2023年連續(xù)梁系桿拱橋吊桿安裝及索力張拉探析

2023年連續(xù)梁系桿拱橋吊桿安裝及索力張拉探析

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摘要：隨著時代經濟的飛速發(fā)展，現(xiàn)代化橋梁建設進程不斷加快，拱橋作為我國古代的橋型，近些年來伴隨著技術水平的不斷提高，逐漸發(fā)展出一種新型的連續(xù)梁系桿拱橋，對于如何做好系桿拱橋吊桿的安裝和索力張拉始終是橋梁建設領域研究的熱點之一。本文以新建廣珠鐵路復工工程白坭河特大橋主橋為例，主要分析論述了系桿拱橋吊桿安裝和索力張拉的施工工藝及質量控制措施，可為提供參考和借鑒。

關鍵詞：系桿拱橋；吊桿安裝；索力張拉

前言

連續(xù)梁系桿拱橋式結構因具有結構剛度大、動力穩(wěn)定性好等優(yōu)越性，相繼在鐵路橋梁的設計中得到應用。連續(xù)梁組合系桿拱，可有效減少大跨連續(xù)梁的自重，最大程度降低橋面標高，節(jié)省工程造價。但連續(xù)梁系桿拱橋技術復雜，施工難度大，尤其是吊桿索力的張拉，一般分多次進行，才能保證橋梁后期有著合理的應力和線型。因此，對系桿拱橋吊桿安裝質量、索力張拉順序及張拉力控制研究具有重大意義。

1工程概況

新建廣珠鐵路復工工程白坭河特大橋主橋橋址位于珠江三角洲平原，跨越白坭河水道，北向于江村。主橋橋式布置為（70.7+145+69.2）m連續(xù)梁拱橋，橋長為284.9m，主跨為145m，矢跨比為f/1=1：5，拱肋平面內矢高29m，拱肋軸線為二次拋物線型，該橋吊桿全部采用OVMLZM7-61類型吊桿系統(tǒng)，PES（HD）低應力防腐索體，索體采用1670MPa高強低松弛鍍鋅鋼絲，張拉端錨具帶球型支座，置于拱肋頂端。（70.7+145+69.2）m連續(xù)梁拱橋有28對（56根）吊桿，總重約64噸。

2系桿拱橋吊桿安裝和索力張拉方案

2.1工藝流程

吊裝安裝和張拉的工藝流程為：做好施工的前期準備，利用小型起重設備進行放索，進行吊裝安裝和索力張拉，對索力進行調整，安裝減震器和保護罩，做好吊索防腐工作。

2.2放索和吊桿安裝

2.2.1放索

吊桿拉索由工廠制作卷盤成捆，然后運至施工現(xiàn)場，安裝之前須把索放出來。放索的目的：（1）檢查吊桿拉索在制作及運輸過程中有否損傷；（2）把卷盤時產生的應力釋放掉。

2.2.2吊桿安裝

吊桿的安裝采用2T卷揚機作為牽引動力，卷揚機定位位置根據現(xiàn)場實際情況而定。設在拱腳附近，牽引鋼絲繩通過導向引至拱肋吊桿錨箱處，并在拱肋預理孔上端附近焊接簡易人字扒桿。在扒桿上安裝一個2T導向滑輪作為起重吊點。安裝步驟：牽引卷揚機啟動釋放牽引鋼絲繩、鋼絲繩穿過工作螺母、拱肋端錨墊板、上導管、鋼絲繩通過特制的牽引頭與吊桿錨頭連接、開動牽引卷揚機收緊鋼絲繩，把吊桿牽引進上導管，然后從拱肋端錨墊板穿出，擰上工作螺母，放松牽引鋼絲繩，解除鋼絲繩與吊桿錨頭連接，吊桿上端安裝完成。下端吊桿的安裝借助起重設備，把下端吊桿提起，放進下端導管，穿出下端錨墊板，然后扭上工作螺母。繼續(xù)安裝下一根吊桿。

2.2.3索力張拉

吊桿安裝完成后，根據施工監(jiān)控的要求對吊桿進行張拉，吊桿張拉力由現(xiàn)場監(jiān)控根據實際工程工況而定，吊桿張拉如圖1所示。吊桿張拉設備采用YC60千斤頂，吊桿張拉對稱進行，張拉順序按照施工監(jiān)控要求進行，每一輪張拉分兩次進行。

