拉索体系相关标准及规范的研究

拉索施工监理技术摘要：拉索类型、平行钢丝斜拉索制作、施工、安装及张拉过程监理质量控制要点。

介绍了拉索钢结构混凝土核心筒施工中监理质量控制技术和要求。

关键词：拉索、挂索、张拉、监测；制作安装工艺要求；质量控制要点拉索是一种柔性拉杆，是斜拉桥重要组成部分。

拉索承受桥面传来的恒载、活载以及风载等，并将其传递到主塔上，它是斜拉桥的主要受力构件。

拉索的构造分为整体安装的斜索和分散安装的斜索两大类，前者代表为平行钢丝拉索和冷铸锚，后者的代表为钢绞线拉索和夹片锚。

近年来，较多民用建筑如办公楼、图书馆、展览馆、体育馆、足球场等采用拉索结构体系，以采用平行钢丝拉索为例，平行钢丝拉索一般由直径5mm或7mm的高强度镀锌钢丝组成。

将若干钢丝按六边形平行并拢，同心同向做轻度扭转，加缠高强度聚酯包带和热挤高密度聚乙烯塑料护套HDPE或者PE护套，再配以墩头冷铸锚，就形成平行钢丝拉索。

平行钢丝拉索一般采用工厂制作形式。

拉索制作好后，卷盘运至现场工地，放索、牵引、安装、张拉、通过索力调整完成拉索的张挂受力。

民用建筑采用楼板面放索施工方法，拉索张拉采用一端张拉一段锚固较常见。

使用拉索的钢结构工程中以较常见的索+跨层钢桁架+钢框架+核心筒结构体系为例，在斜拉索整个施工控制的流程中，监理人员虽然没有介入施工监控的计算和复核工作，但是在监控指令的流转、指令执行的监督以及施工监测等环节上，监理人员的作用非常重要，因此现场监理机构要特别重视在拉索结构体系建筑施工过程中的监理工作。

以索+跨层钢桁架+钢框架+核心筒结构体系建筑为例，索结构存以下重难点：1、核心筒及钢结构位移的控制核心筒附近的拉索索力将对核心筒产生巨大的水平和竖向分力，跨中的钢结构也会在索力的作用下产生竖向位移，对于施工状态而言，张拉过程中将不可避免的对核心筒与钢构产生不利影响，索锚具与耳板间隙对受力的影响。

