懸索橋施工控制

1、懸索橋的受力分析與施工控制p懸索橋類型及施工特點懸索橋類型及施工特點p懸索橋的受力分析懸索橋的受力分析p懸索橋施工控制懸索橋施工控制懸索橋類型及施工特點懸索橋類型及施工特點懸索橋的類型（地錨式懸索橋）p傳統(tǒng)的地錨式懸索橋指的是以通過索塔懸掛并錨固于兩岸錨錠傳統(tǒng)的地錨式懸索橋指的是以通過索塔懸掛并錨固于兩岸錨錠的纜索作為上部結(jié)構主要承重構件的橋梁。的纜索作為上部結(jié)構主要承重構件的橋梁。p主纜主纜是懸索橋結(jié)構體系中的最重要的承重構件，為是懸索橋結(jié)構體系中的最重要的承重構件，為受拉受拉的柔性索；的柔性索；p索塔索塔是主纜的重要支承構件（承受橋梁豎向荷載），以是主纜的重要支承構件（承受橋梁豎向荷載），

2、以受壓受壓為主；為主；p加勁梁加勁梁是保證車輛行駛、提供結(jié)構剛度的梁結(jié)構，以是保證車輛行駛、提供結(jié)構剛度的梁結(jié)構，以受彎扭受彎扭為主；為主；p吊索吊索是將豎向荷載傳遞到主纜的構件，是連系加勁梁與主纜的紐帶，是將豎向荷載傳遞到主纜的構件，是連系加勁梁與主纜的紐帶，以以受拉受拉為主；為主；p錨碇錨碇是錨固主纜的結(jié)構，它將主纜中的是錨固主纜的結(jié)構，它將主纜中的拉力拉力傳遞給地基。傳遞給地基。懸索橋類型及施工特點懸索橋類型及施工特點懸索橋的類型（自錨式懸索橋）p自錨式懸索橋在上部橋跨結(jié)構的構成（自錨式懸索橋在上部橋跨結(jié)構的構成（主纜、索塔、吊桿、加勁梁主纜、索塔、吊桿、加勁梁）方面與地錨式懸索橋相同，

3、其根本區(qū)別在于自錨式懸索橋主纜是方面與地錨式懸索橋相同，其根本區(qū)別在于自錨式懸索橋主纜是錨錨固于兩側(cè)的加勁梁梁體中固于兩側(cè)的加勁梁梁體中。p因此，自錨式懸索橋不需要建造因此，自錨式懸索橋不需要建造錨錠錨錠，但其加勁梁除承受豎向，但其加勁梁除承受豎向彎曲彎曲外，還要承受較大的外，還要承受較大的軸向壓力軸向壓力。p自錨式懸索橋的主纜矢跨比一般取自錨式懸索橋的主纜矢跨比一般取1/51/6，而地錨式懸索橋的主纜而地錨式懸索橋的主纜矢跨比一般取矢跨比一般取1/91/11。龍洲55.770956.72010129.65523.4961158.515129.65557.96425.2021256.72013

4、55.77014三汊磯大橋橋型圖三汊磯大橋橋型圖懸索橋類型及施工特點懸索橋類型及施工特點懸索橋的施工特點（地錨式懸索橋）p地錨式地錨式懸索橋一般采用懸索橋一般采用先纜后梁先纜后梁的施工工序。的施工工序。p其特征性的施工工序如下：其特征性的施工工序如下：錨錠、索塔施工錨錠、索塔施工主纜架設、吊桿安裝主纜架設、吊桿安裝加勁梁架設加勁梁架設橋面系架設、二期恒載施工橋面系架設、二期恒載施工安裝索夾貓道架設索股架設懸索橋類型及施工特點懸索橋類型及施工特點懸索橋的施工特點（地錨式懸索橋）t加勁梁架設方法加勁梁架設方法跨纜吊機吊裝（適用跨江河橋）跨纜吊機吊裝（適用跨江河橋）如國內(nèi)江陰長江大橋、武漢陽邏大橋如

5、國內(nèi)江陰長江大橋、武漢陽邏大橋纜索吊機吊裝（適用山區(qū)橋梁）纜索吊機吊裝（適用山區(qū)橋梁）如國內(nèi)滬瑞北盤江橋、湖北四渡河大橋如國內(nèi)滬瑞北盤江橋、湖北四渡河大橋橋面吊機吊裝（適用各類橋梁）橋面吊機吊裝（適用各類橋梁）如國內(nèi)滬瑞壩凌河大橋如國內(nèi)滬瑞壩凌河大橋軌索運梁（適用山區(qū)橋梁）軌索運梁（適用山區(qū)橋梁）如國內(nèi)湖南矮寨大橋如國內(nèi)湖南矮寨大橋懸索橋類型及施工特點懸索橋類型及施工特點懸索橋的施工特點（地錨式懸索橋）陽邏橋跨纜吊機起吊鋼箱梁節(jié)段陽邏橋跨纜吊機起吊鋼箱梁節(jié)段北盤江橋纜索吊機吊運鋼桁梁節(jié)北盤江橋纜索吊機吊運鋼桁梁節(jié)段段跨纜吊機騎跨在主纜上。目前跨纜跨纜吊機騎跨在主纜上。目前跨纜吊機無負載行走能力

