钢管混凝土梁拱组合桥梁是钢管混凝土拱与系梁、吊杆组合而成的结构体系，由于其材料利用率 高，受力合理，在工程中得到广泛的应用。但在桥梁长期的运营和使用过程中，随着交通量和车辆载重量的增加， 会使结构在使用过程中出现不同程度的损伤和病害，其 中就包括吊杆力的变化。吊杆力的变化会影响桥面的线 型和内力分布，导致结构受力特性和承载能力变化。本文采用影响矩阵法，对一钢管混凝土拱桥加固过程中的吊 杆力重新张拉 ，达到调整原桥线型，消除系杆下缘拉应力的目的，提高原桥安全性能。 【关键词】 钢管混凝土钢桥；吊杆力确定 ；影响矩阵法 【中图分类号】 TU755 【文献标识码】 B 【文章编号】 1001—6864(2014)10—0066—02 梁拱组合体系桥梁由受弯为主的梁以及受压为 主的拱肋组成，吊杆将桥面上的荷载传递到拱肋，使 各构件 共 同受 力 。在 桥梁 结 构长 期使 用 和运 营过程 中，由于外部环境和荷载的共同影响，会使吊杆力发 生变化 ，使得 系梁 下部 出现 拉应力 ，严重 时会使 系梁 产生裂缝。因此在桥 梁加 固过程 中，应 该对 吊杆力重 新进行计算、张拉，保证结构 的线型和受力状态。本 文通过一个钢管混凝土拱桥加固实例，采用零位移法 确定成桥阶段吊杆力 ，影响矩阵法确定各施工 阶段的 吊杆张拉力 ，对大桥进行 了加 固阶段 的吊杆张拉 。 1 工 程 概 况 某 桥梁全长 206,86m，全宽为 29．5m，主跨采用钢 管混凝土拱桥，标准跨径 68m，计算跨径 65m，矢 高 13m，拱肋矢跨 比 1：5，拱轴 线形 式为二 次抛物 线。主 桥断面为两 片拱 型式 ，拱肋 中对 中间距为 18．5m。主 桥 吊 杆 总 共 30对 6o根 ，其 中 钢 丝 标 准 强 度 为 1670blPa，吊杆采 用 61 5钢丝 ，吊杆顺 桥 向中心距离 4．0m。主拱肋为等截面横 哑铃 形钢管 混凝土结构 ，肋 高 0．8m，肋 宽 2．Om，由左 、右二根 ~80em的钢管通 过 中间腹 板联 接 而成 ，钢管 采 用 Q345b钢 板卷 制而 成 ， 管壁厚度 为 14ram，腹 板厚 12ram，拱 肋 内灌 C50混凝 土 ，形 成 钢 管混 凝 土 结 构。 系梁 为 预 应力 混 凝 土结 构，采用箱型断面，宽 2．5m，高 2．0m，壁厚 40em。预 应力采用钢绞线锚固于系梁端部 ，一道系杆设 8柬 14<h15．2的预应力钢铰线 。 主桥整体为刚拱刚梁结构。拱肋与系梁，端中横 梁及吊杆连接成一个内部超静定，外部为静定的结 构。主跨拱肋 吊杆立面布置见图 1。 2 成桥状态 吊杆力的确定 成桥状态 吊杆力 的确定 ，主要 有指定受 力状态 法 (零位移法和刚性支承连续梁法 )、有 约束索力 优化法 (用索量最小法和弯曲能量最小法)、无约束索力优化 ； 二= == = 1IN2 3N4N5N6N7N8N9 l0NIlNl水l l4 I=] 口 = ．．_-J ●__—— ——=] ●_一 图1 拱肋 吊杆立面布置图 法(弯矩最小法和弯矩能量最小法 )等u 。文献分 别 采用 刚性 支承连 续梁 法、力 的平衡 法 、刚性 吊杆法 确定了某梁拱组合桥柔性吊杆张拉力，并分析了各种 方法的优缺点和适用条件。文献[3]利用最小弯曲能 量原理确定成桥状 态 吊杆力 ，得 到 了合 理 的结果 。本 文采用零位移法求解成桥状态 吊杆力。 零位移法 以最终成桥状态下系梁 的位移为控制 目标 ，确定一组 吊杆 索力 使得成 桥状态下 吊杆 和系 梁 连接处节点 的位 移为零… 。求解 时 ，首先 计算 在恒 载 和现有 吊杆力作用 下 ，吊杆和 系梁连接处 各点 的竖 向 位移 { }_{W。， ，…， }’；然后计算施加单位吊杆 力产生的位移影响矩阵[6]={氏i，氐表示第 根吊杆 施加 单位 荷 载 时，对第 i号节 点位 移产 生 的影 响 值。 在恒载 和最终 吊杆力共同作用下 ，使成桥 阶段 系梁 位 移 为零 ，则可 以写 出线型方程组 ： [艿]{Ⅳ}+{ }=0 (1) 式 中 ，{N}={N ，iv2，…，Ⅳ }。为成桥 状态 目标 吊 杆力 ， (i=1，2，… )表示 成桥状 态 下第 i根 吊杆 的 吊杆力 。求解方 程组 (1)即可得 到一组成桥 状态下 的 目标 吊杆力 ，见表 1。 3 施工 阶段 吊杆张拉力的确定 在实际施 工中 ，目标 吊杆力 无法 一次性 同时施 加 到吊杆上 ，而是 分批依次 张拉的。后 张拉 的吊杆会 使 先张拉的 吊杆索力产生 变化 ，使张拉 完毕后 最终成 桥 状态吊杆力达不到 目标设计值。因此，如何确定吊杆

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