平行钢绞线斜拉桥索梁同步施工与监控
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示同一批以及不 同 批 目 标 钢 绞 线 力 值 均 匀 性 ， 进 而评估斜拉索中所有钢绞线力值的均匀性 。 斜拉 索钢绞线张拉伸长量分析亦可作为钢绞线张力均
４］ 。 匀性的辅助评判手段 ［
５ 工程实例
图 ３ 基于等张力法原则的分批次 张拉钢绞线张力计算图示
以某斜拉桥监控计算以及监测成果进行举例 说明 。 首先建立施工阶段全桥计算模型 ， 然后拟定 通过模型调试得到最终施工索力 。 分批张拉索力 ， ５． １ 分批张拉施工索力及分批根数拟定 ） 、 ） 式（ 及表 １ 中斜拉索参数 ， 计算 根据式 （ ２ ３ 钢绞线分批数量 。以 ＭＣ 得施工初始索力 、 １ 斜拉 索为例 ， 将所有拉 索 施 工 索 力 及 分 批 张 拉 后 斜 拉
收稿日期 ： ２ ０ １ ５ ０ ８ ０ ３ － －
主梁自重作用下的混凝土斜拉桥施工索力可
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李成全 孙文会 ：平行钢绞线斜拉桥索梁同步施工与监控
２ ０ １ ６ 年第 １ 期
１］ 通过刚性支承 连 续 梁 法 ［ 确 定， 即主梁恒载作用
混凝土浇 筑 完 成 即 可 进 行 第 二 批 钢 绞 线 张 拉 工 作， 单根钢绞 线 张 力 继 续 衰 减 至 Ｆ ｎ。 假 定 Ｆ ｎ 为 斜拉索施工 单 根 钢 绞 线 张 力 目 标 值 ， 则根据图３ 所示 ， 可逆向推导 出 第 一 批 首 根 基 准 钢 绞 线 张 力 、 值Ｆ 及第一批钢 绞 线 根 数 ｎ 分别见式（ ２） １ｍ ａ ｘ， １， ） 。 式（ ３ （ Ｔ ｓ ｉ ｎα δ δ １＋ ２） ｊ ｊ ） Ｅ Ａ －Δ Ｆｂ （ ２ ＋ ｎ ｌ ｊ
３］ ， 量测索计 ［ 安装数量不少于 ３ 个 ， 从而可直观显
１ ） ， 拟定斜拉索施工 索 力 Ｔ 之 １ Ｔ 根据式 （ ｊ， ｊ 后， 即可根据 施 工 计 划 建 立 全 桥 计 算 模 型 。 根 据
规范要求适当调 整 施 工 索 力 ， 使得主梁悬臂浇筑 阶段索 、 梁、 塔受力均满足施工要求 。 成桥阶段采
（）
在虚拟连续梁上 ， 该连续梁在斜拉索对应锚固位 置采用刚性 支 承 ， 见 图 ２。 则 刚 性 支 承 竖 向 反 力 值Ｒ ｊ 可用来确定对 应 斜 拉 索 在 恒 载 作 用 下 的 施 ） 。 见式 （ 工索力 ， １
Ｆ１ ｍａ ｘ ＝ ｎ＝
图 ２ 混凝土斜拉桥主梁预期弯矩示意图
１ １ Ｔ Ｔ ｊ ｊ （ ） ３ ＝ Ｆｎ Ｔｊ δ ｉ ｎα １ｍ ａ ｘ ２ｓ ｊ Ｅ Ａ －Δ Ｆｂ ＋ ｎ ｌ ｊ 式中 ： 为斜拉索第 一 批 张 拉 引起的主梁锚点位 δ １ 置竖向位移 ； δ ２ 为斜 拉 索 第 二 批 张 拉 引 起 的 主 梁
Ｗ１ 为索节段自 重 ； Ｗ２ 为 无 索 节 段 自 重 ， 注 ： α 为 索 梁 夹 角； Ｔ Ｔ ｎ １为第一批目标索力 ； ｎ 为第二批单根钢绞线目标张力 。
５． ２ 基准钢绞线初始张力计算 、 斜拉索 理 论 参 数 见 表 １、 表 ２， 并按式（ 式 ２） （ ） 进行计算 ， 得到斜拉索分批张拉施工索力及张 ３ 拉根数 ， Ｆ １ ２． １ ｋ Ｎ， ｎ ７根。 １ ｍ ａ ｘ ＝１ １ ＝３