6、，因此要求加吊機無負載行走能力，因此要求加勁梁節(jié)段運輸?shù)綐蛭幌路剑煽缋|勁梁節(jié)段運輸?shù)綐蛭幌路?，由跨纜吊機垂直起吊。吊機垂直起吊。纜索吊機騎需單獨設置?？缋|吊機纜索吊機騎需單獨設置?？缋|吊機可實現(xiàn)負載行走和垂直提升，是山可實現(xiàn)負載行走和垂直提升，是山區(qū)大跨懸索橋常用加勁梁架設方式。區(qū)大跨懸索橋常用加勁梁架設方式。懸索橋類型及施工特點懸索橋類型及施工特點懸索橋的施工特點（地錨式懸索橋）壩凌河橋壩凌河橋橋面吊機橋面吊機起吊鋼桁梁片起吊鋼桁梁片橋面吊機安裝在加勁梁上。橋面吊橋面吊機安裝在加勁梁上。橋面吊機廣泛用于大跨橋梁施工，在山區(qū)機廣泛用于大跨橋梁施工，在山區(qū)懸索橋中，通過橋面運送桁片到吊懸索橋中

7、，通過橋面運送桁片到吊裝位置，由橋面吊機吊裝就位。裝位置，由橋面吊機吊裝就位。懸索橋類型及施工特點懸索橋類型及施工特點懸索橋的施工特點（地錨式懸索橋）矮寨橋矮寨橋軌索滑移法軌索滑移法運梁足尺試驗運梁足尺試驗軌索運梁突破了傳統(tǒng)山區(qū)懸索橋加勁梁施工技術，創(chuàng)新性利用軌索運梁突破了傳統(tǒng)山區(qū)懸索橋加勁梁施工技術，創(chuàng)新性利用纜索系統(tǒng)形成加勁梁運送纜索通道，由運梁小車完成加勁梁的纜索系統(tǒng)形成加勁梁運送纜索通道，由運梁小車完成加勁梁的運送工作。運送工作。懸索橋類型及施工特點懸索橋類型及施工特點懸索橋的施工特點（自錨式懸索橋）p自錨式自錨式懸索橋一般采用懸索橋一般采用先梁后纜先梁后纜的施工工序。的施工工序。p其

8、特征性的施工工序如下：其特征性的施工工序如下：索塔、橋墩施工索塔、橋墩施工加勁梁架設加勁梁架設主纜架設、吊桿張拉主纜架設、吊桿張拉二期恒載施工二期恒載施工t加勁梁架設方法加勁梁架設方法支架法施工（適用通航要求低）支架法施工（適用通航要求低）如國內(nèi)撫順天湖大橋、浙江北關大橋如國內(nèi)撫順天湖大橋、浙江北關大橋頂推法施工（適用通航要求高）頂推法施工（適用通航要求高）如國內(nèi)長沙三汊磯橋、佛山平勝大橋如國內(nèi)長沙三汊磯橋、佛山平勝大橋t體系轉(zhuǎn)換方法體系轉(zhuǎn)換方法吊桿張拉法吊桿張拉法如國內(nèi)佛山平勝大橋如國內(nèi)佛山平勝大橋頂升加勁梁法頂升加勁梁法如國內(nèi)長沙三汊磯橋如國內(nèi)長沙三汊磯橋懸索橋類型及施工特點懸索橋類型及施

9、工特點懸索橋的施工特點（自錨式懸索橋）北關大橋支架法施工混凝土加勁北關大橋支架法施工混凝土加勁梁梁三汊磯大橋頂推法施工鋼箱梁三汊磯大橋頂推法施工鋼箱梁支架法施工是自錨式懸索橋加勁梁支架法施工是自錨式懸索橋加勁梁架設施工中常用的方法，費用低，架設施工中常用的方法，費用低，便于加勁梁的線形控制；但會對通便于加勁梁的線形控制；但會對通航產(chǎn)生影響。航產(chǎn)生影響。頂推法施工是大跨度自錨式懸索橋頂推法施工是大跨度自錨式懸索橋加勁梁架設中常用的方法。施工速加勁梁架設中常用的方法。施工速度快，不影響通航；但加勁梁線形度快，不影響通航；但加勁梁線形控制難度較大?？刂齐y度較大。懸索橋類型及施工特點懸索橋類型及施工特

10、點懸索橋的施工特點（自錨式懸索橋）平勝大橋吊桿張拉法體系轉(zhuǎn)換平勝大橋吊桿張拉法體系轉(zhuǎn)換三汊磯大橋頂升加勁梁法體系轉(zhuǎn)三汊磯大橋頂升加勁梁法體系轉(zhuǎn)換換平勝大橋吊桿上部采用銷接式，下端平勝大橋吊桿上部采用銷接式，下端穿過梁體。利用接長桿進行吊桿的張穿過梁體。利用接長桿進行吊桿的張拉，使加勁梁的荷載傳遞到主纜，吊拉，使加勁梁的荷載傳遞到主纜，吊桿張拉完成后，即完成體系轉(zhuǎn)換。桿張拉完成后，即完成體系轉(zhuǎn)換。三汊磯大橋吊桿上下均采用銷接式。三汊磯大橋吊桿上下均采用銷接式。通過頂升鋼箱梁，使吊桿能在基本通過頂升鋼箱梁，使吊桿能在基本無應力狀態(tài)下進行安裝，當鋼箱梁無應力狀態(tài)下進行安裝，當鋼箱梁落梁后，吊桿傳力，

