斜拉桥施工索力控制

1、3收稿日期:2006207208文章编号:1001-7291(200605-0047-03文献标识码:B斜拉桥施工索力控制蔡绪梅(潍坊市坊子公路局,山东潍坊261200摘要:斜拉桥是高次超静定结构,且施工技术复杂,需要精确的施工控制。斜拉索是斜拉桥的主要受力构件之一,是斜拉桥施工控制中的重点和难点,因此很有必要对拉索施工控制进行详细的研究。以实桥为背景,对拉索施工控制的方法做了详细描述。关键词:斜拉桥;张拉索力;施工控制1斜拉桥施工索力控制的必要性斜拉桥可在施工过程中和运营时期进行索力调整。这样,可以通过索力调整工作内力。在不增加材料的情况下,协调施工应力和设计应力,使结构在任何情况下均处于最

2、佳的工作状态。从而使得设计具有灵活性。同时,由于斜拉桥是高次超静定结构,计算复杂,斜拉索受垂度影响大,必须使用高强钢材且其抗拉刚度要折减;并且斜拉索一般直接锚固在塔上,由于活载产生的应力变化较悬索桥大,其锚固需要高疲劳强度的锚具,斜拉索与主梁及索塔的连接构造复杂;斜拉桥施工技术复杂,需要对拉索进行精确的施工控制。2结合实例的索力施工控制211实桥背景某斜拉桥主桥为152m +370m +152m 三跨一联预应力混凝土双塔双索面全漂浮体系斜拉桥。主梁采用双边箱断面,中心处梁高312m ,桥宽3816m 。标准梁段采用前支点挂篮施工工艺,3-3梁段和21梁段采用支架现浇施工工艺。索塔呈“H ”型,

3、两主塔高均为13711m ,斜拉索集中布置在831733m 1451967m 高程范围内,每塔设31对斜拉索,全桥共计248根索。该斜拉索采用OVM 250系列环氧涂层高强度低松弛钢绞线拉索体系。钢绞线标准强度为1860MPa,弹性模量为1195×105MPa;采用双层HDPE 护层,外层HDPE 套管为银灰色,设双螺纹线并制成带肋抗风振雨形式。斜拉索在主梁上的标准索距为6m ,边跨B 20B 30索的索距为215m;斜拉索在索塔上的标准索距为115m 和2m 。该桥采用5种类型的斜拉索,各塔柱均布置31对索,拉索规格如表1所示,拉索结构及断面图如1、图2所示。表1某斜拉桥成品拉索的

4、规格拉索编号拉索型号拉索长度/c m单位索重/kg/mZ0/B0OVM 250-554850/485566.0Z1/B1OVM 250-435240/525351.6Z2/B2OVM 250-436042/606651.6Z3/B3OVM 250-346595/662940.8Z4/B4OVM 250-347087/713140.8Z5/B5OVM 250-347562/762140.8Z6/B6OVM 250-348053/811440.8Z7/B7OVM 250-378548/861744.4Z8/B8OVM 250-379053/913044.4Z9/B9OVM 250-379570/9

5、65444.4Z10/B10OVM 250-3710097/1018844.4Z11/B11OVM 250-3710634/1073144.4Z12/B12OVM 250-4311180/1128351.6Z13/B13OVM 250-4311733/1184251.6Z14/B14OVM 250-4312293/1240751.6Z15/B15OVM 250-4312825/1294451.6Z16/B16OVM 250-4313363/1348851.6Z17/B17OVM 250-4313908/1403751.6Z18/B18OVM 250-5514458/1459266.0Z19/B

6、19OVM 250-5515014/1515266.0Z20/B20OVM 250-5515578/1572066.0Z21/B21OVM 250-5515142/1601166.0Z22/B22OVM 250-5515710/1630366.0Z23/B23OVM 250-5517281/1659466.0Z24/B24OVM 250-5517855/1688566.0Z25/B25OVM 250-5518432/1717766.0Z26/B26OVM 250-6119012/1746873.2Z27/B27OVM 250-6119594/1776073.2Z28/B28OVM 250-61

7、20178/1805273.2Z29/B29OVM 250-6120764/1834473.2Z30/B30OVM 250-6121352/1863673.2第5期(总第161期华东公路No .5(Total No .1612006年10月20日EAST CH I N A H I GH WAY Oct ober 2006如图2所示,斜拉索的结构一般包括以下几个部分。索体:带PE高强度低松弛环氧涂层钢绞线,索外设整圆HDPE套管。张拉端:张拉端采用可调式OVM250型锚具,含压板、夹片、锚板、支撑筒、工作螺母、密封筒;锚具内注浆防护。锚固点设于索塔内的锚垫板顶面。固定端:采用可调式OVM250型