2.2.4吊桿調索、安裝減震器和保護罩及防腐

二期恒載上橋后，根據橋面標高和吊桿應力進行吊桿索力調整，調整順序按施工監(jiān)控指令進行。吊桿索力調整至最終索力后，安裝減震器和錨具保護罩，并在錨具保護罩內灌注防腐油脂。保護磁通量傳感器引線，以利于吊桿的索力監(jiān)測。吊桿張拉好后，在上下預埋管管口塞入減振橡膠并固定牢固。吊桿錨頭部分采用防護專用油脂進行防護。

3質量控制

3.1在實際的質量控制過程中，要保證吊桿索在生產之后，和質檢部門的相關標準符合。

3.2在吊桿索實際的運輸過程中，做好HDPE外防保護層的合理設置，吊桿索在工地搬運中，避免在地面上進行來回的拖動，在地面上用麻袋等軟墊層進行鋪設。

3.3對吊點中的吊鉤進行合理的特制，吊桿在實際的起吊過程中，保證有緩慢的速度，對牽引力進行合理的控制，使得有著平順性的控制，吊桿索在實際的轉角中，對滾輪以及橡膠墊進行安裝。

3.4在吊桿索的安裝中，對牽引設備以及吊具進行檢查，保證有著安全可靠的連接。

3.5對調索進行對稱連接，張拉速度合理控制，張拉的速度不大于100MPa/min，在實際的讀數中保證準確合理的讀數。

3.6吊桿在實際的安裝過程中，嚴格按照規(guī)定的張拉順序將兩組對稱的吊桿同時張拉，如果受條件所限不能同時對兩組（共八根）進行同時張拉時，可將屬于同一張拉階段內的兩組吊桿再分成小組分批張拉，分組原則是關于跨中截面對稱的吊桿分為一組。

4吊桿張拉順序及張拉力控制

本橋采用“先梁后拱”的施工方法：利用掛籃懸臂澆注主梁；合攏主梁邊跨，拆除臨時支墩；合攏主梁中跨；以橋面為作業(yè)面，低支架拼裝鋼管拱肋；利用橋面貝雷支架及其它設備吊裝拱肋，合龍拱頂、固結拱腳；分別一次頂升拱肋上弦管、下弦管、綴板內混凝土；按指定順序初張拉吊桿，調整索力；施工橋面系；調整吊桿索力到成橋設計索力。因此本橋需進行初張拉及橋面系竣工后二次張拉以至設計索力。

初張拉：待拱肋內混凝土頂升完畢，混凝土達到設計強度的90%后，按指定順序和合理初張力張拉吊桿，使每組吊桿索力達到300KN。

二次張拉：橋面系竣工后，按指定順序和合理初張力張拉吊桿，使每組吊桿索力達到設計值。

吊桿初張拉時，吊桿間會相互作用影響，從而導致實際的索力值與目標值發(fā)生不閉合的問題，這就需對張拉順序進行分析研究，計算14組吊桿的合理初張力及其張拉順序。針對本橋，為了使所有吊桿初張后的吊桿索力達到設計值（300KN），首先利用大型有限元程序Midas和Bsas分別建立全橋有限元仿真分析模型，采用迭代法計算吊桿剛度影響矩陣，優(yōu)化張拉次序，求得安裝初張力，使各吊桿一次安裝即達到300KN的目標值；將Midas和Bsas計算出的初張力進行對比，采用倒拆法對計算的安裝初張力的可靠性進行互相驗證，本橋初張拉力的控制如表1所示。

二次張拉吊桿時，同樣因吊桿之間相互作用影響，導致最終的索力值與設計目標值發(fā)生不閉合的問題，利用大型有限元程序Midas和Bsas分別建立全橋有限元仿真分析模型，采用迭代法計算吊桿剛度影響矩陣，優(yōu)化張拉順序，求得吊桿調整量，使各吊桿二次張拉之后達到設計目標值，本橋吊桿二次張拉順序及調整量如表2所示。

模擬計算值與現(xiàn)場實際較吻合，根據二者的差值，現(xiàn)場技術人員對張拉力進行微調，使索力值與目標值閉合。

5結語

系桿拱橋吊桿安裝和索力張拉施工工藝較為復雜，調索施工難度較大，其重點在于合理的張拉順序及張拉力控制，本例根據實際情況，通過有限元程序，優(yōu)化了張拉順序，達到一次張拉接近設計值的目的，將現(xiàn)場施工的工作量顯著減少，綜合提高調索效率，保證了較好的施工效果。

參考文獻：

[1]高晨珂，金輝，徐岳.中下承式鋼管混凝土拱橋吊桿更換的索力監(jiān)控[J].中外公路，2023（01）

[2]秦鴻