監(jiān)理考試輔導(dǎo)：自錨式懸索橋施工監(jiān)控技術(shù)1

　　1.前言

　　自錨式懸索橋不同于一般的懸索橋，是一種新興的適用于城市地區(qū)的新橋型。它的主纜直接錨固在加勁梁的梁端，由主梁直接承受主纜中的水平拉力，不需要龐大的錨碇，這給不方便建造錨碇的地方修建懸索橋提供了一種解決方法。1915年德國就修建了第一座自錨式懸索橋，日本1990 年建成的北港橋，韓國1999 年建成的永宗大橋堪稱是自錨式懸索橋的代表。

　　自錨式懸索橋有如下特點：

　?。?）在外形結(jié)構(gòu)上，取消了其它懸索橋兩端大體積錨錠混凝土，節(jié)省了占地面積。

　?。?）在受力結(jié)構(gòu)上，利用橋梁橋面系來平衡主纜的水平拉力，懸索部分和鋼桁梁自成體系形式，上部結(jié)構(gòu)中的恒載和活載通過自錨體系傳力至索塔，再傳至索塔基礎(chǔ)，最后傳力至地基[1].

　　（3）在施工步驟上，其它懸索橋先施工主纜，然后再進行梁體的安裝或澆筑，而自錨式懸索橋由于主纜錨固在主梁兩端，故先進行鋼桁梁的施工，再安裝主纜。

　?。?）在施工監(jiān)測監(jiān)控上，自錨式懸索橋要求精度較其它懸索橋高，鋼梁拼裝、主纜安裝調(diào)整、索夾和吊桿的安裝調(diào)整、索塔的偏位變形等都應(yīng)在監(jiān)控之下，使橋梁時刻處在良好的施工控制狀態(tài)和操作狀態(tài)。 總之，自錨式懸索橋保留了傳統(tǒng)懸索橋的外形， 橋梁造型美觀，在地基很差或錨碇修建困難的地區(qū)也可采用，是城市中小跨徑橋梁設(shè)計方案的理想選擇[2].

　　2.橋梁施工監(jiān)控

　　橋梁施工監(jiān)控是一個“施工—測量—計算分析—修正—預(yù)告”的循環(huán)過程，即通過事先在塔、梁和拉索等主要部位埋設(shè)數(shù)種性能各異的的傳感器和相關(guān)的測試儀器獲得大量的數(shù)據(jù)，包括幾何參量和力學(xué)參量；并利用高效計算機程序，對數(shù)據(jù)進行分析處理，并確定一個階段的施工參數(shù)。

通過二者的有機結(jié)合，調(diào)整控制橋梁的內(nèi)力和線形，實現(xiàn)橋跨結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和線形同時達到設(shè)計預(yù)期值，確保橋梁施工安全和正常運營，并保證其具有優(yōu)美的外觀形狀。 自錨式柔性懸索鋼桁梁橋的主纜錨固在橋梁兩端的鋪錠橫梁上，加勁鋼桁梁的兩端也分別埋入兩端的錨錠橫梁中，錨固梁通過板式橡膠支座支撐在橋臺上，主纜水平力與加勁梁水平力平衡，如主纜張拉力過大則容易引起加勁鋼桁梁內(nèi)力超限，造成加勁梁局部失穩(wěn)，甚至全橋垮塌，主纜鞍座偏心過大，造成主塔彎曲拉應(yīng)力過大，形成施工過程的不安全。

監(jiān)控計算采用的基本方法是倒拆法，即通過從成橋狀態(tài)倒拆結(jié)構(gòu)的過程進行結(jié)構(gòu)分析來得到每一工況段結(jié)構(gòu)的內(nèi)力狀態(tài)和位移狀態(tài)。倒拆法在計算時由于設(shè)汁時所采用的計算參數(shù)諸如材料彈性模量、構(gòu)件的重量、混凝土的收縮徐變系數(shù)、施工中溫度變化以及施工臨時荷載條件等與實際工程中所表現(xiàn)出來的不完全一致，因此計算只能按假設(shè)的理想狀態(tài)進行計算，然后：再根據(jù)施工過程中所監(jiān)測到的實際結(jié)構(gòu)參數(shù)對原假設(shè)計算施工控制的目標(biāo)值進行必要的調(diào)整，以保證主體結(jié)構(gòu)在施工過程中的安全并最終達到或接近設(shè)計成橋狀態(tài)。

　　3.確定初始狀態(tài)及建立模型

　　在施工過程應(yīng)根據(jù)實際情況對設(shè)計成橋狀態(tài)重新進行優(yōu)化計算，來確定最優(yōu)的成橋狀態(tài)，以此作為監(jiān)控計算初始狀態(tài)。 根據(jù)其跨度L、垂度 、荷載 值，以主纜一端為坐標(biāo)原點，平行橋跨縱軸方向為x軸，建立平面坐標(biāo)系，利用拋物線方程，并依照設(shè)計部門確定的設(shè)計成橋線形來確定成橋狀態(tài)：

　　施工控制參數(shù)包括：構(gòu)件自重 、施丁荷載P、結(jié)構(gòu)溫度△t和施工周期T；節(jié)段立模（或拼裝）時的標(biāo)高、索力值及張拉順序和塔頂位移；節(jié)段施工完畢的標(biāo)高、索力值及張拉順序和塔頂偏位，中間調(diào)索時的標(biāo)高、索力值及張拉順序和塔頂偏位。計算假定是對全橋豎向恒載和溫度變化采用平面有限元分析法，即建立平面桿系計算模型，主纜、吊索為索單位，其它為梁單元，主纜與吊索的抗彎剛度不計，進行非線性結(jié)構(gòu)分析。

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