8、锚具,锚固点设于主梁边箱齿块的锚垫板底面。混凝土浇筑之前,斜拉索先通过专用联接转换装置锚在挂篮张拉机构上,索力转换后,将斜拉索锚在主梁上。该桥所用的平行钢绞线拉索采用四层防护体系:第一层为钢丝外喷涂环氧涂层,第二层为钢绞线无粘结筋专用油脂,第三层为钢绞线热挤单层HDPE护套,第四层为整体索外包HDPE护套。212张拉索力施工控制过程以主跨27#索为例进行分析。27#索单根斜拉索含钢绞线根数为61根,单根钢绞线的公称截面积为139mm2,斜拉索倾角修正前为33°43319,锚具型号为OVM250-61,HDPE套管长度为18996c m,锚垫板间距离为19594c m,主梁内预埋钢管长

9、度为403c m,索塔内预埋钢管长度为19418c m,拉索重量为1466516kg。通过计算得出,修正后的斜拉索倾角为33°13919,斜拉索一张后的斜拉索长度为19765c m,钢绞线下料长度为20035c m。从斜拉桥施工过程的仿真计算得出,在27#索第一次张拉前后主梁上锚固点上升9176c m,索塔上拉索锚固点向边跨方向水平偏移2124c m。索长的变化量为10106c m。27#索第一次张拉索力为1550k N,第一根和第二根索用来承受HDPE套管的自重,其一张索力定为15k N。通过计算,得出第三根钢绞线的张拉索力为261774k N。余下的各根索依次计算。表2是利用专门

10、测试单根钢绞线索力的小型锚索计在成桥后对部分斜拉索随机抽查的单根钢绞线张拉索力。表2单根钢绞线张拉索力索号序号钢绞线编号单根锚索计测试数据T1/k N理论值T2/k N实际值与理论值的比值/%第10号索(主跨右侧110-190.10 第15号索(主跨左侧第20号索(边跨左侧通过表1看出,斜拉索内各根钢绞线的索力均匀性很好,单根斜拉索内各根钢绞线最大离散误差分别为31482%、11588%、11856%,均满足斜拉索索力精度要求。该斜拉桥的整体张拉的索力控制是以安装在千斤顶上的油压表读数为主,同时以人工激励振动法并辅以锚下预埋压力传感器校正振动法测量结果。图1拉索断面示意图48华东公路2006年

11、第5期图2拉索结构示意图表3整体张拉索力测试结果27#塔索力实测值与理论值的比较索号理论值实测值比值/%索号理论值实测值比值/% B1-左380038801.021Z1-左380038301.008 B2-左360036501.014Z2-左360036201.006 B3-左275026900.978Z3-左275027200.989 B4-左285028000.982Z4-左285028200.989 B5-左265027101.023Z5-左265026000.981 B6-左295029000.983Z6-左295029601.003 B7-左300029500.983Z7-左3000

12、30201.007 B8-左305031001.016Z8-左305030801.010 B9-左335033501.000Z9-左335033801.009 B10-左340034301.009Z10-左340034001.000 B11-左345034000.986Z11-左345034200.991 B12-左325032801.009Z12-左325032601.003 B13-左330032500.985Z13-左330033401.012 B14-左340033300.979Z14-左340034001.000 B15-左325034351.057Z15-左325032801.00

13、9 B16-左340034701.021Z16-左340034601.018 B17-左350035701.020Z17-左350035801.023 B18-左380038501.013Z18-左375038701.032 B19-左400039400.985Z19-左385039201.018 B20-左415042301.019Z20-左390039551.014 B21-左480048381.008Z21-左450044550.990 B22-左465046971.010Z22-左435043721.005 B23-左470046770.995Z23-左440044001.000 B2

14、4-左480047520.990Z24-左445045351.019 B25-左490049491.010Z25-左450045451.010 B21-左480048001.000Z21-左450044550.990 B22-左465046971.010Z22-左435043941.010 B23-左470046530.990Z23-左440043560.990续表3整体张拉索力测试结果索号理论值实测值比值/%索号理论值实测值比值/%B24-左480047520.99Z24-左445044060.99B25-左490049491.01Z25-左450045001B26-左495049651.003Z26-左455045601.002B27-左500050501.01Z27-左470047201.004B28-左505050801.006Z28-左450045301.007B29-左525053001.01Z29-左460046701.015B30-左555055601.002Z30-左430043201.005B0-左490049301.006Z0-左490049801.0163结论通过以上的结果可以看出,无论从各个单根索的均匀性,还是从整体张拉索力的控制精度来看,都得到了