南京小龙湾混凝土自锚式悬索桥吊索张拉过程研究

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发布时间：2021-10-10

资料介绍

摘要：不同于地锚式悬索桥，自锚式悬索桥先梁后缆的施工方式，使其张拉过程具有显著的可优化性。依托小龙湾自锚式悬索
桥工程实例，对自锚式悬索桥张拉过程控制原则、控制目标进行了分析，在满足桥梁结构受力安全的前提下，尽量减少接长杆数
量、索鞍顶推次数、千斤顶数量和张拉批次，以较少的人力物力财力和时间来完成吊索张拉方案。建立有限元模型，模拟分析小
龙湾大桥张拉全过程，根据吊索张拉安全系数、桥塔及加劲梁允许最大压应力、最小拉应力等指标，提出适用于该桥的张拉控制
方案。对比分析了成桥状态与张拉过程中吊索的最大索力，发现在跨中 14一，16号吊索索力较成桥状态索力有所增加，但均能满
足张拉过程吊索安全要求。对吊索张拉过程中桥塔及加劲梁的应力变化规律进行了总结，发现在张拉 14～17号吊索时，桥塔、加
劲梁等混凝土构件应力发生显著变化。
关键词：自锚式悬索桥；吊索张拉；有限元分析；全过程分析；施工控制
中图分类号：U448．25 文献标志码：B 文章编号：1009—7716(2015)09—0104—03
0 引言的张拉次数，使吊索拉力尽早达到设计状态。
自锚式悬索桥具有景观性强、不需要修建大
体积锚碇、受地质条件限制小、桥型可结合地形灵
活布置、主缆水平力可为混凝土加劲梁提供压应
力等优点，在中小跨径桥梁方案比选中具有较强
的竞争力，近年得到了较快的发展。
地锚式悬索桥梁一般先安装吊索，梁段一般
从跨中向两端逐段拼装，已安装好的梁段会随着
主缆变形，吊索力的大小基本与其承担的梁段重
量相等，随其它梁段的吊装变化不大，吊索的长度
基本不变，全桥梁段合拢后及二期恒载施加，一般
不对吊索索力进行调整。
与地锚式悬索桥不同，自锚式悬索桥一般采
用先梁后缆的施工方式，加劲梁先在支架现浇，现
浇完成后的位置与成桥状态位置基本一致，而成桥
主缆与空缆状态相差很大，一般空缆会上浮 1～2 m，因
此按照成桥状态下料制作的吊索长度多数小于空
缆状态时索夹至加劲梁锚点的长度，吊索张拉施
工时，需用接长杆接长吊索。吊索张拉过程中，考
虑到加劲梁的承载能力、桥塔的承载能力、吊索的
允许承载力以及施工过程中的张拉设备的数量等
因素影响，张拉一般需要分批次逐步张拉，以确保
张拉过程中加劲梁、桥塔、吊索的安全。但为了减
少时间、人力及财力的消耗，在满足桥塔、加劲梁、
吊索等构件安全的情况下，一般应尽量减少吊索
收稿日期：2015—04—21
作者简介：史松磊 (1983一)，男，山东临沂人，硕士，工程师，主要
从事道路与桥梁设计研究工作。
1 工程背景
1．1 主桥总体布置
主桥采用双塔双索面自锚式悬索桥，跨径组
合为 44 m+96 m+44 m=184 ITI，道路与现状河道斜
交，斜交角度为 5。，桥梁为正桥。主桥主塔总高为
35．4 m，桥面以上塔高 22．6 m，主缆成桥线形采用
二次抛物线，中跨矢跨比为 1／5．5，主缆横桥向中心
距 18 m。加劲梁采用现浇预应力混凝土箱梁，梁高
1．74～2．0 m。吊索标准间距为 5 m，箱梁每 5 m设
置一横梁与吊索对应。主塔基础采用直径为 1．5 m
的钻孔灌注桩群桩基础。
主桥桥面为双向 4车道，并设置非机动车道
及人行道，其断面布置为：3．5 m(人行道含栏杆 )+
3．5 m(非机动车道)+2．5 m(侧分带 )+15．5 m(机动车
道 )+2．5 rn(侧分带 )+3．5 m(非机动车道 )+3．5 m(人
行道含栏杆 )=34．5 m。
桥梁纵坡为 2．82％的对称坡，变坡点位于主桥
跨中，设置 R=I 350 m竖曲线；桥面横坡为 1．5％，
通过调整主梁高度来实现，道路中心线处主梁高
2．0 m。图 1为桥梁总体布置及吊杆编号图。