混凝土斜拉桥换索工程施工控制的研究.docx

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1、34低温建筑技术2010年第1期（总第139期）混凝土斜拉桥换索工程施工控制的研究(东北林业大学杨土建木喜工程，学院列全哈胜尔滨150040)【摘要】由于斜拉索钢丝腐蚀和疲劳、锚具松脱、混凝土的收缩徐变、支座沉降变位、以及施工、养护等诸多原因而使得斜拉桥面临更换拉索的问题。皎平渡大桥主要在换索过程中主要从斜拉索索力、主梁标面、梁和塔的应力等方面进行施工控制，桥梁在换索后全桥的受力状态基本保持原有(换索前)状态，对结构受力状态基本没有影响，结构可以安全使用。【关键词】 斜拉桥；换索工程；施工控制【中图分类号】TU394【文献标识码】B【文章编号】1001-6864 (2010) 01-0034-

2、03RESEARCH ON CONSTRUCTION CONTROL FOR CABLES REPLACEMENT OFTHE CONCRETE CABLE-STAYED BRIDGEYANG Jian-xi, SUN Quan-sheng(College of Civil Engineering, Northeast Forestry University, Harbin 150040, China)/Xbs tract ： As the cable-stayed steel corrosion and fatigue, anchor loose, concrete shrinkage an

3、d creep,bearing settlement deformation, as well as the construction, maintenance and many other reasons, theymake the cable-stayed bridge facing the problem of replacing cables. Jiaopingdu Bridge constructionmainly controls five aspects in the process of changing cables, which including cable tensio

4、n, the mainbeam elevation, the stress of beams and towers and so on. After all cables changed, the stress state offul-1 bridge maintains the original state (before cable replacement) , the basic force state of thestructure will not affect, so the structure can be used safely.Key “oids： cable-stayed

5、bridge； cable replacement project； construction control杨建喜等：混凝土斜拉桥换索I：程施工控制的研究35al Electronic Publishing House. All rights reserved. ki.；及黄遴1到号口4 4熊：孜。.泰髯刷II甲“与史1守1!4%然2通胃工减二力除二% 3 It ? w 1 r ；r : rr / k， :.?- -斜拉桥换索施工控制任务和内容m搬舞京峋懑率溷：匐瓠n斜拉桥施工控制的任务就是对换索施工过程实.cnki.基金项目东北林业大学研究生科技创新基金资助工程概况金沙江皎平渡斜拉桥于19

6、91年全桥竣工通车,施工期历时两年。该桥设计荷载：汽一 15级，挂一80；桥面净宽：净一7+2x0.75m人行道，上部构造为三跨双板组合结构，两侧为50号钢筋混凝土矩形箱梁,两矩形箱梁中间铺C30钢筋混凝土兀形行车道板。两箱梁之间按纵向每隔365m及6-35m设一道C30钢筋混凝土倒T形横系梁。桥梁立面布置取云南塔侧（拉索对施控制，确保在施工过程中桥梁结构的内和变形始终处于容许的安全范围内，确保换索后成桥状态（包括成桥线形与成桥结构内力）符合设计要求。换索施工控工控制的内容包含两个方面：根据选定的施工方法对施工的每一阶段进行理论计算，求得各施工控制参数的理论计算值，形成施工控制文件。针对实际施

7、工过程中由于种种因素所引起的桥梁结构应力（应变）理论值与实测值不一致的问题，采用一定的方法在施工中加以调整、控制2。3斜拉桥换索施工控制分析3. 1主梁线形控制皎平渡斜拉桥属于中小跨径类斜拉桥，其施工控制以控制主梁线型为主，以索力控制为辅131 o在换索施工过程中选取每个索塔塔根的一点作为高程测量水准点，基准点离桥的距离满足测量精度的要求。高程测量采用精密水准仪进行，将主梁上各索位挠度测点与水准点进行联测，得到各测点的相对高程后，相减得到各索位测点的挠度值，以计算理论值为基准来控制实际施工中的实测挠度值。以更换云南侧拉索丫62号、丫52号、丫64号和丫54号索为例，挠度测点与拉索索位点相对应，

8、换索施工过程中测点挠度值实测与理论计算值如图2所示。塔连续梁对称布置、跨径组合为70 +144 +7m、全桥长2994m。主梁采用分离式箱形主梁加兀形行车道一卸索后上游测点挠度值：一卸索后下游测点挠度值： 装新索后理论浇度值；卸索后理论挠度佰；一一装新索后卜游测点挠度值:一 装新索后卜游测点挠度值图2更换丫-6、Y5-2、Y6-4和Y5-4号索挠度值变化图从图2可以看出：从各控制测点测得的标高值得到的挠度值与模型计算的理论值接近，而且均满足设计要求。在拆除丫62号、丫52号、丫64号和Y54号索后，其索位测点Y6 （对应于丫62、丫64号索）在理论上主梁挠度下降为19mm,实际换索过程中，需要