11、完成體系轉(zhuǎn)換。落梁后，吊桿傳力，完成體系轉(zhuǎn)換。懸索橋的受力分析懸索橋的受力分析分析方法及內(nèi)容p目前懸索橋精確分析通常采用目前懸索橋精確分析通常采用懸鏈線理論懸鏈線理論和非線性和非線性有限元有限元分析分析相結(jié)合的方法進行。相結(jié)合的方法進行。p懸索橋分析的主要內(nèi)容如下：懸索橋分析的主要內(nèi)容如下：1）精確合理地確定懸索橋精確合理地確定懸索橋恒載成橋恒載成橋狀態(tài)下的構形與內(nèi)力；狀態(tài)下的構形與內(nèi)力；2）精確分析懸索橋運營階段在精確分析懸索橋運營階段在活載活載及其它及其它附加荷載附加荷載作用下的作用下的靜力響應；靜力響應；3）合理確定懸索橋各合理確定懸索橋各施工階段施工階段的受力狀態(tài)與的受力狀態(tài)與構形構形

12、，以期達到，以期達到恒載成橋時的設計要求；恒載成橋時的設計要求；p由于主纜是懸索橋由于主纜是懸索橋最重要最重要的受力構件，因此懸索橋的受力分的受力構件，因此懸索橋的受力分析基本上也是以析基本上也是以主纜主纜的分析為主。的分析為主。懸索橋的受力分析懸索橋的受力分析主纜分析（懸鏈線分析理論）懸索橋主纜索形力學模型簡化圖懸索橋主纜索形力學模型簡化圖 分段懸鏈線模型簡圖分段懸鏈線模型簡圖 p懸索橋主纜所受荷載為沿弧長均布的主纜自重及通過吊索傳遞的集中荷載(加勁梁、索夾、吊索及錨頭自重和二期恒載)，因此懸索橋的受力可簡化為承受沿弧長均布荷載加吊索處作用有集中力的柔性索。p圖a所示的索的力學模型無法直接求

13、解，可以選取吊點間的索段（分段懸鏈線）為研究對象，建立懸鏈線平衡方程，即可求解該索段成橋狀態(tài)下的有應力索長si、線形ci和索力h和v。懸索橋的受力分析懸索橋的受力分析0222llschxdxshshl主纜分析（懸鏈線分析理論）2iiiiiihychchxqlp根據(jù)分段懸鏈線理論，可以推導得到式（1）2iiqlh（1） 111102iiiipshshhp根據(jù)式（1），可得到每段分段懸鏈線的吊點高差ci，式（2） 02iiiiihcy lychchq（2） p根據(jù)曲線積分，可以得到分段懸鏈線的有應力索長s，式（3）（3） p根據(jù)張力下索的伸長量，可得到分段懸鏈線的無應力索長s0，式（4）20212

14、2 22244lqlsshshshshea（4） 懸索橋的受力分析懸索橋的受力分析主纜分析（懸鏈線分析理論）主纜線形的迭代求解（成橋線形計算）p由于分段懸鏈線計算公式為隱式表達，因此求解需要通過迭代完成。p下面給出成橋線形迭代的一種處理方法：1）根據(jù)確定的設計ip/tp點將橋跨分為中跨、邊跨等若干計算段，分別進行迭代。懸索橋主纜設計控制懸索橋主纜設計控制ip點點 cp如右圖，進行分段懸鏈線理論分析時，需要根據(jù)設計ip點，將主纜分為左邊跨、左中跨、右中跨、右邊跨等各計算段。p迭代收斂條件中線形控制：利用cif ，其中f 是計算段ip點間的豎向高差。懸索橋的受力分析懸索橋的受力分析主纜分析（懸鏈線

15、分析理論）2）首先進行中跨計算段的迭代。假定迭代初始值 h=ql2/8f，v=ql (1+8f 3 /3l 2)+pi。3）將迭代初始值h、v帶入式（1）和式（2)，可以計算得到1、1及c1011112hcchchq4）對1i個分段懸鏈線進行迭代，可以依次計算得到 i、i及ci ；同時利用式（3）和式（4），可依次計算得到各分段si。5）令v v siq +pi h ch(2 n n )，h=h+ h; 重復迭代步驟(3)、步驟(4)，直到前后兩次v v的絕對差值v小于容許小值，同時c ci f ，則認為中跨計算段的初次迭代完成，得到h中、v中。 其中， h( c - (li3/s2h) v)

16、/ (li2ci/s2h) 6）假定邊跨迭代初始值h= h中，重復步驟(2)(5)，對邊跨計算段進行迭代，完成迭代，得到邊跨h邊。懸索橋的受力分析懸索橋的受力分析主纜分析（懸鏈線分析理論）7）令hh中 h邊，以h h對中跨、邊跨進行迭代計算，直到前后兩次h 的絕對差值小于容許小值 。則認為全部計算段的迭代完成。則認為全部計算段的迭代完成。8）求解主纜成橋線形節(jié)點數(shù)據(jù)：s=si ， s0=s0i ，xi=xi-1+li ， yi= yi-1+ci 。主纜線形的迭代求解（空纜線形）:p根據(jù)無應力長度不變的原理，可以利用懸鏈線方程進行空纜線形的迭代計算。1clshsh2qlh（5） hqlchhql