在张拉过程中为了控制核心筒与钢构应力位移，应分级循环张拉，保证张拉力值的准确性。

桥梁建设㊀２０２０年第５０卷第１期(总第２６１期)ＢｒｉｄｇｅＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎꎬＶｏｌ.５０ꎬＮｏ.１ꎬ２０２０(ＴｏｔａｌｌｙＮｏ.２６１)文章编号:１００３－４７２２(２０２０)０１－００２６－０６斜拉桥施工期取代临时墩的拉索平衡结构体系研究刘明虎１ꎬ孟凡超１ꎬ李国亮１ꎬ孙㊀鹏２(１.中交公路规划设计院有限公司ꎬ北京１０００８８ꎻ２.中交二公局第一工程有限公司ꎬ湖北武汉４３００１９)摘㊀要:斜拉桥上部结构双悬臂施工时ꎬ可采用临时拉索平衡结构体系代替传统的临时墩来抵抗不平衡荷载作用ꎮ为分析施工期拉索平衡结构体系下大跨度斜拉桥的结构受力和抗风性能ꎬ以港珠澳大桥青州航道桥为背景进行研究ꎮ基于平衡措施设计的基本原则ꎬ在桥梁边㊁中跨主梁与桥塔承台间设计了临时拉索连接的结构体系ꎬ采用ＭＩＤＡＳＣｉｖｉｌ软件建立全桥模型ꎬ分析双悬臂施工中最不利工况下的桥梁受力ꎬ并进行了比例为１ʒ７０的全桥气动弹性模型风洞试验ꎮ结果表明:拉索平衡结构体系能够增强大跨径斜拉桥双悬臂施工状态下抵抗各种不平衡静荷载作用的能力ꎬ提高桥梁抵抗动风荷载作用的能力ꎬ降低施工期的抖振响应ꎻ拉索平衡结构体系下的桥梁受力和抗风性能均满足要求ꎬ该体系能够保证斜拉桥在上部结构施工中的结构安全ꎮ关键词:斜拉桥ꎻ临时墩ꎻ拉索平衡结构体系ꎻ悬臂状态ꎻ有限元法ꎻ风洞试验ꎻ受力分析ꎻ抗风性能中图分类号:Ｕ４４８.２７ꎻＵ４４５.４文献标志码:Ａ收稿日期:２０１９－０５－２８作者简介:刘明虎ꎬ教授级高工ꎬＥ￣ｍａｉｌ:ｌｉｕｍｉｎｇｈｕ＠ｈｐｄｉ.ｃｏｍ.ｃｎꎮ研究方向:桥梁与地下结构工程设计ꎮＳｔｕｄｙｏｆＣａｂｌｅＢａｌａｎｃｉｎｇＳｙｓｔｅｍｔｏＲｅｐｌａｃｅＴｅｍｐｏｒａｒｙＰｉｅｒｓＤｕｒｉｎｇＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆＣａｂｌｅ￣ＳｔａｙｅｄＢｒｉｄｇｅＬＩＵＭｉｎｇ￣ｈｕ１ꎬＭＥＮＧＦａｎ￣ｃｈａｏ１ꎬＬＩＧｕｏ￣ｌｉａｎｇ１ꎬＳＵＮＰｅｎｇ２(１.ＣＣＣＣＨｉｇｈｗａｙＣｏｎｓｕｌｔａｎｔｓＣｏ.ꎬＬｔｄ.ꎬＢｅｉｊｉｎｇ１０００８８ꎬＣｈｉｎａꎻ２.ＣＣＣＣ￣ＳＨＥＣＦｉｒｓｔＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏ.ꎬＬｔｄ.ꎬＷｕｈａｎ４３００１９ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｄｕｒｉｎｇｔｈｅｄｏｕｂｌｅ￣ｃａｎｔｉｌｅｖｅｒｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｕｐｅｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｃａｂｌｅ￣ｓｔａｙｅｄｂｒｉｄｇｅꎬａｔｅｍｐｏｒａｒｙｃａｂｌｅｂａｌａｎｃｉｎｇｓｙｓｔｅｍｃａｎｂｅｄｅｐｌｏｙｅｄｔｏｒｅｐｌａｃｅｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｌｙ￣ａｄｄｅｄｔｅｍｐｏｒａｒｙｐｉｅｒｓｔｏｒｅ￣ｓｉｓｔｔｈｅｕｎｂａｌａｎｃｅｄｌｏａｄｉｎｇｅｆｆｅｃｔｓ.Ｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅｌｏａｄｂｅａｒｉｎｇｂｅｈａｖｉｏｒａｎｄｗｉｎｄｒｅｓｉｓｔａｎｔｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｌｏｎｇ￣ｓｐａｎｃａｂｌｅ￣ｓｔａｙｅｄｂｒｉｄｇｅｗｈｅｎｔｈｅｃａｂｌｅｂａｌａｎｃｉｎｇｓｙｓｔｅｍｉｓｕｓｅｄｄｕｒｉｎｇｔｈｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓꎬｔｈｅＱｉｎｇｚｈｏｕＮａｖｉｇａｔｉｏｎａｌＣｈａｎｎｅｌＢｒｉｄｇｅｏｆＨｏｎｇＫｏｎｇ￣Ｚｈｕｈａｉ￣ＭａｃａｏＢｒｉｄｇｅｉｓｔａｋｅｎａｓｔｈｅｓｔｕｄｙｂａｃｋ￣ｇｒｏｕｎｄ.Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｄｅｓｉｇｎｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｂａｌａｎｃｉｎｇｓｅｔ￣ｕｐｓꎬａｂａｌａｎｃｉｎｇｓｙｓｔｅｍｆｏｒｍｅｄｂｙｔｅｍｐｏｒａｒｙｃａｂｌｅｓｉｎｓｔａｌｌｅｄｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｍａｉｎｇｉｒｄｅｒｓｉｎｔｈｅｓｉｄｅａｎｄｃｅｎｔｒａｌｓｐａｎｓａｎｄｐｉｌｅｃａｐｓｏｆｔｈｅｐｙ￣ｌｏｎｓｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄ.ＴｈｅｓｏｆｔｗａｒｅＭＩＤＡＳＣｉｖｉｌｗａｓｕｓｅｄｔｏｂｕｉｌｄｔｈｅｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅｏｖｅｒａｌｌｂｒｉｄｇｅꎬｔｏａｎａｌｙｚｅｔｈｅｌｏａｄｂｅａｒｉｎｇｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅｂｒｉｄｇｅｕｎｄｅｒｔｈｅｍｏｓｔａｄｖｅｒｓｅｌｏａｄｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｄｕｒｉｎｇｔｈｅｄｏｕｂｌｅ￣ｃａｎ￣ｔｉｌｅｖｅｒｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ.Ａｎｄａ１ʒ７０ａｅｒｏｅｌａｓｔｉｃｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅｏｖｅｒａｌｌｂｒｉｄｇｅｗａｓｂｕｉｌｔｔｏｃａｒｒｙｏｕｔｔｈｅｗｉｎｄｔｕｎｎｅｌｔｅｓｔ.Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｃａｂｌｅｂａｌａｎｃｉｎｇｓｙｓｔｅｍｃａｎｉｎｃｒｅａｓｅｔｈｅｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆｔｈｅｌｏｎｇ￣ｓｐａｎｃａ￣ｂｌｅ￣ｓｔａｙｅｄｂｒｉｄｇｅｔｏｒｅｓｉｓｔｖａｒｉｏｕｓｕｎｂａｌａｎｃｅｄｓｔａｔｉｃｌｏａｄｓｕｎｄｅｒｔｈｅｄｏｕｂｌｅ￣ｃａｎｔｉｌｅｖｅｒｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｃｏｎｄｉ￣ｔｉｏｎꎬｅｎｈａｎｃｅｔｈｅｃａｐａｃｉｔｙｏｆｔｈｅｂｒｉｄｇｅｔｏｒｅｓｉｓｔｄｙｎａｍｉｃｗｉｎｄｌｏａｄｓａｎｄｒｅｄｕｃｅｔｈｅｂｕｆｆｅｔｉｎｇｒｅｓｐｏｎｓｅｓｏｆｂｒｉｄｇｅｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｄｕｒｉｎｇｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ.Ｔｈｅｌｏａｄｂｅａｒｉｎｇｃａｐａｃｉｔｙａｎｄｗｉｎｄｒｅｓｉｓｔａｎｔｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅｂｒｉｄｇｅｗｉｔｈｔｈｅｃａｂｌｅｂａｌａｎｃｉｎｇｓｙｓｔｅｍｃａｎａｌｌｍｅｅｔｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓꎬｐｒｏｖｉｎｇｔｈａｔｔｈｅｃａｂｌｅｂａｌａｎｃｉｎｇｓｙｓ￣ｔｅｍｃａｎｅｎｓｕｒｅｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｓａｆｅｔｙｏｆｔｈｅｃａｂｌｅ￣ｓｔａｙｅｄｂｒｉｄｇｅｄｕｒｉｎｇｔｈｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｕｐｅｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅ.６２斜拉桥施工期取代临时墩的拉索平衡结构体系研究㊀㊀刘明虎ꎬ孟凡超ꎬ李国亮ꎬ孙㊀鹏Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｃａｂｌｅ￣ｓｔａｙｅｄｂｒｉｄｇｅꎻｔｅｍｐｏｒａｒｙｐｉｅｒꎻｃａｂｌｅｂａｌａｎｃｉｎｇｓｙｓｔｅｍꎻｃａｎｔｉｌｅｖｅｒｃｏｎｄｉｔｉｏｎꎻｆｉ￣ｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄꎻｗｉｎｄｔｕｎｎｅｌｔｅｓｔꎻｌｏａｄｂｅａｒｉｎｇｂｅｈａｖｉｏｒａｎａｌｙｓｉｓꎻｗｉｎｄｒｅｓｉｓｔａｎｔｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ１㊀引㊀言现代斜拉桥由于跨越能力大ꎬ广泛应用于桥梁建设中ꎮ经过４０多年的发展ꎬ我国已成为世界上拥有斜拉桥数量最多的国家ꎮ绝大部分大跨径斜拉桥的上部结构都采用悬臂法施工(悬臂浇筑或悬臂拼装)[１]ꎬ且除了典型的混合梁斜拉桥(整个边跨为中小跨径混凝土梁㊁中跨为钢梁)和近塔边跨主梁采用大节段一次吊装到位或顶推到位或支架上节段拼装的斜拉桥外[２]ꎬ均存在双悬臂施工过程ꎮ施工过程中ꎬ桥塔两侧悬臂结构存在不平衡的自重㊁索力㊁施工荷载㊁风荷载等ꎬ且存在桥面吊机或挂篮甚至梁段坠落等意外工况发生的可能性ꎮ在悬臂施工初期ꎬ上述不平衡荷载作用通过塔梁临时固结措施以及大多数情况下都设置的塔区支架(膺架或托架)予以平衡ꎮ但随着悬臂长度的逐步增加ꎬ两侧不平衡荷载作用效应越来越大ꎬ塔梁临时固结措施将不足以平衡ꎮ为了保证大跨度斜拉桥在大悬臂状态下(通常为１００~１５０ｍ)的结构受力安全㊁提高结构整体稳定性ꎬ必须采取相应的平衡措施来增强桥梁抵抗不平衡荷载作用效应的能力ꎬ这种措施通常就是设置临时墩[３￣５]ꎮ临时墩在１个桥塔悬臂结构范围一般仅设１个ꎬ通常设置在近塔边跨侧不影响通航的适当位置ꎮ特殊情况下ꎬ当最大单悬臂长度也需要进行控制且中跨通航不受限制或通过管控能保证通航安全时ꎬ也有将临时墩设置在中跨的情形ꎮ临时墩虽能起到抵抗不平衡荷载㊁提高桥梁整体稳定性并最终保障结构受力安全的作用ꎬ但由于需增设临时墩结构并进行现场施工ꎬ材料用量多㊁工程造价高㊁工期占用长ꎬ在一定程度上影响了通航安全㊁自身也存在被船撞的风险ꎬ与当前工厂化㊁装配化㊁绿色环保㊁节约资源㊁降低风险㊁快速施工等现代化建设理念契合度不高ꎮ因此ꎬ需寻求一种优化的替代方案ꎮ拉索平衡结构体系是一种在桥梁边㊁中跨主梁与桥塔下塔柱(或承台)间进行临时拉索连接的结构体系ꎬ通过对临时拉索进行主动预张拉ꎬ为桥梁在悬臂施工状态下提供三向弹性约束ꎬ增加了桥梁结构刚度ꎬ能实现平衡措施应有的两方面功能:一是增强抵抗不平衡静荷载作用的能力ꎬ保证桥梁悬臂施工状态下的结构受力安全和稳定性[４ꎬ６￣７]ꎻ二是提高抵抗动风荷载作用的能力ꎬ降低施工期可能出现的有损结构㊁危害施工的抖振响应ꎬ并提高桥梁在施工期间风自激振动下的稳定性[８￣９]ꎮ而与临时墩相比ꎬ拉索平衡结构体系材料用量少㊁施工简单快捷㊁造价低㊁施工风险小ꎬ能够实现节约资源㊁快速施工㊁安全环保的现代化建设理念ꎮ因此ꎬ拉索平衡结构体系是一种可以取代临时墩的优化方案ꎮ本文以港珠澳大桥青州航道桥为背景ꎬ对拉索平衡结构体系在结构设计㊁桥梁静载受力及稳定性㊁抗风性能方面开展研究ꎬ并应用于工程实践ꎮ２㊀工程背景港珠澳大桥青州航道桥为双塔空间双索面钢箱梁斜拉桥ꎬ桥跨布置为(１１０＋２３６＋４５８＋２３６＋１１０)ｍ(图１)[１０￣１１]ꎮ主梁采用扁平流线型钢箱梁ꎻ斜拉索采用双索面扇形布置ꎻ桥塔采用横向Ｈ形框架结构ꎬ塔柱为钢筋混凝土构件ꎬ上联结系采用 中国结 造型的钢结构剪刀撑ꎻ下部结构采用现浇承台及塔身㊁预制墩身ꎬ基础采用大直径钢管复合群桩ꎮ㊀㊀该桥处于珠江伶仃洋入海口处海域正中央ꎬ距离海岸线约２０ｋｍꎬ其所处的海洋环境建设条件复杂而恶劣ꎮ基于并服务于项目建设条件㊁建设目标和需求ꎬ设计提出了 大型化㊁工厂化㊁标准化㊁装配化 的项目建设理念和指导方针ꎬ以保证施工和航运安全㊁确保工程质量品质㊁减少现场工作量及海上作业时间㊁降低施工风险㊁保护海洋生物㊁节约资源㊁快速施工ꎮ该桥上部结构施工采用对称悬臂拼装方案ꎮ为保证结构受力安全ꎬ需在双悬臂长度达到一定程度后增加平衡措施ꎮ若采用传统方案ꎬ则需在每个近桥塔边跨内设置１个临时墩ꎬ距塔柱中心线１０２ｍ(图１)ꎮ但是设置临时墩ꎬ则不能满足该桥 无支架㊁无托架㊁无临时墩 的施工目标要求ꎮ因此ꎬ提出采用拉索平衡结构体系ꎮ３㊀拉索平衡结构体系方案３.１㊀拉索平衡结构体系设计原则㊀㊀拉索平衡结构体系的设置应能实现完全取代临７２桥梁建设㊀ＢｒｉｄｇｅＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ２０２０ꎬ５０(１)图１㊀青州航道桥桥型布置及传统临时墩布置Ｆｉｇ.