_零弯矩法_应用于斜拉扣挂索力确定的讨论.pdfVIP

第 20 卷 第 1 期 长 沙 交 通 学 院 学 报 Vol . 20 No . 1 2004 年 3 月 J OU RNAL OF CHAN GSHA COMMUN ICA TION S UN IV ERSI T Y Mar . 2004 　　文章编号 :1000 - 9779 (2004) 0 1 - 00 15 - 04 “零弯矩法”应用于斜拉扣挂索力确定的讨论 张玉平 , 李传习 , 董创文 (长沙理工大学 , 湖南 长沙 　4 10076) 摘 　要 : 在钢管混凝土拱桥施工中 ,无支架缆索吊装斜拉扣挂施工方法 目前使用最多 ,扣索 索力的确定是其中的一项重要内容 。应用“零弯矩法”计算扣索索力会出现负值和不均衡的 情况 ,分别从公式推导和计算实例说明这一点 ,并指出了“零弯矩法”的适用范围。 关键词 : 钢管混凝土拱桥 ; 斜拉扣挂 ; 扣索索力 ; “零弯矩法”; 适用范围 中图分类号 : U448. 22 　　　文献标识码 : A 　　 　　无支架缆索吊装斜拉扣挂法是 目前大跨径钢管混凝土拱桥一种普遍采用的施工方法 。节段吊装过 程中扣索索力的大小直接关系到节段标高的控制和扣索数 目的确定 ,并与扣点位置 、塔高 、塔中心距拱 ( ) 脚截面中心的水平距离 以下简称塔距 等因素密切相关 ,索力计算已成为施工单位和施工控制的一项 重要内容 。传统的缆索吊装扣挂拱箱索力计算方法 ,采用力矩平衡原理进行手工计算 ,计算繁琐而且计 算精度低 ,多用于 5 段以内节段吊装的索力计算 。近年来已建和在建的钢管混凝土拱桥跨径较大 ,一般 都在 100 m 以上 ,为了减轻节段吊装重量 ,拱肋分段数大多在 7 段以上 ,传统的索力计算方法已很难 适用 。 “零弯矩法”是使拱肋各节段接头处的弯矩为零 , 以此计算出拱肋各安装阶段各根扣索的索力 。该 方法概念清晰 ,计算精度高 ,不需计算拱肋节段重心和常规的力臂长度 ,计算简便 ,而且非常适于编程 。 另外 ,该方法的优越之处还在于拱肋吊装过程中不论拱肋接头是临时铰接还是固结 ,均能保证拱肋不产 生附加弯矩 ,从而对拱的受力有利 。通过“零弯矩法”确定扣索索力已用于一些实际工程[ 1 ,2 ] 。 但是 ,在应用“零弯矩法”计算扣索索力时也存在一定的问题 ,主要是一些实际工程中斜拉扣挂系统 的扣塔位置 、塔高和拱肋上扣点的位置等决定了应用“零弯矩法”计算出的扣索索力出现负值和不均衡 ( ) 即各根扣索索力相差较大 的情况 。因此 ,“零弯矩法”有一定的适用范围 ,对一些特定的实际工程 ,用 “零弯矩法”计算扣索索力是行不通的 ,要采取一定的措施或应用其他索力计算方法计算扣索索力 。下 面就具体论证这一点 。 1 　“零弯矩法”的基本公式 ( ) 在吊装节段中 ,从上至下分别取吊装节段为脱离体 ,建立计算模型 见图 1 并对其进行受力分析 , 即可推导出计算扣索索力的一般表达式 。 ( ) 首先 ,取最上面的吊装节段第 i 节段 从接头 i 到接头j 部分 为脱离体, 根据力矩平衡原理有 α α M = 0 , 即 V x + P x + H y - T co s