17、xhqchqhy22（6） 懸索橋的受力分析懸索橋的受力分析主纜分析（懸鏈線分析理論）p下面給出空纜線形迭代的一種處理方法： (此處q為空纜重力集度）1）令c=f ，h=ql2/8f ，代入式（5）中，計算得到和值。2）將和值代入式（4）中，計算得到s0， s0= s0 s0 。3）令h= s0/(2sh(ql/2h) /q ch(ql/2h) /h)，得到新的h=h+ h ，代入式（6)，可計算得到新的c；4）重復進行步驟1）3)的迭代，直到 s0 ，則認為計算段初次迭代完成，計算邊界水平力h及矢高c。5）計算l=（ h中h邊）， 表示索塔在單位力作用下的變形量，令中、邊跨的長度l l- l

18、，重新進行中、邊跨的迭代分析，直到 l 。則認為全部計算段的迭代完成。則認為全部計算段的迭代完成。6）此時，就可以計算得到索鞍預偏量l和空纜預抬量cf 。懸索橋的受力分析懸索橋的受力分析主纜分析（非線性有限元分析）p懸索橋結(jié)構的受力分析屬于懸索橋結(jié)構的受力分析屬于大位移小應變大位移小應變的幾何非線性問題，的幾何非線性問題，宜采用宜采用ul格式格式建立增量平衡方程。建立增量平衡方程。p有限元建模的單元選擇：有限元建模的單元選擇：懸索橋的主纜宜采用專用的索單元模擬吊桿間的懸鏈線單元，也可采用36個只拉桿單元模擬吊桿間的懸鏈線單元。懸索橋的吊索可采用只拉桿單元模擬。懸索橋的索塔及橫梁宜采用考慮剪切的

19、timoshenko梁單元模擬。懸索橋的整體分析時，加勁箱梁可采用魚骨梁單元模擬，魚骨梁通過剛臂與吊索連接，加勁桁梁宜采用空間桿單元模擬橫梁桿件。吊索通過上下剛臂與主纜、主梁連接，以模擬上下錨頭的剛性。索塔橫梁上與主橋鋼桁梁連接的豎向支座采用豎向鏈桿模擬，橫向抗風支座用橫橋向位移約束模擬。懸索橋的受力分析懸索橋的受力分析主纜分析（非線性有限元建模）p主索鞍的模擬：主索鞍的模擬：p方法方法1 1如圖如圖a a模型，主索鞍與塔頂之間用（模型，主索鞍與塔頂之間用（1-6)1-6)、（、（6-7)6-7)兩個桿單元模兩個桿單元模擬，可模擬索鞍在塔頂?shù)呢Q向傳力及預偏調(diào)整等行為。擬，可模擬索鞍在塔頂?shù)呢Q向

20、傳力及預偏調(diào)整等行為。p方法方法2 2采用塔頂節(jié)點采用塔頂節(jié)點7 7作為主節(jié)點，主索鞍頂點作為主節(jié)點，主索鞍頂點1 1作為從節(jié)點，利用主作為從節(jié)點，利用主從約束條件模擬主索鞍在塔頂?shù)囊苿?，釋放從?jié)點從約束條件模擬主索鞍在塔頂?shù)囊苿?，釋放從?jié)點1 1的縱向位移，的縱向位移，從節(jié)點的其它邊界條件與主節(jié)點相同。從節(jié)點的其它邊界條件與主節(jié)點相同。懸索橋的受力分析懸索橋的受力分析主纜分析（非線性有限元建模）p散索鞍的模擬：散索鞍的模擬：p散索鞍位于錨碇前，起支撐轉(zhuǎn)向及分散束股便于主纜錨固的作用，散索鞍位于錨碇前，起支撐轉(zhuǎn)向及分散束股便于主纜錨固的作用，如圖如圖a a所示。與塔頂主索鞍不同的是，散索鞍在主

21、纜受力或溫度變化所示。與塔頂主索鞍不同的是，散索鞍在主纜受力或溫度變化時要隨主纜同步移動，其形式為擺柱式時要隨主纜同步移動，其形式為擺柱式 。p采用一個軸向剛度和彎曲剛度無窮大的梁單元連接采用一個軸向剛度和彎曲剛度無窮大的梁單元連接1 1，2 2點，釋放點，釋放2 2點點縱向轉(zhuǎn)動約束來模擬散索鞍的鉸接擺柱作用。圖中縱向轉(zhuǎn)動約束來模擬散索鞍的鉸接擺柱作用。圖中1 1點為成橋狀態(tài)點為成橋狀態(tài)散索鞍散索鞍ipip點，點，2 2點為散索鞍固定點。點為散索鞍固定點。圖圖a 散索鞍示意圖散索鞍示意圖圖圖b 散索鞍建模圖散索鞍建模圖懸索橋的受力分析懸索橋的受力分析主纜分析（非線性有限元建模）圖圖a 北盤江大

