大跨度斜拉懸索組合體系橋梁換索施工監(jiān)控技術(shù)研究.pdf

1、斜拉橋和懸索橋是目前大跨度橋梁最常用的兩種橋型。在橋梁受到建設(shè)條件的制約時,采用斜拉—懸吊協(xié)作體系結(jié)構(gòu)往往能體現(xiàn)出更好的技術(shù)經(jīng)濟優(yōu)勢。但由于結(jié)構(gòu)受力復雜,該類橋梁營運多年后,受到混凝土徐變、收縮、拉索的松弛及疲勞荷載等影響,結(jié)構(gòu)線形和內(nèi)力發(fā)生變化,導致斜拉索內(nèi)力重分布,部分超過其允許強度甚至斷索,而不得不換索。由于斜拉—懸索體系橋梁屬高次超靜定結(jié)構(gòu),換索施工方法、現(xiàn)場施工荷載與環(huán)境的不斷變化都將導致施工過程中的內(nèi)力和位移偏離設(shè)計值,這種

2、偏離積累到一定程度如不及時加以調(diào)整修正,換索施工過程中結(jié)構(gòu)的安全狀態(tài)將難以保證。因此,必需對換索施工的每一階段進行詳盡的分析、驗算,求得斜拉索張拉力和主梁撓度、塔柱位移等施工控制參數(shù)的理論計算值,明確施工順序,并在施工中對線形及內(nèi)力進行嚴格監(jiān)測和控制,及時掌握結(jié)構(gòu)的實際狀態(tài),進而對施工步驟及控制條件做出調(diào)整,防止施工中的誤差積累,保證全橋線形與結(jié)構(gòu)安全。針對該類橋梁結(jié)構(gòu)的特殊性,施工監(jiān)控主要是對主梁的線形、應力和斜拉索的張拉力進行“三控

3、”;控制的最基本要求是確保施工中結(jié)構(gòu)的安全,其次必須保證結(jié)構(gòu)的幾何線形和內(nèi)力在設(shè)計要求的容許誤差范圍之內(nèi)。
　　本課題以烏江大橋維修加固工程為依托,重點研究了換索過程中塔、梁、索的監(jiān)控方法、結(jié)果分析及索力調(diào)整等技術(shù)。首先對烏江特大橋進行建模分析,分別利用 MIDAS和 ANSYS軟件進行全橋建模,對全橋的初始狀態(tài)以及換索過程進行動態(tài)模擬;對全橋初始狀態(tài),根據(jù)前期檢測結(jié)論,針對本橋構(gòu)件出現(xiàn)的主要病害,對構(gòu)件承載能力不同程度的劣化,進

4、行承載能力折減,截面折減,進而模擬結(jié)構(gòu)初始狀態(tài)。其次根據(jù)換索順序,進行全橋內(nèi)力、應力以及索力計算,確定了合理的換索初張力以及全橋調(diào)索索力值。最后針對換索、調(diào)索過程中結(jié)構(gòu)內(nèi)力、索力的變化,對比分析理論計算與實測結(jié)果;對其過程中各索力變化限值、主塔偏位情況、主梁應力變化情況以及線形變化情況進行跟蹤監(jiān)測,并及時在理論模型中進行參數(shù)修正,指導換索施工,得到各換索、調(diào)索過程中各參數(shù)變化情況。通過全過程監(jiān)控保證橋梁施工安全,確保成橋后結(jié)構(gòu)受力和線形