斜拉桥索力优化简介
一、斜拉桥的概况
斜拉桥又称斜张桥, 其上部结构由主梁、拉索和索塔三种构件组成。它是一种桥面系以加劲梁受弯或受压为主, 支承体系以斜拉索受拉和主塔受压为主的桥梁。斜拉索作为主梁和索塔的联系构件, 将主梁荷载通过拉索的拉力传递到索塔上, 同时还可以通过拉索的张拉对主梁施加体外预应力, 拉索与主梁的结点可以视为主梁跨度内的若干弹性支承点, 从而使主梁弯矩明显减小,主梁尺寸以及主梁重量也相应减小,大大改善了主梁的受力性能, 显著提高了桥梁的跨越能力。根据主梁所用建筑材料的不同, 可将现代斜拉桥分为钢斜拉桥、混凝土斜拉桥、结合梁斜拉桥以及混合式斜拉桥等。早期斜拉桥的主梁均为钢结构,其形式主要为双箱或单箱配以正交异性板。随着技术进步,19 世纪中期出现了第一座现代意义的混凝土斜拉桥, 从此,混凝土斜拉桥进入了人们的视野。
混凝土斜拉桥的主梁和索塔一般由混凝土材料构成, 为了提高主梁和索塔的适用性能, 主梁可以优先采用预应力混凝土主梁, 索塔可以釆用钢结构劲性骨架加强或环向预应力结构。在密索体系混凝土斜拉桥中,拉索受拉,主塔和主梁以受压为主, 可以充分利用钢丝或钢绞线优异的受拉能力和混凝土良好的受压能力, 同时, 斜拉索水平分力对主梁形成预压作用, 提高了主梁的抗裂能力。从设计方面看, 既要考虑结构总体布置、结构体系选择的合理性, 又要考虑釆用何种方法寻求成桥索力的最优解, 还要考虑施工的便捷性、经济效益、社会效益以及美学功能等多种因素; 从施工方面讲, 既要确定合理的施工流程, 设法寻求合理的施工初拉力, 还要做好施工过程中施
工参数的动态控制和调整等方面工作。另外,在整个过程中, 还要考虑设计
参数变化、温度、徐变、几何和材料非线性以及施工方法等因素对设计和施工的影响。
二、斜拉桥索力优化方法
斜拉桥是高次超静定结构, 其主梁、主塔受力对索力大小很敏感, 而基于斜拉索索力可以调节的特点, 我们可通过对拉索索力的调整来优化斜拉桥成桥恒载状态。针对如何才能确定合理的成桥状态, 国内外许多学者都做了大量的研究并提出多种调整方法, 可以将这些方法归为三类:
(l) 指定受力状态的索力优化, 包括刚性支承连续梁法、零位移法、内力平衡法、指定应力法、零弯矩法等;
(2) 无约束的索力优化, 包括弯曲能量最小法、弯矩最小法等;
(3) 有约束的索力优化, 包括用索量最小法、应力平衡法等。而由于斜拉桥的最合理的成桥状态本来也没有一个统一的标准, 所以很难说哪一种方法一定优于另外的方法。下面将各种方法的原理介绍如下:
①刚性支承连续梁法
这种方法是使用最早的方法之一, 它将斜拉桥主梁在恒载作用下弯矩呈刚性支承连续梁状态作为优化目标。将主梁、索梁交点处设以刚性支承
进行分析, 计算出各支点反力。利用斜拉索力的竖向分力与
刚性支点反力相等的条件确定最优索力。这种方法的优点是使恒载内力最小, 力学概念明确、计算简单,且成桥索力接近“稳定张拉力” , 有利于减小徐变对成桥内力的影响。但是, 通过施工来实施这种内力状态是困难的。因为跨中段的弯矩与一次张拉力无关。成桥后必须设法消除由中间合拢段及二期恒载引起的正弯矩效应。这就要通过反复调索来实现,对密索体系较难控制。此外,刚性支承连续梁法只顾及了梁的受力状况,而忽略了塔的受力状况,布置不当,就会在塔内引起较大的恒载弯矩。
②零位移法
该法是通过合理选择索力, 使成桥状态在恒载作用下索梁交点处位移为零。这种方法由于受力原理和刚性支承连续梁法类似, 因此,
结果也很一致。缺点也是塔的受力难以照顾到, 并且和刚性支承连续梁法一样, 由于会导致比较大的塔根弯矩, 在对于主跨和边垮的不对称度较大的斜拉桥几乎失去了作用。
③内力平衡法