22、橋主纜成橋分析模型北盤江大橋主纜成橋分析模型圖圖b 矮寨大橋主纜成橋分析模型矮寨大橋主纜成橋分析模型懸索橋的受力分析懸索橋的受力分析主纜分析（非線性有限元建模）圖圖c 三汊磯大橋主纜成橋分析模型三汊磯大橋主纜成橋分析模型圖圖d 三汊磯大橋頂升鋼箱梁落梁體系轉(zhuǎn)換施工控制分析模型三汊磯大橋頂升鋼箱梁落梁體系轉(zhuǎn)換施工控制分析模型橋跨空纜有限元模型橋跨空纜有限元模型懸索橋的受力分析懸索橋的受力分析主纜分析（分析步驟）p 精確計算懸索橋成橋及空纜主纜線形可采用有限元分析與懸鏈線理論分析相結(jié)合的方法進行 :一次成橋分析一次成橋分析模型恒載成橋變形、內(nèi)力模型恒載成橋變形、內(nèi)力得到空纜及成橋結(jié)構有限元模型得到

23、空纜及成橋結(jié)構有限元模型線形、內(nèi)力滿足成線形、內(nèi)力滿足成 橋目標橋目標是是否否代入懸鏈線理論迭代求解程序代入懸鏈線理論迭代求解程序求解主纜成橋線形、索長求解主纜成橋線形、索長s和索力和索力主纜空纜線形、索力和吊索無主纜空纜線形、索力和吊索無應力長度應力長度迭代求解迭代求解迭代求解迭代求解更更新新模模型型得到空纜預抬量、索鞍預偏量、索夾預得到空纜預抬量、索鞍預偏量、索夾預偏量、主纜及吊索無應力長度等數(shù)據(jù)偏量、主纜及吊索無應力長度等數(shù)據(jù)比比較較 主纜分析的主要目的之一是建立精確的空主纜分析的主要目的之一是建立精確的空纜、成橋的橋跨結(jié)構有限元模型，為運營階段纜、成橋的橋跨結(jié)構有限元模型，為運營階段受

24、力分析和施工控制分析提供基礎條件。受力分析和施工控制分析提供基礎條件。懸索橋的受力分析懸索橋的受力分析運營階段分析p在主纜分析得到的成橋恒載狀態(tài)橋梁有限元模型基礎上，就可以用荷載增量法進行運營階段活載、溫度及風載等工況影響分析。p下面給出的是北盤江大橋在各種工況下的分析結(jié)果圖形：活載作用下主纜索力影響線圖活載作用下主纜索力影響線圖最小: -0.734 最小: -0.734 活載作用下加勁梁撓度影響線圖活載作用下加勁梁撓度影響線圖懸索橋的受力分析懸索橋的受力分析運營階段分析系統(tǒng)升溫系統(tǒng)升溫25時的主纜變形圖（時的主纜變形圖（m）最大: -0.469系統(tǒng)升溫系統(tǒng)升溫25時的加勁梁變形圖（時的加勁梁

25、變形圖（m）最大: -0.047系統(tǒng)升溫系統(tǒng)升溫25時的索塔變形圖（時的索塔變形圖（m）懸索橋的受力分析懸索橋的受力分析運營階段分析橫向風荷載作用下的主纜變形圖（橫向風荷載作用下的主纜變形圖（m）最大: 1.244橫向風荷載作用下的橋面板彎矩圖（橫向風荷載作用下的橋面板彎矩圖（m）橫向風荷載作用下的加勁梁變形圖（橫向風荷載作用下的加勁梁變形圖（m）懸索橋的受力分析懸索橋的受力分析施工控制分析空纜、成橋主纜線形變化（得到主纜預抬量等數(shù)據(jù)）空纜、成橋主纜線形變化（得到主纜預抬量等數(shù)據(jù)）根據(jù)空纜、成橋主纜節(jié)點根據(jù)空纜、成橋主纜節(jié)點x坐標變化得到索夾預偏量坐標變化得到索夾預偏量 中、邊跨主纜索長 單位

26、：m(邊錨跨總長已扣除連接件長度1.147m)項目分 項施工控制計算值無 應 力 索 長邊錨跨錨跨19.940邊跨205.143邊錨跨總長223.937中跨648.844全跨1096.718有 應 力 索 長錨跨20.000邊跨205.772中跨650.741伸 長 量錨跨0.061邊跨0.634中跨1.897全跨3.287項目分 項計算值成橋恒載狀態(tài)主纜受力情況表 單位：tonf(上述索力為單根主纜的力)拉力地錨點10300.9散索鞍錨跨側(cè)10316.1邊跨側(cè)10314.3主索鞍邊跨側(cè)10422.5中跨側(cè)10337.1水平力地錨點8423.5散索鞍錨跨側(cè)8423.5邊跨側(cè)9673.7主索鞍邊

27、跨側(cè)9673.7中跨側(cè)9673.7豎向力地錨點-5929.0散索鞍錨跨側(cè)5955.4邊跨側(cè)3578.2主索鞍邊跨側(cè)3879.2中跨側(cè)3643.4塔頂壓力7522.6懸索橋的受力分析懸索橋的受力分析施工控制分析根據(jù)成橋分析得到的吊索成橋索力值（可計算吊索無應力長度）根據(jù)成橋分析得到的吊索成橋索力值（可計算吊索無應力長度）北盤江地錨式懸索橋主索鞍頂推量計算表施工階段空纜一期恒載上橋二期恒載上橋預偏量（mm）9291560北盤江地錨式懸索橋主索索塔預拋高施工階段鎮(zhèn)寧岸索塔勝景關岸索塔預拋高（mm）6249安裝索夾索股架設懸索橋的施工控制懸索橋的施工控制懸索橋施工控制要點p作為懸索橋最主要的受力構件，