１ＬａｙｏｕｔｏｆＱｉｎｇｚｈｏｕＮａｖｉｇａｔｉｏｎａｌＣｈａｎｎｅｌＢｒｉｄｇｅａｎｄＴｅｍｐｏｒａｒｙＰｉｅｒｓＡｒｒａｎｇｅｄｉｎＴｒａｄｉｔｉｏｎａｌＭａｎｎｅｒ时墩的功能ꎬ其设计应遵循以下原则:(１)因为拉索为只受拉不受压的柔性结构ꎬ为保证在双臂施工过程中上部结构的约束体系不发生改变ꎬ在桥梁的中㊁边跨均应设置拉索ꎬ且一般情况下为对称布置ꎮ(２)应确保两侧拉索在最不利工况下始终处于受拉状态ꎬ即防止拉索松弛ꎮ因此ꎬ需对拉索进行预张拉ꎮ预张拉力应通过桥梁总体结构计算确定ꎬ在保证桥梁结构受力满足要求的同时ꎬ还应保证拉索始终受拉ꎮ若桥梁受力不满足要求ꎬ则应进一步调整拉索的布置㊁数量㊁规格和预张拉力ꎬ直至满足要求为止ꎮ施工期设计基本风速按公路桥梁抗风设计规范或项目特殊要求的重现期取用ꎮ(３)拉索张拉及拆除均应进行准确计算ꎬ并纳入到桥梁施工控制工作中ꎬ以考虑拉索平衡结构体系对桥梁施工阶段及成桥状态的受力和线形的影响ꎮ(４)桥梁施工期的抗风性能应满足要求ꎬ需开展模型风洞试验进行相关研究ꎮ３.２㊀拉索平衡结构体系设计根据研究ꎬ在中㊁边跨各设置１对临时拉索ꎮ临时拉索下端锚固于桥塔承台中ꎬ承台端为张拉端ꎬ通过钢锚梁连接于预埋在承台混凝土中的ϕ３２ｍｍ精轧螺纹钢筋实现锚固和张拉ꎮ临时拉索上端连接在第６对斜拉索对应的梁段底端ꎬ连接位置距桥塔中心线１０２ｍꎻ梁端为固定端ꎬ通过ϕ１７８ｍｍ的销轴连接双叉耳和梁底锚固耳板实现锚固ꎮ拉索平衡结构体系布置示意见图２ꎮ临时拉索采用成品斜拉索ꎬ型号为ＰＥＳ７￣１５１ꎬ单根长约１０１ｍꎬ两端配冷铸锚ꎮ在第６对斜拉索第２次张拉后ꎬ对称安装临时拉索ꎬ并对其施加３０００ｋＮ的张拉力ꎮ在边跨合龙后ꎬ拆除临时拉索ꎮ图２㊀拉索平衡结构体系布置示意Ｆｉｇ.２ＣｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｏｆＣａｂｌｅＢａｌａｎｃｉｎｇＳｙｓｔｅｍ４㊀拉索平衡结构体系研究４.１㊀桥梁受力分析为研究桥梁施工期拉索平衡结构体系下的受力状况ꎬ采用ＭＩＤＡＳＣｉｖｉｌ软件建立全桥有限元模型ꎬ分析双悬臂施工中最不利工况下的桥梁受力ꎬ并与临时墩体系下的桥梁受力进行对比分析ꎮ桥梁双悬臂施工状态不平衡静载作用分为正常工况和意外工况２种情形ꎮ正常工况指在施工期间正常出现且至少跨越１个结构体系转换施工阶段的８２斜拉桥施工期取代临时墩的拉索平衡结构体系研究㊀㊀刘明虎ꎬ孟凡超ꎬ李国亮ꎬ孙㊀鹏各种荷载(如主梁结构自重㊁斜拉索索力㊁施工机具设备或堆载自重等)可能的组合ꎮ斜拉桥属高次超静定结构ꎬ施工过程与成桥后的主梁线形和结构恒载内力有着密切的联系ꎮ因此ꎬ应计算整个施工过程中正常工况下临时平衡体系对成桥状态的影响ꎮ意外工况指施工期在某个施工阶段内意外或按概率发生的一过性荷载(如桥面吊机或挂篮或梁段坠落㊁施工重现期内的风荷载等)与正常工况的可能的组合ꎬ意外工况不影响成桥状态ꎬ但控制临时平衡体系以及塔梁临时固结等的设计ꎮ有限元计算得到青州航道桥静载作用下斜拉索索力㊁主梁和桥塔受力ꎬ结果分别见表１和表２ꎮ施工期风荷载按３０年一遇标准考虑ꎮ表１㊀静载作用下斜拉索索力Ｔａｂ.１ＣａｂｌｅＦｏｒｃｅｓｏｆＳｔａｙＣａｂｌｅｓｕｎｄｅｒＳｔａｔｉｃＬｏａｄｓ斜拉索编号正常工况下成桥阶段索力/ｋＮ最不利意外工况下索力/ｋＮ临时墩拉索平衡结构体系临时墩拉索平衡结构体系Ｓ１２７６７２７５３２９０７２９０８Ｓ６２７１４３０９６１９３３３０５６Ｓ１４７２０１７２３７－－Ｍ１２７４３２７２４２２１３２２５５Ｍ６２８２７３３０２２０１８２５４７Ｍ１４５５１８５５１９－－注:Ｓ１代表边跨由近塔侧向远塔侧的第１对拉索ꎬＭ１代表中跨由近塔侧向远塔侧的第１对拉索ꎮ表２㊀静载作用下主梁和桥塔受力Ｔａｂ.２ＬｏａｄＢｅａｒｉｎｇＢｅｈａｖｉｏｒｓｏｆＭａｉｎＧｉｒｄｅｒａｎｄＰｙｌｏｎｓｕｎｄｅｒＳｔａｔｉｃＬｏａｄｓ部位正常工况下成桥阶段弯矩/ＭＮ ｍ最不利意外工况下弯矩/ＭＮ ｍ临时墩拉索平衡结构体系临时墩拉索平衡结构体系主梁根部７５.２７９.６３２.３４９６.８６１塔底纵向７９.７５８.１１２２０１１１０㊀㊀由表１可知:由于对临时拉索进行了主动预张拉ꎬ其临近斜拉索索力得到附加的增量ꎬ该增量随着与临时拉索距离的增大而下降ꎮ由表２可知:正常工况成桥阶段下ꎬ拉索平衡结构体系方案对应的主梁根部弯矩与临时墩方案相比增大约６％ꎬ塔底纵向弯矩比临时墩方案减小约２７％ꎻ最不利意外工况下ꎬ拉索平衡结构体系方案对应的塔底纵向弯矩比临时墩方案减小约９％ꎬ主梁根部弯矩比临时墩方案减小约７９％ꎬ这主要是由于拉索平衡体系方案的对称性给结构受力带来了改善ꎮ成桥阶段的内力可通过斜拉索索力来调整ꎬ调整后使成桥状态下结构的受力满足要求并更加合理[１２]ꎮ对临时拉索的拉力进行有限元分析可知:在施工期正常工况下ꎬ临时拉索的拉力为２２００~３６００ｋＮꎻ最大双悬臂最不利工况下ꎬ临时拉索始终处于受拉状态ꎬ其最小拉力为６５７ｋＮ㊁最大拉力为６１７２ｋＮꎻ临时拉索的安全系数为１.７５ꎬ满足大于１.５的要求ꎮ对最大双悬臂阶段进行屈曲计算分析可知:桥梁一阶弹性屈曲模态为桥塔纵向失稳ꎻ结构弹性稳定安全系数为２０.３ꎬ满足大于４的要求ꎮ通过拉索平衡结构体系下的桥梁受力分析可知ꎬ拉索平衡结构体系能够增强大跨径斜拉桥双悬臂施工状态下抵抗各种不平衡静荷载作用的能力ꎬ保证桥梁结构受力安全和稳定性ꎮ４.２㊀施工期桥梁抗风性能试验为研究施工期桥梁的抗风性能和动力响应ꎬ检验桥梁结构在均匀来流下的静风稳定㊁涡振㊁颤振㊁驰振等气动性能ꎬ以及在紊流条件下的抖振性能等ꎬ开展了比例为１ʒ７０的全桥气动弹性模型风洞试验研究[１３]ꎮ在均匀流和紊流工况下ꎬ最大双悬臂状态全桥气动弹性模型风洞试验见图３ꎮ施工期设计基本风速按３０年重现期取用ꎬ为３９.１ｍ/ｓꎬ相应桥面基准风速为４５.６ｍ/ｓꎮ试验风攻角包括０ʎ和３ʎꎮ图３㊀最大双悬臂状态全桥气弹性模型风洞试验Ｆｉｇ.３ＷｉｎｄＴｕｎｎｅｌＴｅｓｔｏｆＡｅｒｏｅｌａｓｔｉｃＭｏｄｅｌｏｆＯｖｅｒａｌｌＢｒｉｄｇｅｕｎｄｅｒＭａｘｉｍｕｍＤｏｕｂｌｅ￣ＣａｎｔｉｌｅｖｅｒＣｏｎｄｉｔｉｏｎ全桥气动弹性模型风洞试验结果表明:当来流为均匀流时ꎬ在检验风速范围内ꎬ最大双悬臂状态下均未发生主梁颤振㊁驰振㊁横向屈曲㊁扭转发散等静９２桥梁建设㊀ＢｒｉｄｇｅＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ２０２０ꎬ５０(１)力失稳现象ꎬ也未发生明显的涡激振动现象ꎻ当来流为紊流时ꎬ在检验风速范围内ꎬ最大双悬臂状态下均未出现振幅发散的颤振及驰振等气动失稳现象ꎬ也未发生明显的涡激振动ꎮ分析最大双悬臂状态风荷载下主梁端部位移和结构内力的抖振响应ꎬ结果分别见表３和表４ꎮ由表３可知:最大双悬臂状态风荷载下主梁位移抖振响应较小ꎮ将表４的结构内力抖振响应值与施工期正常工况受力组合后进行结构验算ꎬ结果表明各构件结构受力满足规范要求ꎮ表３㊀主梁端部位移抖振响应Ｔａｂ.