钢拱桥吊杆张拉方案优化（论文）.pdf

· 23· 在特大桥项目建设中，拱桥建设技术层出不穷，钢拱桥 作为一种特殊的拱桥，受其本身结构影响，自身受力性能相 对复杂，受施工因素影响较大，特别是在吊杆张拉时，不同 的吊杆张拉方案会对拱桥本身造成不同程度的影响，故需通 过建立精确的理论计算模型，最终确定科学合理的施工方案， 从而保证施工质量。 1 工程概况 八滧港桥主桥采用“ V形腿刚构 +系杆拱”的梁拱组 合桥的结构形式，跨径布置为 25 m+70 m+25 m。主桥中跨 采用56 m简支系杆拱桥。拱肋采用箱型截面，宽 1.6 m，高 1.5 m；拱肋位于竖直平面内，拱轴线为二次抛物线，计算跨 径 L0=51.82 m，矢高 8.934 m，矢跨比为 1/5.8。主拱肋脚之间 设钢结构系统以平衡主拱水平推力， 2道系梁横桥向中心间距 为 27.6 m。桥面结构采用小横梁及桥面板的组合结构，横梁分 为中横梁及端横梁，中横梁 13根，端横梁 2根，桥面板通过 剪力钉与横梁顶板进行连接，总体布置如图 1所示。 吊杆型号采用 PES （C）7- 085 和 PES （C）7-109 型， 吊 杆构造如图 2所示，全桥共 18根，分布示意如图 3所示，顺桥 向间距为 4.0 m。吊杯索拱、梁端锚头均为冷铸钳，拱端连接 穿销式铰板，梁端为张拉端，采用球铰以适应吊杆微小转动。 图1 八滧港主桥总体布置示意(计算机截图） 2 吊杆张拉方案 本桥采用先梁后拱的安装方案，钢系梁、钢拱肋均分三 段吊装就位，接缝处设钢管支架临时支撑。 对于采用先梁后拱方案施工的拱桥，对吊杆张拉方案的 确定主要从张拉次数、张拉时机、张拉顺序 3个方面进行分 析。吊杆张拉次数的选择上，常用的有一次张拉法、多次调整 张拉法。吊杆张拉时，应将不同桥梁的施工方案安排在最合 理的施工阶段进行。张拉顺序的确定应根据理论计划，根据 不同张拉顺序下的桥梁结构应力、应变情况，选择最优张拉 顺序。 本桥在施工时，考虑了 2种张拉方案，主要区别在于张拉 顺序，方案如下。 方案 1：吊 杆 2次张拉到位，即钢结构安装就位后，进行第 ,1 次张拉，桥面板安装完成后进行第2次张拉，最后进行桥面系 施工。张拉顺序由边到中， H1、H9号吊杆→ H2、H8号吊杆 →H3、H7 号吊杆→ H4、H6号吊杆→ H5号吊杆。 方案 2：吊 杆 2次张拉到位，即钢结构安装就位后进行第 1次张拉，桥面板安装完成后进行第 2次张拉，最后进行桥面 系施工。张拉顺序由中到边， H5号吊杆→ H4、H6号吊杆→ H3、H7号吊杆→ H2、H8号吊杆→ H1、H9号吊杆。 3 桥梁计算模型建立 桥梁结构采用 MIDAS Civil 2019 有限元计算软件进行分 析。根据设计图纸中的结构布置、结构尺寸及箱梁结构离散 图等，将全桥结构离散成 724个节点、 892个单元，拱肋和主 梁采用梁单元建模，吊杆采用桁架单元建模。模型中沿桥纵 向为 x轴，竖向为 z轴，横桥向为 y轴。 4 不同张拉方案的对比与分析 为分析不同的吊杆张拉顺序对结构受力、线型的影响， 分别对吊杆张拉完毕时（未施工桥面系）， 2种吊杆张拉顺序 下结构的变形及应力结果进行分析。 2种张拉方案计算比较时， 采用相同的初始张拉力进行控制，见表 1。 4.1 ? ?6&?? ?r????s??e 不同吊杆张拉顺序下，对结构的竖向变形进行对比，见 表2。 通过对结构竖向变形的计算可知， 2种吊杆张拉顺序对结 构变形的分布影响不大。吊杆张拉顺序对拱肋和主梁的竖向 变形值有一定的影响，方案 1拱肋的竖向变形是方案 2的 1.05 倍， 方案 1主梁的竖向变形是方案 2的 0.91 倍。 ［摘 要］ 6滧6??V??“V ? ?0r+?&i” ci???r??，/?? 56 m?E?1i?，??k 18T6& 。6&??  、Rm???%? Osr? O? ?V!?亦?? ，?i??]/??, 。s6 滧6??1 i?6&???])?YN， ?? 8 ?r圈，s??堵r? O、???劳，???众?? 86&???#。 ［关键词］ 1i? ；6& ；?? ［中图分类号］ U 446.1bbbbb ［文献标志码］ Abbbbb ［文章编号］ 1001–523X（2021）22–0023–02 Optimization of Suspender Tension Scheme of Steel Arch Bridge Zhao Li-bo ，Chen Hao，Li Peng，Chen Lei ［Abstract ］The main bridge of the Bayaogang Bridge adopts structural form of a beam-arch combination bridge of "V-pier rigid frame+tied arch". The middle span adopts a 56 m-span simply supported steel arch bridge with a total of 18 suspenders.The tension sequence of the boom and the tension control stress at each stage has a greater impact on mechanical performance of the structure ，which is a key link in the construction of an arch bridge. The suspender tensioning plan of the steel arch bridge of Bayaogang Bridge is studied， and the most reasonable suspender tensioning plan is determined by comparing