28、主纜一旦架設完畢，就無法再調(diào)整其線形。而主纜空纜線形的架設誤差會對后續(xù)各個施工階段產(chǎn)生顯著影響。因此，懸索橋施工控制因此，懸索橋施工控制關鍵是精確控制主纜空纜架設線形。關鍵是精確控制主纜空纜架設線形。p對懸索橋的施工誤差進行反饋控制時，調(diào)整手段十分有限。因此，懸索橋施工控制的要點之一是精確確定各構因此，懸索橋施工控制的要點之一是精確確定各構件的理論安裝尺寸。件的理論安裝尺寸。懸索橋的施工控制懸索橋的施工控制懸索橋施工控制要點p懸索橋的索塔主要承受豎向荷載。在施工過程中，由于主纜線形和索力的不斷變化，兩側(cè)主纜力的水平分量可能會不平衡而導致索塔頂承受較大水平力作用。懸索橋。懸索橋施工控制要點之一是

29、將索塔施工過程中承受的水平力施工控制要點之一是將索塔施工過程中承受的水平力（或水平偏位）控制在安全范圍內(nèi)（通過頂推索鞍）。（或水平偏位）控制在安全范圍內(nèi)（通過頂推索鞍）。p加勁梁的架設是懸索橋施工的重要工序，加勁梁的架設過程中，其受力狀態(tài)與成橋狀態(tài)有顯著差異。因此，加因此，加勁梁的架設控制是懸索橋的主要施工控制要點之一。勁梁的架設控制是懸索橋的主要施工控制要點之一。其中，自錨式懸索橋需要嚴格控制加勁梁的架設及體系轉(zhuǎn)換控制；地錨式懸索橋需要嚴格控制其施工過程的加勁梁連接狀態(tài)。懸索橋的施工控制懸索橋的施工控制修正計算參數(shù)p識別實際計算參數(shù)與設計計算參數(shù)的差異，并修正理論分析數(shù)據(jù)，對懸索橋的施工控制

30、非常重要。其中，主纜及吊索彈性模量及截面積、索塔砼彈性模量、加勁梁彈性模量及重度、砼徐變參數(shù)、二恒的實際荷載等是主要的待修正計算參數(shù)。p在取得上述計算參數(shù)的實際評估值后，需要代入懸索橋成橋及空纜主纜線形精確計算方法重新進行迭代分析。這一步驟是對合理空纜目標進行校核和修正的必要過程。通過這一過程，可以得到實際主纜無應力長度、實際空纜線形、索鞍預偏量、索塔預抬量等重要理論控制數(shù)據(jù)指標。懸索橋的施工控制懸索橋的施工控制懸索橋施工控制主要指標（按施工過程順序）p主纜各索股無應力下料長度主纜各索股無應力下料長度（廠內(nèi)標記各ip點位置）v此指標是主纜空纜線形控制的基礎，是關鍵控制指標之一。v利用修正計算參

31、數(shù)后的空纜與成橋理論分析數(shù)據(jù)得出。v注意：索股無應力長度計算中須考慮主、散索鞍半徑對主纜長度的影響。v修正方法修正方法是找出主纜在主、散索鞍上的切點位置，按切點位置進行迭代計算，算出切點之間各索段的有應力索長和彈性伸長，再計算出主纜繞主、散索鞍圓弧段的有應力索長和彈性索長。懸索橋的施工控制懸索橋的施工控制懸索橋施工控制主要指標（按施工過程順序）p索塔預拋高索塔預拋高v受索塔在成橋豎向壓力下的變形和砼的徐變收縮影響，索塔施工時需設置塔頂預拋高，才能保證成橋狀態(tài)下主纜塔頂ip點符合設計值。 北盤江大橋塔頂豎向位移（mm)v在進行主索塔的施工時，還需要對塔頂立模標高進行溫度修正。v施工索塔預拋高成橋

32、壓縮量+徐變收縮量+溫度修正量。鎮(zhèn)寧岸索塔左側(cè)塔柱鎮(zhèn)寧岸索塔右側(cè)塔柱勝境關岸索塔左側(cè)塔柱勝境關岸索塔右側(cè)塔柱成橋恒載工況36.8138.7831.5630.34考慮三年徐變51.5454.4244.2242.12考慮五年徐變57.5860.8649.4047.07考慮十年徐變65.7869.6456.2453.78懸索橋的施工控制懸索橋的施工控制懸索橋施工控制主要指標（按施工過程順序）p散索鞍預轉(zhuǎn)量散索鞍預轉(zhuǎn)量v散索鞍在從安裝后，經(jīng)歷空纜架設、鋼桁梁吊裝、二恒上橋等施工工序后，最終達到成橋固定狀態(tài)；在施工過程中，散索鞍需處于擺動鉸的可轉(zhuǎn)動狀態(tài)，則成橋的角度與空纜時的角度有一個差值，稱為散索鞍的

