懸索橋張拉錨跨索股施工控制技術

李福如 王延忠

【摘要】結果表明：施工過程中應將各索股之間的應力差操控在150MPa以內，塔頂相對偏位操控在5cm以內，經由輪回張拉后，成橋期間各索股實測索力與理論索力差值的最大值占理論索力的5%，索力均勻。施工過程中斷定的錨跨索股預留量為53cm，該預留量的計算方法儉樸、準確。

【關鍵詞】懸索橋；張拉錨跨索股；施工技術；分析

引言：懸索橋張拉錨跨索股施工是指主纜架起期間，即基準索股和通常索股的線形調整、加勁梁吊裝及橋面系鋪裝施工期間都在錨跨設置千斤頂分期間分批張拉錨跨索股，代替索鞍預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、散索鞍以及暫時散索設置等構造有關，也與主纜線形、主纜張力、索股張力、主塔內力等要素有關，并相互影響，構造受力雜亂。若與常規索鞍預偏分期間頂推索鞍懸索橋施工比擬，其施工難度加大、構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為工程背景，使用懸索橋主纜無應力長度不變準則和施工操控理論，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，基準索股和通常索股的線形調整；第二是不斷的加強梁吊裝期間，糾偏主塔偏位。張拉錨跨索股是經過張拉主纜索股錨頭的銜接拉桿，即主纜索股錨頭經過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張拉索股的作用。索股錨頭和錨固銜接器與錨旋中預應力鋼絞線的錨具相連。為保證錨跨索股張拉施工安全，江兩岸四個錨跨索股必需一起同步對稱張拉。

2.關于錨跨索股張拉控制

2.1關于張拉預留量計算

為確保主纜架起時索股不在鞍座內滑移，主塔構造無過大的應力，確保索股錨頭在張拉過程中有足夠的徑向行程，以及成橋的線形和內力與規劃狀況相一致，主纜架起時必需核算錨跨索股張拉預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跨徑堅持不變，依據無應力索長度不變準則，可核算其空纜狀況邊跨的相對跨徑，斷定錨跨索股張拉預留量，即錨頭的初始裝置方位，以此來確保工程的質量可以滿足有關標準的需求。

2.2關于錨跨索股張拉時機以及張拉值

張拉錨跨索股懸索橋施工時，錨跨索股張拉機遇和張拉值是張拉操控的樞紐要素。張拉機遇是指構造在特定的受力前提下，為確保構造安全，塔頂偏位達到限值進行張拉。張拉機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：第一是施工過程中索塔最晦氣截面的拉應力不超限，且必需有必定的壓應力安全儲備，索塔一直處于彈性作業狀況。第二是施工過程中必需確保索塔的不亂性，且有必定的安全系數。第三是索鞍傾角不能超過必定的限值，主纜和主索鞍一直處于彈性作業狀況。第四是糾偏及其他施工過程中，必需確保索鞍內主纜索股不發生滑移。

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，與構造受力、線外形狀有關。由于懸索橋構造為柔性構造，具有幾何非線性、應力剛度凸起的力學特色，索塔糾偏量與主纜張拉值之間長短線性聯系，并與當時構造力學情況嚴密密切有關，所以要進行當時全部構造的核算剖析才能斷定。核算方法是，將全部構造當時的構造情況和加載情況輸入核算模型，并對猜想模型進行批改，進而可得出塔頂糾偏量與錨旋主纜張拉位移量之間的對應聯系。

2.3關于錨跨索股分批分次的張拉情況進行控制

依據索塔偏位斷定本次張拉量，在張拉過程中，為防止索股之間滑移和散索套前后索股滑移以及施工時期構造安全，必需對全橋索股進行一起同步張拉。為保證施工時期構造安全及成橋狀況下內力和線形與規劃抱負狀況相一致，必需對錨跨索股分批分次張拉進行嚴格控制。

斷定索股間最大容許應力差。懸索橋錨跨主纜一般是通過散索鞍或散索套對主纜索股發散并錨固于錨旋，選用張拉錨跨索股，是選用散索套發散索股，散索套對索股的緊箍力為必定值。主纜選用的高強平行鋼絲摩擦系數很小，索股間摩擦力也為必定值。當單批張拉到必定值，索股間應力差大于摩擦力時，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，影響成橋內力，使線形與規劃狀況不相符。

2.4對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造，分階段張拉機遇、張拉量與塔頂偏位有一定的聯絡聯系，歸于幾許非線性。使用大型非線性有限元程序對全橋施工全過程進行仿真分析，預測塔頂偏位、加勁梁吊裝主纜內力和線形，斷定主纜張拉機遇、張拉次數、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受拉索單元模仿，橋塔選用混凝土梁單元模仿，加勁梁選用板單元或自定義實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。

錨跨張拉技術的懸索橋錨跨主纜是發散的，在散索鞍處以不一樣的角度發散索股。一起錨跨張拉技術為，在主纜架起期間設置暫時散索鞍，在張拉過程中散索鞍處設置暫時徑向支持，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、散索鞍和暫時徑向支持構成錨跨張拉系統，使用有限元程序對張拉系統空間模仿，進行分批輪回張拉仿真剖析。索股錨頭和散索鞍處單元節點坐標轉換成部分坐標系，使用模型中錨頭節點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點設徑向單向束縛模仿暫時支持。

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的荷載步功能和重啟動求解功能，在一定程度上進行有效模擬分階段吊梁、分次張拉以及分批次循環張拉過程。針對懸索橋結構來說，其整體剛度在一定程度上是由結構彈性剛度和幾何剛度（主纜重力剛度）組成的，其剛度會在一定程度上隨著加勁梁的吊裝主纜張力增大而進行不斷的增大。所以，在有限元求解的過程中，必須設置幾何大變形和計入主纜應力效應的應力剛化等主要參數，模擬懸索橋施工過程由于荷載增加會在一定程度上導致整體剛度增加的非線性求解。

結語：首先該懸索橋張拉錨跨索股施工技術在我國初次選用，其施工技術和施工操控比索鞍預偏技術雜亂，對施工全過程錨跨索股位移和索力、主纜內力和線形、主塔偏位和應力丈量操控需求嚴格。其次使用主纜無應力長度不變原則，核算主纜張拉預留量，辦法儉樸，核算正確。最終張拉錨跨索股施工對千斤頂等設備需求較多，張拉投入較大，張拉工序較多，技術雜亂，在規劃實施中，應對張拉錨跨索股施工技術與頂推索鞍施工技術進行全部對比，擇優挑選，以此來保證其工程的質量可以滿意有關標準的需求。

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