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上海 市公路学会第七 届 年会学术论文集 柔性混凝土主梁自锚式悬索桥施工监控 石雪飞 阮 欣 王 鹏 (同济大学桥梁工程系) 摘要：本文介绍了上海首座悬索桥——安亭吴淞江自锚式悬索桥的施工控制工作。详细介绍了本桥施工控制的主要内 容和流程，空缆线形确定的方法和控制成果、施工仿真分析的内容和关键问题以及现场控制对线形、应力等的监控成果。本桥混 凝土主梁刚度小，因此本桥施工控制实践对类似桥梁有借鉴意义。 关键词： 自锚式悬索桥；柔性混凝土主梁；施工监控 吴淞江自锚式悬索桥是上海安亭汽车城汽车博览公园内的一座景观桥梁。跨径组合为25+70+25m， 用3705．1的镀锌高强钢丝成品索。主梁采用钢筋混凝土“Ⅱ”形梁，标准梁高0．75m，主缆锚固区的端锚段为变 截面，每侧长7．5m，宽9．1m，边墩支承线处梁高为2．Om，横截面为矩形实心断面，主要用作主缆锚固及平衡压 重。索鞍采用双套管结构，外管埋于混凝土塔柱内，内管置于外管内，主缆裸索穿过内管。本桥是上海地区第 一座悬索桥，且本桥}昆凝土主梁梁高低，刚度小，给施工控制带来很大困难。本文简单介绍本桥施工控制的 情况。 —--— f0．00 么界～_鹦行公 图1 吴淞江自锚式悬索桥立面布置 1 施工控制的主要内容和流程 tl锚式悬索桥的施工控制基本属于开环控制，在内业计算完成后，现场工作主要是监测。自锚式悬索桥的 受力特点决定了本桥的施工顺序必须是先挂主缆、再现浇主梁，然后张拉吊杆，使主梁逐步受力，然后逐渐脱 架，使主缆承受主梁的全部重量。考虑到本桥混凝土主梁梁高低，刚度小，因此控制主梁的受力过程，保证主梁 的在施工过程中的安全显得非常重要。因此本桥得施工控制工作强调内业工作与外业工作同等重要，要求内 业计算最大程度的符合施工现场的实际情况。本桥施工控制工作的主要内容包括主缆线性确定、施工过程仿 真分析、现场跟踪测试几个部分。 1．1空缆线形确定 主缆的非线性特性是悬索桥施工控制首先需要解决的问题。在计算中，体现为需要通过理论计算或非线 性有限元方法确定合适的空缆线线形，使得其在确定的施工过程下能够最终达到成桥线性。 1．2施工过程仿真分析 如前所述，本桥内业计算非常重要，．需要考虑到柔性混凝土主梁的受力特点来安排施工顺序。在本桥施工 一139— 上 海 市公路学会第七届 年会学术论文集 过程中挂缆和现浇主梁完成后，是通过张拉吊杆实现主梁和主缆逐步加载。因此吊杆的张拉力和张拉顺序也 是仿真分析的研究重点。 本桥主梁及塔柱为钢筋混凝土构件，施工阶段也没有临时预应力束，因此保证施工阶段主梁及塔柱不开裂 业是施工仿真分析的主要控制因素。 1．3现场跟踪测试 现场跟踪测试主要是通过对标高和应力的测量，与仿真计算的结果相比对，验证仿真计算的结构，确保结 构安全。 现场跟踪测试的内容包括主缆线形、主梁线形、主梁应力、塔根应力、主缆应力等。 2空缆线形确定 悬索桥空缆线形确定方法总体上看有理论计算分析和基于非线性有限元方法两种。本桥采用了基于非线 性有限元方法。悬索桥空缆线形计算的非线性有限元法可分为循环前进法和倒拆分析法两种，本文采用的是 循环前进分析法，基本的过程是事先假设悬索桥的主缆、吊索、主塔、加劲梁等构件的无应力长度及鞍座、索夹 的预偏量，通过模拟施工过程，结构体系转换，用几何非线性有限元方法计算得到成桥状态的有关结构几何形 状参数，将其与设计的成桥状态结构几何形状参数进行比较，若不满足精度要求，则修改假定的主缆线形及鞍 座、索夹的预偏量，重复上述计算过程，直到满足精度要求为止。这样就可以得到主缆的无应力长度、初始线形 及鞍座、索夹的预偏量等。整个过程如图2。 假定成桥吊杆力 计算成桥主缆线形及 各索段长度 否I计算空缆线形及各