３ＢｕｆｆｅｔｉｎｇＲｅｓｐｏｎｓｅｓｏｆＤｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔａｔＥｎｄｓｏｆＭａｉｎＧｉｒｄｅｒ关键截面响应平均风响应值均方根值竖向位移/ｍ０.１８５０.２９６主梁端部横向位移/ｍ０.０３２０.１３１扭转位移/(ʎ)０.０１０.０９表４㊀结构内力抖振响应Ｔａｂ.４ＢｕｆｆｅｔｉｎｇＲｅｓｐｏｎｓｅｓｏｆＩｎｔｅｒｎａｌＦｏｒｃｅｓｏｆＳｔｒｕｃｔｕｒｅ关键截面响应㊀㊀㊀响应值竖向弯矩/ｋＮ ｍ６４３９.０主梁根部横向弯矩/ｋＮ ｍ３４２３４.２扭矩/ｋＮ ｍ１７４７.３顺桥向弯矩/ｋＮ ｍ６６６７７６.０桥塔根部横桥向弯矩/ｋＮ ｍ６６４１.１扭矩/ｋＮ ｍ１６７４１.３临时拉索拉力/ｋＮ１５４４.２㊀㊀通过全桥气弹性模型风洞试验可知ꎬ拉索平衡结构体系能够提高桥梁抵抗动风荷载作用的能力ꎬ降低施工期的抖振响应ꎬ并提高桥梁在风自激振动下的稳定性ꎮ５㊀结㊀论以港珠澳大桥青州航道桥为背景ꎬ提出了临时拉索平衡结构体系ꎬ以代替传统的临时墩ꎮ设计了在桥梁边㊁中跨主梁与桥塔承台间进行临时拉索连接的结构体系ꎬ并对其双悬臂施工过程的最不利工况受力及抗风性能ꎬ采用有限元计算和风洞模型试验开展了分析研究ꎮ结果表明:拉索平衡结构体系能够增强大跨径斜拉桥双悬臂施工状态下抵抗各种不平衡静荷载作用的能力ꎬ提高桥梁抵抗动风荷载作用的能力ꎬ降低施工期的抖振响应ꎻ拉索平衡结构体系下的桥梁受力和抗风性能均满足要求ꎬ该体系能够保证斜拉桥在上部结构安装施工过程中的结构安全ꎮ该拉索平衡结构体系已在港珠澳大桥青州航道桥上得到了成功应用ꎬ相对传统临时墩方案节省工期(非关键路线工期)约５０ｄꎬ节约工程造价约１１００万元(拉索平衡方案造价仅为临时墩方案的５.７％)ꎮ取代临时墩的拉索平衡结构体系在节约资源㊁快速施工和经济性方面具有很大的优越性ꎬ具有良好的推广应用价值ꎮ参考文献(Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ):[１]㊀周孟波.斜拉桥手册[Ｍ].北京:人民交通出版社ꎬ２００４.(ＺＨＯＵＭｅｎｇ￣ｂｏ.Ｃａｂｌｅ￣ｓｔａｙｅｄＢｒｉｄｇｅｓＭａｎｕａｌ[Ｍ].Ｂｅｉｊｉｎｇ:ＣｈｉｎａＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓＰｒｅｓｓꎬ２００４.ｉｎＣｈｉ￣ｎｅｓｅ)[２]㊀刘自明.平潭海峡公铁大桥施工关键技术[Ｊ].桥梁建设ꎬ２０１９ꎬ４９(５):１－８.(ＬＩＵＺｉ￣ｍｉｎｇ.ＫｅｙＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＴｅｃｈｎｉｑｕｅｓｆｏｒＰｉｎｇｔａｎＳｔｒａｉｔｓＲａｉｌ￣ｃｕｍ￣ｒｏａｄＢｒｉｄｇｅ[Ｊ].ＢｒｉｄｇｅＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎꎬ２０１９ꎬ４９(５):１－８.ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ)[３]㊀李宗平.上海长江大桥主桥临时墩设计及施工技术研究[Ｊ].桥梁建设ꎬ２００８(１):７０－７３.(ＬＩＺｏｎｇ￣ｐｉｎｇ.ＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＤｅｓｉｇｎａｎｄＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＴｅｃｈｎｉｑｕｅｓｆｏｒＴｅｍｐｏｒａｒｙＰｉｅｒｓｏｆＭａｉｎＢｒｉｄｇｅｏｆＳｈａｎｇ￣ｈａｉＣｈａｎｇｊｉａｎｇＲｉｖｅｒＢｒｉｄｇｅ[Ｊ].ＢｒｉｄｇｅＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎꎬ２００８(１):７０－７３.ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ)[４]㊀吕㊀梁ꎬ崔㊀冰ꎬ钟汉清ꎬ等.南京长江五桥主桥结构非线性稳定性研究[Ｊ].桥梁建设ꎬ２０１９ꎬ４９(４):４０－４５.(ＬＹＵＬｉａｎｇꎬＣｕｉＢｉｎｇꎬＺＨＯＮＧＨａｎ￣ｑｉｎｇꎬｅｔａｌ.ＳｔｕｄｙｏｎＮｏｎｌｉｎｅａｒｏｆＳｔｒｕｃｔｕｒｅｆｏｒＭａｉｎＢｒｉｄｇｅｏｆＦｉｆｔｈＣｈａｎｇｊｉａｎｇＲｉｂｅｒＢｒｉｄｇｅｉｎＮａｎｊｉｎｇ[Ｊ].ＢｒｉｄｇｅＣｏｎ￣ｓｔｒｕｃｔｉｏｎꎬ２０１９ꎬ４９(４):４０－４５.ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ) [５]㊀吴宏业.鸭绿江界河公路大桥主桥最大双悬臂施工临时墩应用分析[Ｊ].辽宁省交通高等专科学校学报ꎬ２０１７ꎬ１９(６):１－４.(ＷＵＨｏｎｇ￣ｙｅ.ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＡｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅＬａｒｇｅｓｔＤｏｕｂ￣ｌｅＣａｎｔｉｌｅｖｅｒＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＴｅｍｐｏｒａｒｙＰｉｅｒｏｆｔｈｅＭａｉｎＢｒｉｄｇｅｏｆＪｉｅｈｅＨｉｇｈｗａｙＢｒｉｄｇｅｏｎＹａｌｕＲｉｖｅｒ[Ｊ].Ｊｏｕｒ￣ｎａｌｏｆＬｉａｏｎｉｎｇＰｒｏｖｉｎｃｉａｌＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓꎬ２０１７ꎬ１９(６):１－４.ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ)[６]㊀ＪＴＧ/ＴＤ６５－０１－２００７ꎬ公路斜拉桥设计细则[Ｓ].(ＪＴＧ/ＴＤ６５￣０１－２００７ꎬＧｕｉｄｅｌｉｎｅｓｆｏｒＤｅｓｉｇｎｏｆＨｉｇｈ￣ｗａｙＣａｂｌｅ￣ｓｔａｙｅｄＢｒｉｄｇｅ[Ｓ].)[７]㊀卜一之ꎬ赵㊀雷ꎬ李㊀乔.苏通长江大桥结构非线性稳定性研究[Ｊ].土木工程学报ꎬ２０１３ꎬ４６(１):８４－９１.(ＢＵＹｉ￣ｚｈｉꎬＺＨＡＯＬｅｉꎬＬＩＱｉａｏ.ＳｔｒｕｃｔｕｒａｌＮｏｎｌｉｎｅａｒＳｔａｂｉｌｉｔｙＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＳｕｔｏｎｇＹａｎｇｔｚｅＲｉｖｅｒＢｒｉｄｇｅ[Ｊ].