多肋钢桁架拱桥拆索技术的探讨

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摘要:多肋多节段钢拱桥吊装施工,扣锚索众多,利用有限元程序对不同的拆索顺序进行模拟分析比较,确定出了合理的拆索方案,使得成拱后的线形更加逼近设计线形,为今后类似工程的拆索提供参考。

Abstract: There are many buckle anchors in the multi-ribbed steel arch bridge multi-segmental construction,through the analysis and comparison of finite element program on a different order of demolition cord simulation analysis,a reasonable program of demolition cord is identified making the arch design as close as linear after the alignment which provide the reference for demolition cable in the future similar projects.

关键词:拆索;斜拉扣挂;钢拱桥;扣锚索

Key words: split cable;cable-stayed knotting;steel arch bridge;buckle anchor

中图分类号:U41 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)12-0080-01

0引言

对于采用无支架缆索吊装斜拉扣挂施工的拱桥来说,拆索是主拱结构体系转化的最后一个步骤,也是一个拱肋安装过程中关键的施工步骤。通常施工过程中出现的误差,可以通过合理的拆索方案对主拱线形进一步的调整,使线形的控制更为理想。

1工程概况

大宁河特大桥是国家重点公路杭州至兰州线重庆巫山至奉节段高速公路上的一座特大桥。大桥位于三峡风景区、长江支流大宁河入长江附近,横跨大宁河,全长682m,起点桩号K30+372,终点桩号K31+054。主跨为净跨400m的钢箱桁架上承式拱桥,主拱净矢高80m,矢跨比1/5,拱轴系数m=1.9。宜昌岸引桥为5×30mT梁,万州岸引桥为3×30mT梁,桥面净宽为24.5m。

大宁河特大桥主拱安装采用无支架缆索吊装系统吊运就位,扣索系统斜拉扣定其位置的方式施工。扣、锚索均采用7?准5(?准j15.24,Rby=1860MPa)钢绞线。在巫山侧,1#锚索直接锚固于5#交界墩承台上;2#～5#扣索锚固在5#墩主体上,锚索分别锚固于0#台及2～4#桥墩承台上;6～9#扣索锚固在5#墩顶钢结构的锚梁上,锚索锚固在巫山侧扣锚索锚锭上。在奉节侧,1#锚索直接锚固于6#交界墩承台上;2#、4#扣索锚固在6#墩主体上,锚索锚固于7#、8#桥墩承台上;3#、5#扣索锚固在6#墩主体上,锚索采用岩锚锚固;6～9#扣索锚固在6#墩顶钢结构的锚梁上,锚索锚固在奉节侧扣锚索锚锭上。扣(锚)索最小倾角为6°,最大倾角为48°。扣索体系张拉点均布于扣塔顶节。

2拆索方案

根据合龙后对主拱高程观测点的实测数据,综合考虑拆索过程中线性、索力的变化及设备的充分利用,提出以下两种拆索方案:

方案一:第一阶段:拆除中游扣、锚索

步骤:①同时拆除4#、5#中游的扣索和锚索;②同时拆除6#、7#中游的扣索和锚索;③同时拆除8#、9#中游的扣索和锚索;④同时拆除2#、3#中游的扣索和锚索;⑤同时拆除1#中游的扣索和锚索;

第二阶段:依次拆除9#至1#的上、下游扣、锚索。

方案二:第一阶段:拆除中游扣、锚索

步骤:①同时拆除4#、5#中游的扣索和锚索;②同时拆除6#、7#中游的扣索和锚索;③同时拆除8#、9#中游的扣索和锚索;④同时拆除2#、3#中游的扣索和锚索;⑤同时拆除1#中游的扣索和锚索;

第二阶段:依次拆除5#、4#、3#、9#、8#、7#、6#、2#、#1的上、下游扣、锚索。

3分析与比较

3.1 模型的建立大宁河特大桥主拱吊装计算采用ANSYS通用有限元软件进行模拟,整个空间计算模型中,全桥共计2535个节点,各类型单元5062个,扣锚索采用link10模拟。

3.2 不同拆索方案下的对比方案一、二中第一阶段从4、5#索开始拆除目的是为了减小安装过程中出现的马鞍形。在整个过程中3、4、5#观测点(3、4、5#扣索与拱肋交接处)的位移是逐步减小,7、8、9#观测点(7、8、9#扣索与拱肋交接处)的位移是先增大再小幅度的减小,这样就有效的减小了马鞍形,较好的调整了线形。整个过程中的索力变化最大值为2.7t,由此也说明主拱的刚度很大。

方案一中第二阶段在整个过程中,3、4、5#观测点的位移是先增大再减小,7、8、9#观测点的位移是先减小再增大。其中9#降低的最大值为3.39cm,整个过程中的索力变化最大值为4.2t。

方案二中第二阶段在整个过程中,3、4、5#观测点的位移是逐步减小,7、8、9#观测点的位移是先增大再小幅度的减小。整个过程中的索力变化最大值为3.7t。

3.3 结论虽然两种方案理论计算得到的各个观察点的最终位移相同,但考虑实际施工过程中各个观测点位移变化的趋势和对整体线形的影响,在方案二效果中马鞍部分的位移在拆索的过程中是逐步减小,同时跨中的观测点是先增大后小幅度的减小。这样的整体变化趋势能更好的控制线形。此外,方案二整个松索过程中索力的最大变化值为3.7t,小于方案一中的4.2t。

综合考虑以上因素,方案二能更好地对拱肋线形和内力做调整,因此,在实际拆索过程中采取方案二进行松索。

4结语

多肋多节段钢拱桥吊装施工,扣锚索众多,通过对不同的拆索顺序进行分析比较发现,不同的拆索顺序将使得成拱后的内力和线形不同,施工过程中出现的误差,可以通过合理的松索方案对主拱线形进一步的调整,使线形的控制更为理想。

本文通过多肋钢桁架拱桥拆索方式的研究所得的结论,对同类桥梁施工有借鉴作用。

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