该法是以控制截面内力为目标,通过选择合理索力, 来实现这一目标。控制截面可包括主梁和塔。因此, 主梁和塔的内力都可照顾到, 效果会比刚性支承连续梁法和零位移法好。该方法从思路上来看比较清楚简单, 但是对于多次超静定结构,要使多个截面的应力符合设计要求,并且索力均匀合理, 这是不容易达到的。
④指定应力法
该法是以控制截面的应力为目标, 方法和效果与内力平衡法类似。
⑤零弯矩法
零弯矩法的思想是: 每一拼装梁段的重量由此梁段中的斜拉索来平衡。因而正在施工安装的梁段对已拼装的梁段不传递弯矩和剪力, 而只传递轴向力。并指出了在施工误差影响下怎样进行转角微调, 但结果表明最终线形是折线形, 并不平顺。而用零弯矩法计算的斜拉索初始张拉力不是最优的初始张拉力, 因此结构内力也不是最合理的。此外, 零弯矩法不是一个完整的施工控制系统, 而且零弯矩施工控制方法只适用于对称结构悬拼法施工, 也使其应用受到一定的限制。⑥弯曲能量最小法
该法是以结构弯曲应变能作为目标函数, 如果不加任何约束, 则该法在应用时, 可转变为作一次结构分析的问题。其中将梁、塔、索的轴向刚度取大数,梁、塔的弯曲刚度不变, 把全部恒载加在结构上, 所得的内力状态即为所求。这样求出的结果一般弯矩比较小, 但塔根处和边索索力不均匀,需要通过人为调整。另外, 由于该方法没有考虑活载的影响, 这样确定出来的索力还需要根据活载加以调整。虽然该方法有这些缺点, 但是计算出来的索力可以作为参考。
⑦弯矩最小法
该法是以结构（包括梁、塔、墩）弯矩平方和作为目标函数, 其结
果与弯曲能量最小法接近。
⑧用索量最小法
该方法以斜拉索用童（索力乘以索长）作为目标函数, 为了使目标
函数最小, 即是求最小, 再增加一些约束条件, 如索力均匀性约束、控制截面内力约束等。则约束条件是控制截面内力或节点位移在期望范围内。这里对期望值可规定一个可以接受的范围, 而不是一个定值, 这样应用线性规划最优化方法便可得出满足约束条件的最优解。但是需要注意的是,在使用这种方法的时候,必须合理确定约束方程, 否则容易引起错误结果。
⑨应力平衡法
所谓应力平衡法不仅是恒载内力计算的问题, 也是选择拉索初张力的一种方法。其基本原则是设计合适的斜拉索的初张力, 使结构各控制截面在恒载和活载的共同作用下, 上其缘的最大应力和材料允许应力之比等于下翼缘的最大应力和材料允许应力之比。也就是说, 使控制截面能承担的内力与恒载、活载、徐变、温度变化及其他影响所产生的内力相平衡。该方法的基本思路为: 根据主梁截面上下缘的拉压应力控制条件来确定其合理的预加力
数量以及恒载弯矩的合理域。合理预加力数量可作为预应力布置的依据。实际布置的预加力通常比斜拉桥整体的合理预加力数量多, 根据实际预加力数量确定主梁恒载弯矩可行域, 该可行域即可作为确定合理成桥状态时的主梁恒载弯矩控制范围。由于主梁只是斜拉桥整体结构中的一部分, 斜拉桥的合理成桥状态必须综合考虑主梁、塔、索和墩的受力,因此, 主梁恒载弯矩可行域必须具有一定的宽度。
⑩遗传算法
用遗传算法分析斜拉桥恒载初始索力, 这是一种新尝试。遗传算
法是模拟自然界生物进化过程与机制求解极值问题的一类自组织、自适应人工智能技术。它模拟达尔文的自然进化论与孟德尔的遗传变异理论,具有坚实的生物学基础; 它提供从智能生成过程观点对生物智能的模拟,具有鲜明的认知学意义; 它适合于无表达或有表达的任何类函数,具有可实现的并行计算行为;它能解决任何类实际问题, 具有广泛的应用价值。而对于在斜拉桥索力优化中应用遗传算法时, 关键的问题是确定一个目标函数，这个目标函数以P.C.斜拉索的初始张拉力为参数, 其对应的极值解就是所要确定的P.C 斜拉桥恒载初始索力。