大跨度外倾式非对称系杆拱桥施工监控研究.pdfVIP

38 世 界 桥 梁 2013，41(3) 大跨度外倾式非对称系杆拱桥施工监控研究 赵 建 (1．中铁大桥局集团桥科院有限公司，湖北 武汉 430034； 2．桥梁结构安全 与健康湖北省重点实验室，湖北 武汉 430034) 摘 要 ：南宁大桥为主跨 300m 的外倾式非对称系杆拱桥 ，钢拱肋和钢箱梁采用 “先拱后梁 、无支架缆索 吊装” 施工方案 。为确保结构在施工过程中的安全 ，并使其成桥 内力及线形符合设计要求 ，通过建立有限元模型进行施 工过程的分阶段计算 ，并对施工过程 中混凝土拱肋、钢拱肋、钢箱梁及塔架 的应力和位移 ，承 台的沉 降，扣锚索、横 拉索 、吊杆 、系杆 、主缆及起重索 的索力等进行现场监控 。施工监控结果表明：结构的 内力和线形均满足设计要求 ， 与设计理想状态 吻合较好 ；整个过程安全可控。 关键词 ：系杆拱桥 ；外倾式拱肋 ；缆索 吊装 ；施工监控 ；有 限元 法 中图分类号 ：U448．22 文献标志码 ：A 文章编号 ：1671—7767(2013)03—0038—05 1 前 言 近年来，随着经济技术的高速发展 ，城市景观化 程度不断提高 ，各种造型美观的拱桥应运而生，其中 大跨度外倾式非对称 系杆拱桥 ，结构 新颖 ，造 型独 特 。然而对施工工艺和受力情况复杂 的空 间拱桥 ， 理想的几何线形与合理 的内力状态不仅 与设计有 关 ，而且还依赖于科学合理 的施工方法和程序。如 何对施工过程进行有效地控制 ，在成桥时得到符合 设计的线形和正确 的受力状态是非常关键 的问题 。 本文结合南宁大桥工程实例，对大跨度外倾式非对 图 1 南 宁大桥 结构 组 成 示 意 称系杆拱桥 “先拱后梁 、无支架缆索 吊装”施工过程 拱肋全拱计算矢高 82．92m，折算矢跨 比为1／3．62， 中不对称钢箱拱和曲线钢箱梁 吊装等进行监控监 拱平面与水平面的夹角为 69．71559。；西侧拱肋全 测 ，确保大桥施工过程的安全性 。 拱计算矢高 86．74m，折算矢跨 比为 1／3．46，拱平面 与水平面的夹角为66．54158。。钢箱拱肋箱高 5．6～ 2 工程概况 10．008m、箱宽 7．4m或7．408m(钢一混结合段)， 南宁大桥为主跨 300m 的大跨度 曲线梁非对 最长 吊装节段长约 21．15m，最大 吊重约 218t；混 称外倾拱桥 ，位于半径 1500m 的平 曲线 内，由混凝 凝土拱肋宽7．5m，拱肋高度 由1O．1m渐变至 14．6 土拱肋 、2条 向外倾斜的钢箱拱肋 、桥面曲线式钢箱 m，标准壁厚 80cm。 梁 、外倾斜的吊杆 、曲线式系杆及肋间平 台共 同构成 全桥共设置 吊杆 52组 ，吊距约 9m(吊杆编号 1个三维的空间结构体系(见图 1)，承担结构 的全部 从肋间平 台向跨中为 1～13)，每组由2束镀锌平行 荷载 ；因减少了横撑 ，整个结构所有平衡关系 中，拱 钢丝束组成双吊杆体 系；两侧 吊杆分别沿横桥 向倾 平面外的平衡、主梁横 向分力 的平衡与常规拱桥有 斜，并位于同一平面内。 所不 同口 ]。 主梁为弯曲封 闭式钢箱梁 ，梁宽 35m，梁高 3．5 钢箱拱肋与混凝土拱肋均为单箱单室等宽变高 m。梁段长 9m，最大 吊重 140t。 矩形截面 ；东 (下游)、西 (上游)侧钢箱拱肋各分为 全桥共设置直系杆 16束 ，弯系杆 16束 ，每束均 15个节段 ，南 、北对称安装各 7个节段 ，编号分别为