０３斜拉桥施工期取代临时墩的拉索平衡结构体系研究㊀㊀刘明虎ꎬ孟凡超ꎬ李国亮ꎬ孙㊀鹏ＣｈｉｎａＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＪｏｕｒｎａｌꎬ２０１３ꎬ４６(１):８４－９１.ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ)[８]㊀苏振宇ꎬ彭江辉.大跨度斜拉桥最大双悬臂施工阶段的抖振控制措施研究[Ｊ].公路工程ꎬ２０１８ꎬ４３(３):１４６－１５１.(ＳＵＺｈｅｎ￣ｙｕꎬＰＥＮＧＪｉａｎｇ￣ｈｕｉ.Ｂｕｆｆｅｔｉｎｇ￣ＲｅｓｔｒａｉｎｉｎｇＭｅａｓｕｒｅｓｆｏｒＬｏｎｇＳｐａｎＣａｂｌｅ￣ＳｔａｙｅｄＢｒｉｄｇｅｓａｔｔｈｅＬｏｎ￣ｇｅｓｔＤｏｕｂｌｅＣａｎｔｉｌｅｖｅｒＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＳｔａｇｅ[Ｊ].ＨｉｇｈｗａｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬ２０１８ꎬ４３(３):１４６－１５１.ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ) [９]㊀马婷婷ꎬ葛耀君ꎬ杨詠昕ꎬ等.临时墩对三塔斜拉桥最大双悬臂抖振控制研究[Ｊ].华中科技大学学报(自然科学版)ꎬ２０１２ꎬ４０(７):１１０－１１４.(ＭＡＴｉｎｇ￣ｔｉｎｇꎬＧＥＹａｏ￣ｊｕｎꎬＹＡＮＧＹｏｎｇ￣ｘｉｎꎬｅｔａｌ.ＥｆｆｅｃｔｓｏｆＴｅｍｐｏｒａｒｙＰｉｅｒｓｏｎＢｕｆｆｅｔｉｎｇＣｏｎｔｒｏｌｏｆＬｏｎｇｅｓｔＤｏｕｂｌｅ￣ｃａｎｔｉｌｅｖｅｒᶄｓＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＳｔａｔｅｉｎＴｒｉｐｌｅ￣ｔｏｗｅｒＣａ￣ｂｌｅ￣ｓｔａｙｅｄＢｒｉｄｇｅ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨｕａｚｈｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ(ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅ)ꎬ２０１２ꎬ４０(７):１１０－１１４.ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ)[１０]㊀刘明虎ꎬ孟凡超ꎬ李国亮ꎬ等.港珠澳大桥青州航道桥设计[Ｊ].公路ꎬ２０１４ꎬ５９(１):４４－５１.(ＬＩＵＭｉｎｇ￣ｈｕꎬＭＥＮＧＦａｎ￣ｃｈａｏꎬＬＩＧｕｏ￣ｌｉａｎｇꎬｅｔａｌ.ＤｅｓｉｇｎｏｆＱｉｎｇｚｈｏｕＳｈｉｐＣｈａｎｎｅｌＢｒｉｄｇｅｏｆＨｏｎｇＫｏｎｇ￣Ｚｈｕｈａｉ￣ＭａｃａｏＢｒｉｄｇｅ[Ｊ].Ｈｉｇｈｗａｙꎬ２０１４ꎬ５９(１):４４－５１.ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ)[１１]㊀刘明虎ꎬ孟凡超ꎬ李国亮.港珠澳大桥青州航道桥工程特点及关键技术[Ｊ].桥梁建设ꎬ２０１３ꎬ４３(４):８７－９３.(ＬＩＵＭｉｎｇ￣ｈｕꎬＭＥＮＧＦａｎ￣ｃｈａｏꎬＬＩＧｕｏ￣ｌｉａｎｇ.Ｅｎｇｉ￣ｎｅｅｒｉｎｇＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄＫｅｙＴｅｃｈｎｉｑｕｅｓｏｆＱｉｎｇｚｈｏｕＳｈｉｐＣｈａｎｎｅｌＢｒｉｄｇｅｏｆＨｏｎｇＫｏｎｇ￣Ｚｈｕｈａｉ￣ＭａｃａｏＢｒｉｄｇｅ[Ｊ].ＢｒｉｄｇｅＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎꎬ２０１３ꎬ４３(４):８７－９３.ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ)[１２]㊀位东升ꎬ彭旭民ꎬ陶㊀路ꎬ等.六广河特大桥施工过程张拉索力优化分析[Ｊ].桥梁建设ꎬ２０１７ꎬ４７(６):３６－４１.(ＷＥＩＤｏｎｇ￣ｓｈｅｎｇꎬＰＥＮＧＸｕ￣ｍｉｎꎬＴＡＯＬｕꎬｅｔａｌ.ＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎａｎｄＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＴｅｎｓｉｏｎｅｄＳｔａｙＣａｂｌｅＦｏｒｃｅｓｉｎＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆＬｉｕｇｕａｎｇＲｉｖｅｒＢｒｉｄｇｅ[Ｊ].ＢｒｉｄｇｅＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎꎬ２０１７ꎬ４７(６):３６－４１.ｉｎＣｈｉ￣ｎｅｓｅ)[１３]㊀中交公路规划设计院有限公司ꎬ西南交通大学.港珠澳大桥施工图设计阶段青州航道桥结构抗风性能试验研究报告[Ｒ].北京:２０１２.(ＣＣＣＣＨｉｇｈｗａｙＣｏｎｓｕｌｔａｎｔｓＣｏ.ꎬＬｔｄ.ꎬＳｏｕｔｈｗｅｓｔＪｉａｏ￣ｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ.ＷｉｎｄＲｅｓｉｓｔａｎｃｅＴｅｓｔＲｅｐｏｒｔｏｆＱｉｎｇ￣ｚｈｏｕＦａｉｒｗａｙＢｒｉｄｇｅＳｔｒｕｃｔｕｒｅＤｕｒｉｎｇＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＤｒａｗｉｎｇＤｅｓｉｇｎＳｔａｇｅｏｆＨｏｎｇＫｏｎｇ￣Ｚｈｕｈａｉ￣ＭａｃａｏＢｒｉｄｇｅ[Ｒ].Ｂｅｉｊｉｎｇ:２０１２.ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ)ＬＩＵＭｉｎｇ￣ｈｕ刘明虎１９７１－ꎬ男ꎬ教授级高工１９９３年毕业于重庆交通大学桥梁与结构工程专业ꎬ工学学士ꎮ研究方向:桥梁与地下结构工程设计Ｅ￣ｍａｉｌ:ｌｉｕｍｉｎｇｈｕ＠ｈｐｄｉ.ｃｏｍ.ｃｎＭＥＮＧＦａｎ￣ｃｈａｏ孟凡超１９５９－ꎬ男ꎬ教授级高工１９８２年毕业于重庆交通大学桥梁与隧道工程专业ꎬ工学学士ꎮ研究方向:桥梁设计Ｅ￣ｍａｉｌ:ｍｅｎｇｆａｎｃｈａｏ＠ｈｐｄｉ.ｃｏｍ.ｃｎＬＩＧｕｏ￣ｌｉａｎｇ李国亮１９８０－ꎬ男ꎬ高级工程师２００３年毕业于东南大学土木工程专业ꎬ工学学士ꎬ２００６年毕业于东南大学桥梁工程专业ꎬ工学硕士ꎮ研究方向:桥梁设计Ｅ￣ｍａｉｌ:ｌｉｇｕｏｌｉａｎｇ＠ｈｐｄｉ.ｃｏｍ.ｃｎＳＵＮＰｅｎｇ孙㊀鹏１９７８－ꎬ男ꎬ高级工程师２００３年毕业于北华大学道路与桥梁专业ꎬ工学学士ꎮ研究方向:大跨度索结构桥施工技术Ｅ￣ｍａｉｌ:１９１００１７３９＠ｑｑ.ｃｏｍ(编辑:王㊀娣)１３。