对于满足最小徐变准则对应的初始索力, 以往使用的方法其实都不能求解, 因为此时的初始状态并不明确, 而在应用遗传算法确定P.C 斜拉桥恒载初始索力的时候, 需要得到一个以斜拉索的成桥初始张拉力为参数的目标函数。这个函数即使没有明确的数学表达式也仍然可以, 只是在确定了一组斜拉索的成桥初始张拉力时, 应当能知道此时对应的函数值。最后函数对应于极值时所对应的参数值, 即为所要确定的恒载初始索力值。应用遗传算法确定斜拉桥成桥恒载初始索力的优点是不需要明确地指定一个恒载初始状态, 而只须给出一个以初始张拉索力值为参数的目标函数, 因此可以应用于求解满足例如最小徐变准则等对应的初始索力, 并且对于多约束条件的情况有其优越性。不过有一点是可以肯定的, 就是遗传算法在开始的时候往往上下两代的优良个体的变化非常剧烈, 表现在适应度上往往会有非常大的改变但是在遗传算法执行的后期, 上下两代优良个体的变化将会变得缓和这就是说采用遗传算法求解斜拉桥成桥恒载初始索力的时候, 其前期收敛速度很快, 而后期收敛速度则相对较慢。
从以上各种方法的介绍来看, 各种方法都有着自身的优点和缺点然而无论哪种方法, 都应当遵循以下基本的三、斜拉桥索力优化的原则
l) 索力分布
索力要分布均匀, 但又有较大的灵活性。通常短索的索力小, 长索的索力大,呈递增趋势, 但局部地方应允许有突变。尾索由于起锚固作用,其索力通常取较大的值,从而索的刚度较大, 对活载受力有利。在所有的索中, 不宜出现较大或较小索力的索。
2) 主梁弯矩
主梁弯矩通常是混凝土斜拉桥设计计算中的重点和难点, 在成桥状态下, 主梁弯矩要落在可行域内。
3) 主塔弯矩
在恒载状态下, 主塔弯矩应考虑活载和混凝土后期收缩、徐变的影响。在活载作用下,塔向江侧的位移比向岸侧的位移大, 并且混凝土后期收缩、徐变的影响往往使塔往江侧偏。因此, 在成桥恒载状态下, 塔宜向岸侧有一定的预偏。
4) 边墩和辅助墩的支承反力
边墩和辅助墩的支承反力在恒载作用下要有足够的压力储备。最好在活载作用下不出现负反力, 但这种受力要求通常由配重或拉力支座来满足。
四、斜拉桥索力优化总结
斜拉桥是一种复杂的高次超静定结构,其上部结构由主塔、主梁和拉索三部分组成,其中拉索只承受拉力,索塔和主梁是以承受压力为主的压弯构件,斜拉索的索力对结构体系的内力分布有很大的影响,是控制全桥受力的关键。
目前,针对斜拉桥成桥索力的确定和优化,国内外很多学者己经提出很多方法,但这些方法各有其侧重点和局限性。通过优化得到了合理成桥索力,改善了结构受力性能,说明该方法具有一定的应用价值。然后,根据施工顺序建立了斜拉桥正装分析模型,以所求得的最优成桥索力为目标,采用正装迭代法确定了斜拉桥的合理施工状态,得到了施工初拉力,对施工过程中结构的受力和变形进行了分析,发现在施工过程中结构安全储备较高, 指出了在施工中需要重点监测的部位和阶
武陵山大桥索力监测 一、应用背景 武陵山大桥位于重庆市黔江区境内，为了保证桥梁运营的可靠性，在通车两年后检验桥梁的工作状况是否符合设计标准，并与桥梁通车前测试资料进行对比，为施工质保期终结工作及今后桥梁维护和评估提供原始数据。 二、检测设备 1、加速度节点A104 A104加速度(振动)传感器节点使用简单方便，极大地节约了测试中由于反复布设有线数据采集设备而消耗的人力和物力，广泛应用于振动加速度数据采集和工业设备在线监测。系统节点结构紧凑，体积小巧，由电源模块、采集处理模块、无线收发模块组成，内置加速度传感器，封装在PPS塑料外壳内。