大吨位钢绞线斜拉索 Ｐ Ｃ 梁斜拉桥 近年来 ， 在国外已屡见不 鲜 ， 一般该类型桥梁上部结构施 常规做法是先悬浇有 工均采用挂篮悬 臂 浇 注 法 ， 待有索节 段 达 到 挂 索 条 件 再 张 拉 本 节 段 索节段 ， 斜拉索 ， 然后施工下一个无索节段 ， 如此循环施工 后续主梁及拉索 。 为保证拉索施工不占用主梁施 工周 期 ， 提 高 工 效， 研究了一种索梁同步施工、 斜 拉索分批张拉的施工及监控方法 。 即第一批拉索 索力须满足无 在无索节段钢筋 绑 扎 过 程 中 张 拉 ， 索节段浇筑的施 工 要 求 ， 第二批在无索节段混凝 土浇筑完成后养 护 期 间 进 行 张 拉 ， 并满足斜拉索 通过对主梁线形、 受力以 施工初始索力的要求。
考虑主梁竖向位移对斜拉索钢绞线张力的影 响， 待第 ｎ 第一批张拉的单 １ 根钢 绞 线 张 拉 完 成 ， 根钢绞线张力衰减至 Ｆ ｎ １ｍ ａ ｘ。 根 据 施 工 流 程 可 知 此时进行节段 Ｂ 因此第一批 ｉ ＋１ 混 凝 土 浇 筑 施 工 ， 张拉的单 根 钢 绞 线 张 力 又 将 增 至 Ｆ Ｆｂ。 ｎ １ｍ ａ ｘ ＋Δ
斜拉索 Ｃ １基准束钢绞线超 根 据 施 工 流 程 ， 张拉力值采用 １ 第一批张拉 ３ 第 １ ２． １ｋ Ｎ， ７ 根后 ， 一批张拉完成达到目 标 施 工 索 力 ４ 待无 ０ ０ ０ｋ Ｎ； 索节段浇筑完成 ， 养护过程中对上一个有索节段 即根据此时压力传 斜拉索进行第二 批 张 拉 施 工 ， 按等张力法张拉剩余钢绞线 ， 最终达到 感器读数 ， 该整索目标施工索力 ８ ５ ７ ５ｋ Ｎ。 ５． ３ 钢绞线张力及其均匀性监测 通过在同一束斜拉索的不同批 如图 ４ 所示 ， 张拉区域 ， 布置压力传感器 ， 进行钢绞线张力及其 均匀性测试 ， 测试结果见表 ３。
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索截面特性输入 至 计 算 模 型 ， 根据计算结果中主 梁应力 、 线形状况进行调试 ， 最终得到分批张拉斜 拉索目标索力见表 １。
表 １ Ｃ １ 斜拉索钢绞线目标张力及 分批张拉钢绞线数量表
索号 ＭＣ １ ／ ／ Ｗ１ ｋ Ｎ Ｗ２ ｋ Ｎ ３ ７ ４ ０ ２ ６ ０ ０ ／ （ ） ° α ６ ２． １ ２ ／ ／ Ｔ ｋ Ｎ Ｔ ｋ Ｎ ｎ １ ｎ ４ ０ ０ ０ ８ ５ ７ ５
图 １ 悬臂浇筑挂索施工示意图
挂篮悬浇施工及斜拉索分批张拉流程如下 。 （ ）挂篮浇筑有索节段 （ 。 编号 Ｂ １ ｉ） （ ）混凝土养护达到设计强度后进行循环预 ２ 应力束张拉工作 。 （ ）挂 篮 走 行 到 位 后 调 整 无 索 节 段 （ 编 号： ３ 立模标高 。 Ｂ ｉ ＋１ ） （ ）通过计 算 确 定 斜 拉 索 （ 编 号： 基准束 ４ Ｃ ｊ） 初张力并张拉基准束 。
７ ４期 总第 ２ ０ １ ６ 年第 １ 期 ２
交 通 科 技 Ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｏ ｒ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ＆Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｐ ｇ ｙ
Ｓ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ Ｎ ｏ ． ２ ７ ４ Ｎ ｏ ． １Ｆ ｅ ｂ ． ２ ０ １ ６
图 ４ Ｃ １ 斜拉索断面传感器布置示意图
表 ３ Ｃ １ 斜拉索钢绞线张力均匀性监测表
