悬索桥施工监控计算分析.pdf

桥梁隧道 RIDGETUNNEL B 悬索桥施工监控计算分析 文/吴秉军 悬索桥的施工包括索塔施工、锚旋 正装分析法 历程有关的因素，如结构非线性问题和 施工、猫道架设、索鞍安装、主 正装分析法是按照桥梁结构实际 混凝土收缩、徐变问题等。 缆架设及紧缆、索夹吊索安装、加劲梁 施工加载顺序来进行结构变形和受力分 非线性结构的悬索桥不适用线性 安装、桥面系及防护工程等内容，相当 析。它能较好的模拟桥梁结构的实际施 迭加原理，这种非线性结构在同样的荷 复杂。对悬索桥的施工过程进行监控， 工历程，并且考虑一些与桥梁结构形成 载集度下，因加载过程的不同和结构体 对各工序下的控制参数进行跟踪 监测、调整、控制，确保施工过 程安全和成桥后结构受力和变形 尽量与设计状态一致，成为非常 重要的问题。悬索桥跨径越大， 这个问题越显得重要。同时，根 据设计图纸精确的计算出各部分 构件在无应力状态下的尺寸，以 便指导施工时下料工作也是监控 工作的重要组成部分。我国在悬 索桥施工监控方面的研究起步较 晚，九十年代后，随着一批大跨 径的悬索桥相继修建，悬索桥的 施工监控工作才逐步开展。 悬索桥监控计算分析 方法 对于悬索桥施工监控中的 结构计算问题一般可归纳为三种 基本方法：正装分析法，倒装分 析法，无应力状态分析法。而在 实际应用中，几种方法经常混合 图1 MIDAS 悬索桥建模助手示意图 使用。 图2 MIDAS有限元模型 78 TRANSPOWORLD 2009No.21 (Nov) 无应力状态分 析法 无应力状态 分析法是通过构件 的无应力长度和曲 率这个数学目标， 将桥梁结构的成桥 状态和施工各阶 图3 空缆线形 段状态联系起来。 系形成过程的不同均会产生不同的结构 结构的影响，在一个阶段内分析得出的 其基本假定是:在桥梁施工阶段或建成 内力和位移。因此在实际工程中很少采 结构位移、内力状态便是该阶段结构施 后，不论结构温度如何变化，如何位 用倒拆法进行施工计算 (尽管也有计算 工的理想状态，即结构应有的线形和受 移，如何加载卸载，即在任何受力状态 成功的例子)，而一般采用大循环的正 力状态。这种方法主要适用于以悬臂施 下，各构件或单元的无应力长度和曲率 装计算法。例如计算悬索桥初始线形 工为主的大跨度连续梁桥、刚构桥和斜 保持不变。 时，以成桥时的主缆、加劲梁和索鞍 拉桥，但也有成功应用于悬索桥施工计 无应力状态分析法一般应用于悬 位置坐标为控制目标