拉索索力计算拉索索力（Tension Force）是指在一个物体上受到的来自拉力的力，它作用于物体上的一对相互拉扯的点上。

拉索索力计算是力学中的一个重要问题，它在各个领域都有广泛的应用。

为了能够准确计算拉索索力，我们首先需要了解拉索（Cable）的性质、受力分析以及计算方法。

一、拉索的性质拉索，也称为索线，是一种细长的、柔性的材料，常见的有钢索、绳索等。

拉索的性质会影响到拉索索力的计算，主要包括拉索的质量、长度、直径和材料弹性模量等。

二、受力分析在进行拉索索力计算时，我们需要分析拉索所受到的外界力和内部受力。

外界力主要包括外部施加在拉索上的拉力，内部受力则是指拉索内部各点之间的相互作用力。

三、拉索索力计算方法1. 基本概念拉索中的拉力是由拉索两端的拉力传递到整个拉索上的，这个拉力的方向始终沿着拉索的方向。

在悬挂物体的情况下，拉索上的拉力将承受物体的重力。

2. 悬挂物体的情况当拉索用于悬挂物体时，拉索上的拉力可以分解为两个方向上的分力：竖直向上的力（垂直力）和沿着拉索方向的力（水平力）。

垂直力是物体的重力，可根据物体的质量和重力加速度计算得到。

水平力是由物体悬挂时产生的，它的大小与物体的垂直悬挂距离有关。

3. 弹性拉索的情况当拉索是弹性的时候，我们需要考虑拉伸和弹性回复所带来的影响。

弹性回复的力量可以根据拉索的材料弹性模量和拉伸量进行计算。

四、实际应用举例拉索索力计算在工程和科学领域中有着广泛的应用。

比如，在建筑领域，计算吊车起重机械的最大承重能力时就需要考虑到拉索的索力。

同样地，在物理实验中，计算悬挂实验样品所需拉索的索力也是非常重要的。

拉索索力的计算不仅需要考虑力学的基本原理，还需要考虑拉索的性质、受力分析和计算方法等因素。

只有准确理解和运用这些概念和方法，才能计算出准确的拉索索力。

无论是在实际应用中还是在学术研究中，拉索索力计算都扮演着重要的角色，并且对于确保结构的稳定和安全起着至关重要的作用。

大跨度斜拉桥拉索安全性分析方法研究对斜拉桥结构安全性进行衡量的最为关键的一个标准就是运营期间斜拉桥斜拉索的安全性。

出于对斜拉索钢丝与高强拉丝不均匀性之间相互影响的考虑，本文立足于可靠度观点对桥梁运营条件下斜拉索安全系数的变化进行了分析，然后以此为基础对分析大跨度斜拉桥拉索安全性的有效对策进行了分析。

标签：斜拉桥；拉索；安全系数对斜拉桥结构安全进行衡量的重要指标就是运营期间斜拉桥斜拉索的安全性，由于钢丝本身的疲劳和锈蚀而导致断裂，这一现象是导致斜拉索受到破坏的关键原因，斜拉桥在使用期间的失效事故大部分都是由拉索失效引发的。

本文以某大桥斜拉索工程为例，对大跨度斜拉桥拉索安全性的分析方法进行了分析。

1.大跨度斜拉桥拉索强度模型分析大跨度屋盖中的索承体系、吊桥的吊索、悬索桥的吊索和主缆、斜拉桥的斜拉索等在对静荷载和动荷载进行承受的时候都采用了缆索。

通常在设计阶段将组成索的钢丝公称破断力加起来作为钢索公称破断索力。

但是因为在结构评估阶段需要对拉索承载力进行准确的计算，并且要对在增长的荷载作用下钢索出现的失效过程的复杂性进行考虑，对钢丝在承受荷载和变形的时候出现的索内断丝、腐蚀、交互效应等情况的综合影响进行考虑[1]。

2.采用Monte Carlo法对拉索强度进行估算首先，钢丝样本本构之间的关系：因为受到了试验设备条件的影响，一般从钢丝样本的室内拉伸试验中对拉索的强度进行研究。

在工程施工后期，分别选取其上游两个拉索中的长钢丝实施静力试验。

本文以试验结果为根据，选择两阶段模型对拉索钢丝的本构特性进行模拟，采用线性对第一阶段进行表示；采用简化成线性的方式对样本非线性后屈服特性进行表示。

尽可能少的控制点、计算更加方便、简单是简化钢丝将本本构关系时必须遵守的原则。

通过对E、εe、εu、σu 等四个随机变量的利用，以试验结果为根据对随机变量的统计分布参数进行确定，其中统一量均值和试验均值之比就是均值系数，标准差与均值之比就是变异系数[2]。

Cable Shift System for Manual Transmissions拉索式手动换档操纵系统一般性要求1 Introduction1介绍1.1 Scope. This specification outlines the technical specifications required for the cable shift system of manual transmissions. This specification applies to the assembly, specially to the shift lever knobs, to the mechanism, to the shift and select cables and to the shift lever boot (where applicable).1.1范围本技术规范概要性的描述了拉索式手动换档操纵系统的要求。

包括操纵系统总成，尤其是换档手柄，操纵机构，换档换位拉索以及防尘罩(如果使用)Stipulation of the functional and durability require-ments placed on gearshift mechanisms is necessary in order to ensure the quality and service lifetime of the parts supplied. The requirements contained in this specification reflect those minimum values which are necessary in order to be able to carry out regular evaluation of conformity with design engineering targets. These requirements are to be looked upon as being an addition to validation tests, dimensional inspectionand，and in process quality checks.为了确保质量和寿命，规定的功能和耐久性的要求是必要的。

桥梁拉索磁致伸缩导波检测技术标准1.本标准规定了桥梁拉索磁致伸缩导波检测技术的要求和方法。

This standard specifies the requirements and methods for the detection of magnetostrictive guided wave in bridge cable.2.拉索磁致伸缩导波检测技术是一种用于桥梁拉索健康监测的重要手段。

Magnetostrictive guided wave detection technology is an important means for the health monitoring of bridge cables.3.本标准适用于各种类型的桥梁拉索磁致伸缩导波检测工作。

This standard is applicable to the magnetostrictiveguided wave detection of various types of bridge cables.4.检测人员应具备专业的技能和经验，严格按照本标准进行检测工作。

The detection personnel should have professional skills and experience, and strictly follow this standard for detection work.5.拉索磁致伸缩导波检测应在合适的环境条件下进行，以确保检测结果的准确性和可靠性。

Magnetostrictive guided wave detection should be carried out under appropriate environmental conditions to ensure the accuracy and reliability of the detection results.6.检测设备应该经过校准，并且符合相关的技术规范要求。

桥梁斜拉索的锚端锚具防护技术研究前言随着现阶段保护措施的逐渐完善，斜拉桥斜拉索索体已经得到了很好的保护，而斜拉索与锚具结合部位由于保护措施较少从而成为斜拉索防腐蚀的薄弱环节，国内已有多座斜拉桥由于斜拉索腐蚀破坏尤其是斜拉索与锚具结合部位的腐蚀而导致换索，造成了巨大的经济损失和不良社会影响，因此拉索锚具的防腐必须引起我们足够的重视。

一、斜拉桥拉索简介不管是从结构组成还是受力形式方面而言，斜拉索都是桥梁工程中的核心构件，斜拉桥也因其得名。

从美学上考虑，拉索也对斜拉桥起着重要作用。

目前我们认识到斜拉索必须拥有抗疲劳性能、耐久性和良好的抗腐蚀性等，才能为斜拉桥的正常使用提供坚实的基础。

随着土木行业对斜拉桥研究的深入，拉索的类型逐步增多，制作和施工工艺的不断进步，实质上促进了斜拉桥的发展。

（1）斜拉索斜拉索是在斜拉索中是承受主梁自重及其桥面荷载的关键构件，它主要由索体（包含索身与连接筒）、锚头两大部分组成。

索身钢索的索身是由多根高强度钢丝绞扭而成，主要的结构型式有德国的封闭式旋钮钢缆（Locked Coil Rope）、英国的螺旋形钢缆（Spiral Rope）、日本的平行钢丝股索（Parallel Wire Strand）三大种，而我国斜拉桥所用的斜拉索主要采用平行钢丝型式。

