钢管混凝土系杆拱桥吊杆施工张拉力计算
尹 明
(湖南省高速公路管理局,湖南长沙410001)
[摘要】钢管混凝土系杆拱桥属于空间内部超静定结构,由于吊杆存在使得设计、施工控制变得比较复杂,
针对钢管混凝土系杆拱桥施工过程中的吊杆施工张拉力计算问题,采用倒拆法和影响矩阵法相结合的方法,取得
了比较好的效果。
[关键词]倒拆法;影响矩阵;多遍张拉;施工张拉力
[中图分类号]U 448.22 5 [文献标识码]B [文章编号]1674—0610(2010)02—0101—03
Computation of Tensioning Force of Hangers for Concrete
Filled Steel Tubular Arch Bridge
YIN M ing
(Hunan Expressway Administration Bureau,Changsha,Hunan 410001,China)
[Key words]negative sequence method;effect matrix method;Multi-step tensioning;construction
tension
钢管混凝土系杆拱桥主要由拱肋、系梁、吊杆三
部分组成,主梁弹性支撑于吊杆上,并通过吊杆传递
给主拱肋,主拱肋主要承压,产生水平推力,此推力
可通过系梁内预应力平衡,是一种自平衡体系。由
于其三部分之间相互制约、依存关系,各部件在施工
过程中相互影响,因此,在设计和施工中须综合各因
素,使拱桥受力达到最佳。系杆拱桥设计、施工过程
中,成桥索力的确定和吊杆施工张拉力计算是最主
要的问题。本文通过理论分析并结合实例说明,说
明了一种可行的吊杆施工张拉力的计算方法。
1 吊杆施工张拉力计算方法
吊杆力是系杆拱桥一个最重要的因素,它直接
影响结构的内力分布,决定系杆拱桥受力合理与否,
对系杆拱桥安全性、适用性、可靠度有很大的影响。
系杆拱桥根据结构形式不同施工方法也不同,一般
可分为先梁后拱法和先拱后梁法。在桥梁施工中,
吊杆是分批逐根张拉的,期间伴随着结构的改变、系
梁支承体系的变化及内力的重分布。前期张拉的吊
杆柬力影响后期吊杆张拉的束力,而后期张拉吊杆
亦对前期施工的吊杆的索力有直接的影。如果事先
没有对吊杆张拉方案及张拉控制力做好规划,最终
将导致成桥后吊杆力达不到设计目标,结构受力性
能不满足设计要求,这就必须对吊杆力进一步调整,
这是十分繁琐的事。因此,根据施工阶段吊杆张拉
顺序,确定施工中吊杆的张拉控制力,使每阶段吊杆
施工张拉完毕后,所有吊杆均达到设计值,且吊杆不
必返回张拉调整,这样可大量缩短施工时间和节省
施工费用。计算系杆拱桥吊杆张拉力的方法较多,
但是各有优缺点,常用的有倒拆计算法、迭代法、影
响矩阵法等。
1.1 倒拆计算法
倒拆法假设t=t。时刻结构内力满足正装计算
t。时刻的结果,内力、线形满足设计要求,在此初始
状态下,按照正装分析的逆过程,对结构进行到拆,
分析每次拆除一个施工段对剩余结构的影响,在一
个阶段内分析得到的结构位移、内力状态便是该阶
段结构施工的理想状态。文献[1]采用了倒拆计
算,得到了不错的效果。必须注意的是,由于系杆拱
桥常采用预应力混凝土刚性系梁,其主梁一般采用
预制拼装或现浇的施工方法,一般是在支架上现浇
主梁,吊杆开始张拉时,主梁支撑于支架上,当吊杆
张拉完成后张拉纵向预应力钢筋时,主梁已经脱离
支架,这一过程中存在着边界条件的改变。采用倒
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