33、預轉(zhuǎn)量。 散索鞍修正主索塔預拋高影響后的理論預轉(zhuǎn)量 單位：度鎮(zhèn)寧岸左側(cè)鎮(zhèn)寧岸右側(cè)勝境關岸左側(cè)勝境關岸右側(cè)散索鞍預轉(zhuǎn)量0.9790.9790.9780.978懸索橋的施工控制懸索橋的施工控制懸索橋施工控制主要指標（按施工過程順序）p主索鞍預偏量主索鞍預偏量v施工過程中，隨著施工工序的不斷完成，主纜中應力水平的不斷增加，主索鞍逐漸靠近設計成橋位置；而主索鞍成橋與空纜縱橋向水平位置之間有一個差值，施工控制項目稱為主索鞍的預偏量。v主索鞍如何從初始位置移向設計位置，一般有三種控制方式：1）在所有施工工序完成后，主索鞍一次頂推到設計位置。2）每完成一個的主要施工工序，主索鞍向設計位置頂推一次。3）以計算

34、的最大塔偏限值為控制值，在施工過程中，多次進行主索鞍的頂推，觀測實測主塔縱向塔偏值是否接近最大塔偏限值來決定頂推主索鞍的時機。v北盤江大橋采用控制方法3，一共進行了11次頂推；三汊磯大橋采用控制方法3，一共進行了6次頂推。懸索橋的施工控制懸索橋的施工控制懸索橋施工控制主要指標（按施工過程順序）p貓道線形貓道線形v貓道是主纜架設和吊桿安裝的重要高空作業(yè)通道。貓道架設線形要求能很好地跟隨空纜線形，與主纜中心高度差宜在1.4m左右。p貓道線形設計的基本原則：貓道線形設計的基本原則：v中跨、邊跨貓道承重索工作狀態(tài)水平分力相等，即貓道施工設計應保證主索塔不出現(xiàn)大的施工塔偏。v確保中跨貓道承重索工作線形作

35、為主要控制項目，邊跨貓道承重索工作線形作為次要控制項目。北盤江大橋貓道承重索空纜控制數(shù)據(jù)邊跨無應力長度（m）中跨無應力長度（m）中跨中點空纜標高（m）邊跨索力（kn）中跨索力（kn）貓道承重索199.87638.27905.897147137v貓道的架設應以無應力長度控制手段，實現(xiàn)標高控制。懸索橋的施工控制懸索橋的施工控制懸索橋施工控制主要指標（按施工過程順序）p主纜基準索股架設線形主纜基準索股架設線形v主纜的空纜架設施工是懸索橋橋的關鍵施工環(huán)節(jié)之一，其施工質(zhì)量直接影響成橋目標的實現(xiàn)。而在這一施工階段，基準索股的空纜架設又是主纜空纜架設施工中的關鍵環(huán)節(jié)。v基準索股的線形控制步驟：索股入鞍初定位

36、穩(wěn)定監(jiān)測線形調(diào)整再穩(wěn)定監(jiān)測再線形調(diào)整（反復、步） 連續(xù)監(jiān)測穩(wěn)定調(diào)整結(jié)束：測量架設誤差。v穩(wěn)定監(jiān)測要求在穩(wěn)定溫度場情況下進行索股控制點高程測量、索鞍主纜ip點坐標測量、索股溫度測量。（測量數(shù)據(jù)用于校核實測線形）懸索橋的施工控制懸索橋的施工控制懸索橋施工控制主要指標（按施工過程順序）p主纜基準索股架設線形（續(xù)）主纜基準索股架設線形（續(xù)）v線形調(diào)整是根據(jù)校核的實測線形與理想線形的差值，進行索股控制點高程的調(diào)整。一般根據(jù)索長改變量ds與其跨中垂度改變量df之間的變化關系，通過改變需調(diào)整跨的索長進行高程調(diào)整。v理想基準索股架設線形數(shù)據(jù)基準索股理論架設線形數(shù)據(jù)溫度修正線形數(shù)據(jù)主塔預拋高修正線形數(shù)據(jù)主塔塔偏

37、修正線形數(shù)據(jù)。v主纜基準索股和一般索股的架設過程中需要注意以下事項： 1）索股調(diào)整一般在夜間溫度穩(wěn)定的時間進行，索股調(diào)整順序為先中跨、再邊跨、最后錨跨；中跨及邊跨索股線形調(diào)整就位后，將索股在索鞍內(nèi)固定，然后調(diào)整錨跨。索股調(diào)整時，應使索鞍保持在預偏、預轉(zhuǎn)位置不動。 懸索橋的施工控制懸索橋的施工控制懸索橋施工控制主要指標（按施工過程順序）p主纜基準索股架設線形（續(xù)）主纜基準索股架設線形（續(xù)） 2) 基準索股的空纜線形控制以中跨跨中點的標高控制為關鍵控制點，在調(diào)索時必須保證此關鍵控制點的標高符合要求(15mm)； 3) 邊跨跨中點的標高為輔助控制點。 4) 基準索調(diào)索應避免在陣風較強的情況下進行，避