每一根斜拉索内，多根绞扭的钢丝都紧密排列为近似六边形结构，外围分别缠绕复合缠包带、热挤压PE护套。

由于索身与锚头的尺寸、刚度差异极大，两者之间的连接点处必然产生应力集中，极易引起PE护套疲劳损伤、破坏锚头的防腐效果，成为整个缆索的最薄弱环节。

为了减轻PE护套的疲劳损伤、确保锚头的防腐效果，在锚头与索身之间设置了连接筒区域，通过在连接筒灌注柔性密封填充料，对锚头与索身的連接部分进行防腐蚀的过渡处理。

针对各桥梁不同的承重特点及各缆索的安装位置，需采用不同直径的预应力高强热镀锌钢丝（Φ5mm或Ф7mm），而且钢丝的数量与长度也各不相同。

目前钢丝抗拉强度达到1570～1860MPa，其最大应变达到了8000με。

斜拉索安装施工实践研究发布时间：2023-03-24T03:49:10.175Z 来源：《中国建设信息化》2022年23期作者：刘金鹏[导读] 在大型桥梁的建设施工过程当中，作为关键性的构成内容的“斜拉索”刘金鹏中国水利水电第七工程局有限公司，四川成都 610213摘要：在大型桥梁的建设施工过程当中，作为关键性的构成内容的“斜拉索”，对于强化桥梁稳定性、提升桥梁使用周期等层面有十分积极的推进作用。

在本文当中，将从斜拉索基本概念和用途切入，以斜江河特大桥项目工程案例作为背景，探究其应用的技术要点，期望能够为桥梁工程的施工和建设提供理论参考。

关键词：斜拉索；桥梁工程；施工安装斜拉索安装施工在实际桥梁工程的安装施工过程中有较为关键的意义，其在质量、进度、安全、文明、环保等方面施工目标的实现，有助于规范主桥斜拉索施工管理，提高投资效益及工程管理水平。

下文中将以斜江河特大桥项目为例展开阐述。

一、斜拉索的概念和应用斜拉索桥是重要的结构现代大跨桥梁形式，特别是在跨越峡谷、海湾、大江、大河等不易修筑桥墩的地方架设大跨径的特大桥梁时，往往都选择悬索桥和斜拉桥的桥型，以其优美的造型、巨大的跨越能力以及对地形、地质广泛的适应性，在现代世界桥梁建设中占有重要的地位，并且越来越显示出其强大的生命力。

其主要内容包含斜拉索运输、备料、挂索、张拉、调索、斜拉索防护及施工中技术、质量、进度、安全、文明、环保等各方面。

二、斜拉索安装施工实践研究（一）施工方案概述斜拉索安装施工主要包括运输装卸、桥面展索、塔端安装并临时锚固、梁端预埋件及转换装置安装、梁端斜拉索与前支点挂篮牵引锚固、梁端预紧、梁端一张、梁端二张、梁端转换装置拆除、塔端三张、塔端索力调整及附属设施安装等工序。

根据索重和梁端牵引索力，斜拉索在桥面的搬运、起吊等由塔吊与汽车吊来进行；塔内的牵引锚固由5t卷扬机配合塔吊进行。

桥面的牵引由10t卷扬机来进行，当牵引力大的时候，采用千斤顶来进行。

斜拉桥拉索设计说明拟建的高速公路斜拉桥，桥梁起止里程为：左幅 ZK163+182.798～ZK164+511.798，右幅K163+203～K164+532，桥梁中心桩号为左幅 ZK163+847.298，右幅 K163+867.5，设计桥孔和跨径（孔×m）左幅为6×40+83.5+173.5+575+173.5+83.5，桥长788m，右幅为6×40+83.5+173.5+575+173.5+83.5，桥长788m。

最大桥高308.8m。

上部结构左右幅均拟采用混合组合梁，左右幅桥墩下部结构均拟采用索塔、薄壁墩。

墩台均采用桩基础。

1、设计要点1.1 总体主桥为双塔双索面组合梁斜拉桥，桥跨布置为（83.5+173.5）m+575m+（173.5+83.5）m；钢主梁采用双边工字梁断面；索塔采用收腿的倒 A 型造型，整体式承台，群桩基础；辅助墩、过渡墩均采用群桩基础。

全桥采用半漂浮结构体系，在索塔下横梁处和各辅助墩、过渡墩处设置球形钢支座；在索塔处设置横向支座；索塔下横梁处与主梁之间设纵向粘滞阻尼装置。

过渡墩设纵向活动、横向限位支座，辅助墩设双向活动支座。

1.2 斜拉索规格全桥共4×23 对拉索，梁端标准索距为 12.0m，边跨尾索区索距 8.1m，梁端为拉索固定端，采用锚拉板锚固形式，塔端为拉索张拉端，采用钢锚梁锚固形式。

根据索力的不同，共分为 15-37、15-55、15-61、15-73 和 15-85 五种类型，全桥共 184 根斜拉索。

斜拉索最长311.7m，单根重约35.04t（下料长度，NZ23、SZ23号索，型号为 15-85，未含锚具和护套）。

1.3 斜拉索技术要求斜拉索应按《斜拉桥钢绞线拉索技术条件》（GB/T 30826—2014）的要求进行外观、长度、超张拉、弹性模量、静、动载、疲劳性能等检测。

斜拉索要求使用寿命不小于 50 年，并具有可换性。

拉索布置规范前言为提供拉索布置方法和合格判定标准制定本规范。

本规范由**汽车（集团）有限责任公司提出。

本规范由**汽车（集团）有限责任公司科技委管理。

本规范起草单位：**汽车工程研究院车身技术研究所本规范主要起草人：编制：校核：审定：批准：本规范的版本记录和版本号变动与修订记录拉索布置规范1范围本规范规定了拉索布置原则。

本规范适用于**M1类轿车拉索布置。

2规范性引用文件下列文件中的条款通过本规范的引用而成为本规范的条款。

凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本规范，然而，鼓励根据本规范达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本规范。

3整车拉索组成离合器拉索、油门拉索、换挡操纵拉索、驻车制动拉索、燃油箱门锁拉索、发动机罩锁拉索、行李箱锁拉索。

4 拉索规格（常用规格）5 布置要求5.1 布置总则5.1.1 拉索走势应平滑顺畅；5.1.2 拉索走势尽量不走S形；5.1.3 拉索应尽量布置在隐藏的空间；5.1.4 拉索在某些锋利表面会边缘附近布置时，必须在拉索外加保护套，避免磨损；5.1.5 离合拉索、换挡拉索、驻车制动拉索，从导管中出来部分要保持25mm以上直线段，拉索弯曲半径≥150mm；5.1.6 离合拉索、换挡拉索，连接发动机及车身部分需留有20mm以上振动余量；5.1.7 驻车制动拉索连接制动器与车身部分需留有20mm以上振动余量；5.1.8 油门拉索最小弯曲半径≥120mm，有导管时，导管内拉索最小弯曲半径≥60mm；5.1.9 燃油箱门锁拉索、发动机罩锁拉索、行李箱锁拉索，最小弯曲半径≥30mm；5.2、与周边零件间隙要求5.2.1 离合拉索、换挡拉索、驻车制动拉索与无相对运动零件间距≥10mm，与有相对运动零件间距≥20mm，与消声器及排气歧管间距≥60mm；5.2.2 燃油箱门锁拉索、发动机罩锁拉索、行李箱锁拉索与周边间距≥3mm。