9、控制索位测点实测挠度值不超过理论值，而实测上游丫62号索索位测点，下游丫64号索索位测点下降均为13mm,索位测点Y5 （对应于丫52、丫54号索）在理论上主梁挠度下降为18mm,而实测Y5 2、Y54号索索位测点均下降15mm，说明换索过程中对主梁变形量的控制良好。换索前后主梁相对标高差值如图3,图4所示。从图3, 4可以看出，换索前后上下游Y14测点比原桥型高1cm,是由于换索前云南侧桥台处主梁与支称布置，四川塔侧拉索编号为S开头）如图1所示。15挠度测点T-上游换索后，换索前挠度相泥值差值图3换索后、换索附挠度相对值差值图4换索人，换索的挠度相对值差值座脱空，换索后进行了垫钢板加固。其他

10、测点的标高变化不大，基本控制在毫米级，总体上来看，桥梁线形有所优化。3. 2索力控制斜拉桥主梁由斜拉索支撑着，主梁的重力按一定的规律分配给每一根索，换索过程中每卸掉一根索将引起其他索特别是与其相邻拉索的索力的变化4 O在换索施工时，需对所卸斜拉索以及周围的5对拉索进行索力测试，由于整个换索过程施工阶段较多，仅以更换四川侧S141、S131号索为例，其更换拉索时的索力变化值表见表1 0由表1可知：绝大多数拉索索力满足理论计算值少数拉索由于温度、混凝土的收缩徐变以及施工误差和测量误差而稍大于理论值，应根据实测的结构反映参数（如主梁标高的相对变化量，索力等）来修正计算模型中对应的参数（如混凝土弹性模

11、量、徐变系数等），重新分析计算。全桥换索完毕后，对全桥的斜拉索索力测试并与模型计算索力比较后，基本符合设计要求。3. 3应力控制施工阶段的应力控制是施工控制工作的一个重要组成部分，主要对索塔和主梁的重要截面进行控制，以更换四川侧S141、S131号索为例，其换索过程中边跨跨中和主跨跨中上下翼缘应力变化量表见表2o从表2可以看出：应力在换索过程中的变化是比较复杂，而且由于采用平面杆系结构建立模型得到的理论值与实际空间结构内力状态也有一定差别，但该桥换索施工中应力变化较小，在（Ml-3MPa之间，对(C) 1994-2021 China Academic Journal Electronic Pu

12、blishing House. All rights reserved, ki.37低温建筑技术2010年第1期（总第139期）工况位置换索前位置卜游100010041052966963976差值 00 221()-7-2表1更换四川侧S141、S131号索索力变化值kNY13-1 Y13-2S13-1 S13-2S11-1 S11-2 口理论1004998974956970978上游974998988980939945差值-3001424-31-33Y13-3 Y13-4S13-3S13-4S11-3S11-4理论 100010041074956 970 978理论1038104099610

13、131027上游1021106601027958981差值-172631一55-46卸索理论103510381109100310131027下游103010301068985983993差值-5-8-41-18-30-34理论10009911128948961969上游98010201090976930951差值-2029-3828-31-18装新索后理论9979981064958961969下游100410081045968958975差值710-1910-36更换S141#、更31号索应力增量工况换索前卸索前位置边跨跨中中跨跨中工缘理论卜缘理论1.缘理论卜缘理论卜.缘0.2H.50.11(

14、K10. 1IJ.10.30.11J)II. 11 /70. 11.00. 11.00. ki.同济大学学报L J9 1 yyOy(3) ： 26-40.整个结构影响不是很大。4结语(1)皎平渡大桥每组斜拉索的卸除对周围各拉索的影响较小，由此产生的主梁内力增量也很小，每组索张拉后该位置的混凝土应力也基本上恢复到原来的状态，故换索过程对主梁混凝土的应力状态影响较小，主梁是安全的。(2)索力测试结果表明，拆除旧索后，相邻索的索力增量均较小，大多在lOOkN以内，且换索后新索索力基本回复至原来索力。(3)候平渡斜拉桥在换索后，云南侧主梁标高最高处上调0-5cm；四川侧主梁标高最高处上调04cm口(4)根据整个换索过