38、免索的振動導致的測量誤差。 5) 一般索股的線形控制采用相對垂度法。每跨選取6個以上截面與基準索股進行相對垂度測量，確定其線形與基準索線形一致。 6) 一般索股線形調(diào)整時應注意索股溫度場與基準索股保持一致。 懸索橋的施工控制懸索橋的施工控制懸索橋施工控制主要指標（按施工過程順序）錨跨索股張拉力錨跨索股張拉力v錨跨索股張拉力控制是提高主纜各索股受力均勻性，保證錨跨索股無應力長度符合理論計算要求的必要手段。一般在空纜索股架設完成后進行控制調(diào)整。v錨跨索股張拉力各索股理論張拉力+溫度引起錨邊跨索力變化的差值。v注意事項：1）錨跨索股張拉應盡可能選擇在夜晚穩(wěn)定溫度場下進行，盡可能減小與設計溫度間的差值

39、。2）錨跨索股張拉力的測試可采用壓力傳感器法或頻率法進行。懸索橋的施工控制懸索橋的施工控制懸索橋施工控制主要指標（按施工過程順序）p索夾預偏量索夾預偏量v索夾在空纜時的位置與成橋時的位置有很大的差異，只有準確地計算出這種差異，才能保證成橋時吊索處于設計的豎直位置，因此空纜索夾坐標放樣控制是纜索系統(tǒng)施工控制中的一個重要環(huán)節(jié)。v實際索夾預偏量索夾理論預偏量溫度修正預偏數(shù)據(jù)。理論中心點頂面 點側(cè)緣中心點東岸理論中心點主纜中心線頂面點頂面點西岸西岸頂面點頂面點主纜中心線理論中心點東岸東岸側(cè) 橫截面 西岸側(cè)v如上圖，實際操作時，一般用頂面如上圖，實際操作時，一般用頂面p1/p2點作為索夾預偏量測量控制點

40、。點作為索夾預偏量測量控制點。懸索橋的施工控制懸索橋的施工控制懸索橋施工控制主要指標（按施工過程順序）吊索無應力下料長度吊索無應力下料長度v吊索無應力下料長度一般應在空纜架設完成后，得到空纜線形誤差后確定，以較好地消除空纜線形誤差對加勁梁架設的影響。v吊索誤差修正長度按如下方法計算：將實測塔偏誤差、索鞍定位誤差等計入非線性有限元分析模型，修正實際空纜懸鏈線與理想空纜懸鏈線的差值，通過一次正裝成橋分析，求得的主纜各吊點計算成橋線形與設計線形的差值，即為吊索誤差修正長度。 v實際吊索無應力下料長度吊索理論無應力下料長度吊桿誤差修正長度數(shù)據(jù)。懸索橋的施工控制懸索橋的施工控制懸索橋施工控制主要指標（按

41、施工過程順序）p加勁梁節(jié)段連接（地錨式懸索橋）加勁梁節(jié)段連接（地錨式懸索橋）v在加勁梁吊裝過程中，主纜的線形隨著加勁梁的吊裝進展不斷改變，加勁梁節(jié)段間的連接設計，對梁段施工過程的受力和成橋狀態(tài)的內(nèi)力都有明顯的影響。v目前國內(nèi)懸索橋鋼加勁梁架設過程中節(jié)段連接設計基本分為三種：一種是采用的逐段鉸結(jié)法，一種是逐段剛結(jié)法，第三種是剛鉸混合法。v逐段鉸接法是在吊裝加勁梁的過程中，讓加勁梁節(jié)段在上弦處通過“鉸”連接，對于下弦則任其自由的節(jié)段連接設計。這種連接設計可保證一、二期恒載均由主纜承受，鋼桁加勁梁恒載成橋下的內(nèi)力狀態(tài)近似為簡支桁架在恒載作用下內(nèi)力，與懸索橋加勁梁的最理想恒載內(nèi)力狀態(tài)最為接近。v逐段剛

42、結(jié)法指每吊一個節(jié)段，就立即同已吊裝好的節(jié)段剛結(jié)。這種連接設計可能導致鋼加勁梁中出現(xiàn)較大的施工應力；同時鋼桁梁恒載內(nèi)力狀態(tài)也不理想。（采用橋面吊機施工加勁梁一般采用逐端剛接法）懸索橋的施工控制懸索橋的施工控制懸索橋施工控制主要指標（按施工過程順序）p加勁梁節(jié)段連接（續(xù)）加勁梁節(jié)段連接（續(xù)）v剛鉸混合法是由逐段鉸結(jié)法和逐段剛結(jié)法結(jié)合使用的連接方法。在吊裝加勁梁的過程中，將加勁梁分為多個大段，在大段內(nèi)部各梁段施工時逐段剛結(jié)，在大段與大段之間采用鉸結(jié)，以消除梁段內(nèi)的施工內(nèi)力。v國內(nèi)建成的懸索橋中，采用鋼桁加勁梁的豐都長江大橋、忠縣長江二橋、角籠壩大橋、北盤江大橋、四渡河大橋等均采用逐段鉸結(jié)施工法并采用二恒等代荷載工序；虎門大橋、汕頭海灣橋、西陵長江大橋和廈門海滄大橋東航道懸索橋（均為鋼箱加勁梁）等均采用無二恒等代荷載工序的逐段鉸結(jié)法；江陰長江大橋（鋼箱加勁梁）及壩凌河大橋采用了逐