飛燕式鋼管砼拱橋系桿與吊桿施工分析與控制

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1、2009年度優(yōu)秀施工論文（技術(shù)總結(jié)）【飛燕式鋼管砼拱橋系桿與吊桿施工分析與控制】飛燕式鋼管砼拱橋系桿與吊桿施工分析與控制【內(nèi)容提要】102國道跨伊通河大橋為主跨158m的飛燕式異型鋼管混凝土拱橋，本文結(jié)合該橋介紹了鋼管混凝土拱橋系桿與吊桿在施工中的關(guān)鍵問題。利用MIDAS軟件模擬了主橋系桿施工的張拉過程，模擬中考慮了樁-土的相互作用對結(jié)構(gòu)受力及變形的影響。提出了考慮張拉順序時吊桿張拉力的計算方法，該方法可以滿足各吊桿均勻張拉的原則，并以此確定了本文橋例的吊桿張拉力。通過比較考慮張拉順序與未考慮張拉順序時吊桿張拉長度的分析結(jié)果，證明了張拉順序?qū)Φ鯒U張拉力及張拉長度的確定有較大影響?！娟P(guān)鍵詞

2、】鋼管混凝土拱橋、MIDAS、系桿張拉、吊桿張拉、張拉順序1.工程概況1.1吊桿102國道跨伊通河大橋主橋共設(shè)16對吊桿，吊桿規(guī)格均為LZM7-61型，索體采用PES(FD)系列新型低應(yīng)力防腐拉索（見圖1）。該索體是采用雙層HDPE防護(hù)的全防腐索體，雙層HDPE之間設(shè)一隔離層，索體鋼絲內(nèi)注防腐油脂。吊桿索體規(guī)格為PES(FD)7-61，每根拉索均由61根Φ7毫米鍍鋅高強(qiáng)低松馳預(yù)應(yīng)力鋼絲組成。吊桿順橋向間距6米，同一斷面橫橋向布置兩根吊索，分別錨固在主拱拱肋和主梁鋼錨箱內(nèi)，主梁處為張拉端，其橫橋向間距為4.4米，主拱處為固定端，其橫橋向間距為0.7米。標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度為fpk=1670MPa。

3、拉索錨具采用LZM7-61L冷鑄墩頭錨。圖1吊桿、系桿布置圖吊桿安裝需要先把吊桿用吊車運到預(yù)定的位置，將吊桿用特制的連接頭與鋼絲繩聯(lián)接，用卷揚(yáng)機(jī)將吊桿吊至預(yù)埋管下，拱肋下工作平臺上的人員將吊桿對正預(yù)留管口，點動卷揚(yáng)機(jī)緩慢起吊（可以輔以倒鏈就位），直至吊桿提至拱肋上方，安放墊圈，擰上吊桿工作螺母，放下吊桿。如圖2第7頁共7頁2009年度優(yōu)秀施工論文（技術(shù)總結(jié)）【飛燕式鋼管砼拱橋系桿與吊桿施工分析與控制】。固定端安放完畢后，鋼箱梁上工作人員讓吊桿下錨頭順利就位，然后安裝墊圈，擰上張拉端螺母。按設(shè)計要求張拉，使橋面標(biāo)高達(dá)到設(shè)計要求。采用4臺YCW200千斤頂對稱同時張拉同一編號的吊桿，張拉以控

4、制線形為主，控制張拉力為輔，如圖3。圖2吊桿安裝示意圖圖3吊桿張拉示意圖1.1系桿　全橋在中央分隔帶區(qū)域橋面上設(shè)置了6根水平系桿，兩端錨固于邊跨混凝土箱梁梁端橫梁處梁頂錨體之上。系桿索體采用PES(FD)新型低應(yīng)力防腐拉索，系桿索體與吊桿索體索體一樣采用雙層HDPE防護(hù)，雙層HDPE間設(shè)置有隔離層，索體鋼絲內(nèi)注防腐油脂。索體規(guī)格為PES(FD)7-199，每個拉索均由199根Φ7mm鍍鋅高強(qiáng)度低松馳預(yù)應(yīng)力鋼絲組成，標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度為fpk=1670MPa。拉索錨具采用LZM7-199L冷鑄墩頭錨。系桿的張拉要嚴(yán)格按監(jiān)控單位提供的張拉順序進(jìn)行張拉。安裝撐腳、千斤頂和高壓油泵，結(jié)合實際進(jìn)度要求分

5、階段張拉。用2臺650t千斤頂在兩端進(jìn)行同步張拉,張拉力控制為主，張拉控制以變形為輔。系桿張拉時雖能在張拉端較好地平衡拱腳水平推力產(chǎn)生的位移，但因其張拉位置較拱腳距離較遠(yuǎn)，導(dǎo)致中間區(qū)域（混凝土箱梁和V構(gòu)）被動承受較大壓力，施工時要對V構(gòu)混凝土的受力情況進(jìn)行監(jiān)控。系桿減振器的安裝應(yīng)在張拉前進(jìn)行，減少索力因預(yù)埋管偏位造成安裝困難，如圖4。由于橋面系、吊桿與拱肋之間組成超靜定體系，吊桿受力復(fù)雜，吊桿的張拉順序?qū)ζ渥罱K內(nèi)力影響較大，需要在施工前通過計算確定吊桿的張拉方案和張拉力。系桿和吊桿是整個拱橋體系中的重要部分，確定其施工方案和張拉力亦成為本工程的難點，因此需深入研究。本文采用大型通用有限元

6、軟件MIDAS/CIVIL2006建立了伊通河大橋主橋的有限元模型（見圖2）。模型中拱肋、V構(gòu)、　承臺、橋面系主梁以及樁體均采用梁單元建模，系桿和吊桿采用只能受拉的桁架桿單元模擬，樁土相互作用利用彈簧單元考慮。第7頁共7頁2009年度優(yōu)秀施工論文（技術(shù)總結(jié)）【飛燕式鋼管砼拱橋系桿與吊桿施工分析與控制】圖4系桿張拉示意圖圖5伊通河大橋MIDAS有限元模型1.系桿施工過程分析與控制系桿張拉力主要由拱橋在拱腳處產(chǎn)生的水平推力控制，在拱肋施工過程中，拱腳處水平推力隨施加在拱肋上的豎向荷載變化而改變。為平衡拱腳處水平推力，需要根據(jù)施工順序?qū)ο禇U進(jìn)行多次張拉，伊通河大橋主拱肋的施工順序如表1所示。表

7、1系桿張拉力計算結(jié)果施工順序施工步驟施工順序施工步驟施工順序施工步驟1搭設(shè)主跨主梁（鋼箱梁）支架8主拱支架脫空15　涂裝拱肋2吊裝、焊接主跨主梁9灌注主拱肋混凝土16梁上支架拆除3搭設(shè)主拱支架10安裝吊桿、張拉吊桿及系桿17安裝橋面系及附屬4吊裝、焊接主拱11搭設(shè)穩(wěn)定拱支架18張拉系桿5搭設(shè)主跨主梁兩側(cè)支架12吊裝、焊接穩(wěn)定拱19涂裝梁底6吊裝兩側(cè)主梁梁段13安裝橫撐、斜撐20拆除梁底排架7穿系桿、初張拉14張拉系桿由以上施工步驟可