传感器位置 编号 ５ Ｂ Ｃ １ ２ ６ ７ ５ ５ ＭＣ １ ２ ６ ７ ５ １ １ １． ０ １ １ ０． ７ １ ０ ８． １ １ ０ ８． １ ＋２． ６ ＋２． ４ ／ Ｆ ｋ Ｎ ｎ １ １ １ ０． ２ １ ０ ９． ５ ／ ｋ Ｎ ｆ ｎ １ １ ０ ８． １ １ ０ ８． １ ／％ ε １ ＋２． ０ ＋１． ３ ／ Ｆ ｋ Ｎ ｎ １ ０ ９． ２ １ ０ ５． ９ １ ０ ８． ６ １ １ ０． １ １ ０ ８． ３ １ ０ ６． ７ ／ ｋ Ｎ ｆ ｎ １ ０ ７． ２ １ ０ ７． ２ １ ０ ７． ２ １ ０ ７． ２ １ ０ ７． ２ １ ０ ７． ２ ／％ ε ２ ＋１． ８ －１． ２ ＋１． ３ ＋２． ７ ＋１． ０ －０． ５
（）
Ｒ ｊ Ｔ ｊ ＝ ｓ ｉ ｎα ｊ
锚点位置竖向 位 移 ； ｌ ｊ 为斜拉索梁端与塔端锚固 （ ） １
（）
点之间平行钢 绞 线 长 度 ； Ｅ 为斜拉索钢绞线弹性 模量 ； Ａ 为斜拉索单根钢绞线截面积 ； Ｆｂ 为斜拉 Δ 索第一批完成后 ， 无索节段浇筑引起单根钢绞线 张力增量 。 在等张力法原 理 和 理 论 计 算 基 础 上 ， 得到第 一批基准钢绞线 初 张 力 值 以 及 钢 绞 线 张 拉 根 数 ， 为斜拉索分批张拉施工提供了有力的理论依据 。 ４ 分批张拉钢绞线均匀性的监控措施 ） 、 为验证式 （ 式（ 中斜拉索张拉引起的主 ２ ３） 梁竖向位移值δ 以及无索节段 Ｂ δ １， ２， ｉ ＋１ 浇筑引起 的第一批单 根 钢 绞 线 张 力 增 量 Δ Ｆｂ 是 否 与 实 际 一致 ， 监控方案中在锚块附近埋设水准测钉 ， 斜拉 索钢绞线上布置压力传感器 。 通过位移观测以及 单根钢绞线张力 监 测 ， 进一步验证了本方法的可 行性 。 单根钢绞线力 值 及 其 均 匀 性 监 测 ， 应在不同 批张拉的斜拉索钢绞线上安装压力传感器或磁通
及斜拉索索力的控制从而实现主梁与斜拉索同步 施工目标 。 １ 总体方案介绍 某主跨 ２ ０ ０ｍ 的双塔单索面 Ｐ Ｃ 梁 斜 拉 桥， 最大体量斜拉索由 １ ６ ０ 根平行钢绞线组成 。 斜拉 索在主梁施 工 过 程 中 分 ２ 批 张 拉 至 施 工 初 始 索 力， 待桥面铺 装 完 成 后 全 桥 调 索 至 成 桥 索 力 。 主 有索节段中央布置斜拉索锚固 梁采用箱形截面 ， 斜撑 ， 箱梁纵向布置预应力循环束 ， 墩顶 １ 号节段 采用支架法施工 ， 其余节段均采用挂篮悬浇施工 ， 悬臂浇筑与挂索施工见图 １。
／ Ｄ Ｏ Ｉ １ ０ ． ３ ９ ６ ３ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ １ ７ ５ ７ ０ ． ２ ０ １ ６ ． ０ １ ． ０ ０ ７ － ｊ
平行钢绞线斜拉桥索梁同步施工与监控
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（ ） 中铁大桥局集团有限公司设计分公司 武汉 ４ 中铁隧道勘测设计院有限公司 天津 ３ １． ３ ０ ０ ５ ０； ０ ０ １ ３ ３ ２． 摘 要 大体量平行钢绞线斜拉索 一 般 采 用 等 张 力 法 进 行 逐 根 张 拉 施 工 ， 由 于 该 方 法 化 整 为 零， 因此极有可能在主梁悬浇过程中占用关键线路工期 。 为提高 施 工 效 率 ， 提出了一种基于等张力法 原理的斜拉索分批张拉技术 ， 以满 足 索 梁 同 步 施 工 要 求。同 时 提 出 分 批 张 拉 初 始 索 力、 单根钢绞 线基准束张力的监控措施 。 关键词 分批张拉 施工初始索力 基准索初张力 等张力法原理 同步施工
![斜拉桥施工监控方案及施工控制措施[优秀工程方案]](https://imgs-1438308264.cos.ap-hongkong.myqcloud.com/622b06da25c52cc58ad6be0f.webp)
