(cè)[M]. 北京：人民交通出版社，2004：118-120. Zhou Mengbo. Cable-stayed bridge handbook[M]. Beijing：China Communications Press，2004：118-120.(in Chinese)

[14] 苗 林. 辰塔大橋主梁前支點(diǎn)掛籃壓載試驗(yàn)與仿真計(jì)算[J]. 建筑施工，2015，37(5)：613-615. Miao Lin. Ballast test and simulation calculation of front-support-point hanging basket for main girder of Chenta bridge[J]. Building Construction，2015，37(5)：613-615.(in Chinese)

[15] 肖向榮. 前支點(diǎn)掛籃結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)與仿真分析[J]. 中外公路，2016，36(3)：139-143. Xiao Xiangrong. Structure optimization design and simulation analysis to form travelers with fore-fulcra[J]. Journal of China & Foreign Highway，2016，36(3)：139-143.(in Chinese)

[16] 王紅光. 單索面混凝土斜拉橋牽索掛籃設(shè)計(jì)與施工工藝研究[D]. 鄭州：鄭州工業(yè)大學(xué)，2014：11-15. Wang Hongguang. Design and construction technology research of guyed travelers of concrete cable-stayed beidge with single cable[D]. Zhengzhou：Zhengzhou University of Technology，2014：11-15.(in Chinese)

[17] 馮 浩，鐘啟凱，劉中濤，等. 千斤頂貝雷反力梁在牽索掛籃預(yù)壓中的應(yīng)用[J]. 橋梁建設(shè)，2012，42(s1)：121-125. Feng Hao，Zhong Qikai，Liu Zhongtao，et al. Application of jacks and reaction bailey trusses to preloading of guyed traveling carriages[J]. Bridge Construction，2012，42(s1)：121-125.(in Chinese)

[18] 焦夢(mèng)瑩. 獨(dú)塔斜拉橋牽索掛籃有限元分析[D]. 合肥：合肥工業(yè)大學(xué)，2014：36-80. Jiao Mengying. Finite element analysis of link-hanging basket of single tower cable-stayed bridge[D]. Hefei：Hefei University of Technology，2014：36-80.(in Chinese)

[19] 謝理民. 寬幅斜拉橋牽索掛籃靜載試驗(yàn)有限元分析[J]. 世界橋梁，2013， 41(2)：27-30. Xie Limin. Finite element analysis of static load test of guyed form traveler for cable-stayed bridge with wide decl[J]. World Bridges，2013，41(2)：27-30 .(in Chinese)

[20] 劉國坤. 預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋施工控制研究[D]. 昆明：昆明理工大學(xué)，2013：14-28. Liu Guokun. Research on prestressed concrete cable-stayed bridge construction control[D]. Kunming：Kunming University of Science & Technology，2013：14-28.(in Chinese)

[21] 張海翔. 大跨預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋施工控制分析[D]. 西安：西安建筑科技大學(xué)，2013：21-32. Zhang Haixiang. Large-span prestressed concrete cable-stayed bridge construction control analysis[D]. Xi’an：Xi’an University of Architecture and Technology，2013：21-32.(in Chinese)

[22] 樊小林. 預(yù)應(yīng)力混凝土矮塔斜拉橋施工控制與結(jié)構(gòu)參數(shù)敏感性分析[D]. 西安：長安大學(xué)，2014：26-40. Fan Xiaolin. Analysis of prestressed concrete extradosed cable-stayed bridge construction control and structure parameters sensitivity[D]. Xi’an：Chang’an University，2014：26-40.(in Chinese)

[23] 簡(jiǎn) 樸. 重慶梅溪河斜拉橋施工監(jiān)控技術(shù)研究[D]. 重慶：重慶交通大學(xué)，2013：18-41. Jian Pu. Study of construction monitoring technique for Chongqing Meixihe cable-stayed bridge[D]. Chongqing：Chongqing Jiaotong University，2013：18-41.(in Chinese)

[24] 李 強(qiáng). 大跨度斜拉橋施工控制仿真模擬分析[D]. 武漢：湖北工業(yè)大學(xué)，2012：14-24. Li Qiang. Simulation and analysis on construction control of long-span cable-stayed bridge[D]. Wuhan：Hubei University of Technology，2012：14-24.(in Chinese)

[25] JTG/T D65-01-2007 公路斜拉橋設(shè)計(jì)細(xì)則[S]. JTG/T D65-01-2007 Guidelines for design of highway cable-stayed bridge[S].(in Chinese)

【中文責(zé)編：坪 梓；英文責(zé)編：之 聿】

Process simulation of fore fulcra form traveller construction for cable-stayed bridge

Zhao Xiaojin, He Shuanhai?, Li Yuan, and Yuan Haoyun

Highway College, Key Laboratory of Bridge Detection Reinforcement Technology Ministry of Communication,Chang’an University, Xi’an 710064, Shaanxi Province, P.R.China

In order to determinate the deformation and stress state of the fore fulcra form travellers during the construction stage of cable-stayed bridges, and considering the fact that the tensioning process during the construction stage, which influences the construction control precision, is closely related to the fore fulcra form travellers, we put forward the formula for cable forces calculation and a nine-step construction simulation analysis method based on mechanical analysis and finite element analysis with MIDAS CIVIL of fore fulcra form travellers．We take the travellers bear force and deformation as a part of the whole structure, and then compare the stress state and deformation state in the model with those in practical engineering. The results show that the construction camber, theoretical evaluation and internal force state in tensioning process obtained by this construction simulation analysis method meet the accuracy requirement in construction control. The method can be used to guide practical engineering.

structral engineering; cable-stayed bridge; form travellers with fore fulcra; construction stage; construction control; interim cable forces; simulation analysis; deformation and stress state; construction camber

：Zhao Xiaojin，He Shuanhai，Li Yuan，et al．Process simulation of fore fulcra form traveller construction for cable-stayed bridge[J]. Journal of Shenzhen University Science and Engineering, 2017, 34(2): 138-146.(in Chinese)

U 442；U 448.27

A

10.3724/SP.J.1249.2017.02138

陜西省自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(2016JM5030)

趙曉晉(1989—)，男，長安大學(xué)博士研究生．研究方向：橋梁結(jié)構(gòu)體系．E-mail：418336067@qq.com

Received：2016-10-11；Accepted：2016-12-15

Foundation：Natural Science Foundation of Shaanxi Province(2016JM5030)

? Corresponding author：Professior He Shuanhai. E-mail：heshai@chd.edu.cn

引 文：趙曉晉，賀拴海，李 源，等．斜拉橋前支點(diǎn)掛籃施工過程模擬分析[J]. 深圳大學(xué)學(xué)報(bào)理工版，2017，34(2)：138-146.