每个节点的最高采样率可设置为4KHz，每个通道均设有抗混叠低通滤波器。采集的数据既可以实时无线传输至计算机，也可以存储在节点内置的2M数据存储器内，保证了采集数据的准确性。节点的空中传输速率可以达到250Kbps，有效室外通讯距离可达300m。节点设计有专门的电源管理软硬件，在实时不间断传输情况下，节点功耗仅30mA。 2、无线风速/风向传感器WSD202(-EX) WSD202无线风速/风向节点使用简单方便，无线数字信号传输方式消除了长电缆传输带来的噪声干扰，整个测量系统具有极高的测量精度和抗干扰能力。无线传感器节点可以组成庞大的无线传感器网络，支持上千个测点同时进行风速风向试验。 节点结构紧凑，体积小巧，由电源模块、采集处理模块、无线收发模块组成，封装在Ryton PPS塑料外壳内。节点采集的数据既可以实时无线传输至计算机，也可以存储在节点内置的1GB 数据存储器，保证了采集数据的准确性。节点的空中传输速率可以达到250K BPS，有效室外通讯距离可达100m。节点设计有专门的电源管理软硬件，使用内置的可充电电池。 3、GPRS网关BS909 外置式无线传感器网关，用来接收无线传感器节点信号，适用于远距离传输(1000米)，内置GPRS通讯功能，多种接口形式(USB、TCP/IP)。 4、BeeData采集控制软件
斜拉桥索力优化简介 一、斜拉桥得概况 斜拉桥又称斜张桥,其上部结构由主梁、拉索与索塔三种构件组成。它就是一种桥面系以加劲梁受弯或受压为主,支承体系以斜拉索受拉与主塔受压为主得桥梁。斜拉索作为主梁与索塔得联系构件,将主梁荷载通过拉索得拉力传递到索塔上,同时还可以通过拉索得张拉对主梁施加体外预应力,拉索与主梁得结点可以视为主梁跨度内得若干弹性支承点,从而使主梁弯矩明显减小,主梁尺寸以及主梁重量也相应减小,大大改善了主梁得受力性能,显著提高了桥梁得跨越能力。根据主梁所用建筑材料得不同,可将现代斜拉桥分为钢斜拉桥、混凝土斜拉桥、结合梁斜拉桥以及混合式斜拉桥等。早期斜拉桥得主梁均为钢结构,其形式主要为双箱或单箱配以正交异性板。随着技术进步,19世纪中期出现了第一座现代意义得混凝土斜拉桥,从此,混凝土斜拉桥进入了人们得视野。 混凝土斜拉桥得主梁与索塔一般由混凝土材料构成,为了提高主梁与索塔得适用性能,主梁可以优先采用预应力混凝土主梁,索塔可以釆用钢结构劲性骨架加强或环向预应力结构。在密索体系混凝土斜拉桥中,拉索受拉,主塔与主梁以受压为主,可以充分利用钢丝或钢绞线优异得受拉能力与混凝土良好得受压能力,同时,斜拉索水平分力对主梁形成预压作用,提高了主梁得抗裂能力。从设计方面瞧,既要考虑结构总体布置、结构体系选择得合理性,又要考虑釆用何种方法寻求成桥索力得最优解,还要考虑施工得便捷性、经济效益、社会效益
以及美学功能等多种因素;从施工方面讲,既要确定合理得施工流程,设法寻求合理得施工初拉力,还要做好施工过程中施工参数得动态控制与调整等方面工作。另外,在整个过程中,还要考虑设计参数变化、温度、徐变、几何与材料非线性以及施工方法等因素对设计与施工得影响。 二、斜拉桥索力优化方法 斜拉桥就是高次超静定结构,其主梁、主塔受力对索力大小很敏感,而基于斜拉索索力可以调节得特点,我们可通过对拉索索力得调整来优化斜拉桥成桥恒载状态。针对如何才能确定合理得成桥状态,国内外许多学者都做了大量得研究并提出多种调整方法,可以将这些方法归为三类: (l)指定受力状态得索力优化,包括刚性支承连续梁法、零位移法、内力平衡法、指定应力法、零弯矩法等; (2)无约束得索力优化,包括弯曲能量最小法、弯矩最小法等; (3)有约束得索力优化,包括用索量最小法、应力平衡法等。 而由于斜拉桥得最合理得成桥状态本来也没有一个统一得标准,所以很难说哪一种方法一定优于另外得方法。下面将各种方法得原理介绍如下: ①刚性支承连续梁法 这种方法就是使用最早得方法之一,它将斜拉桥主梁在恒载作用下弯矩呈刚性支承连续梁状态作为优化目标。将主梁、索梁交点处设以刚性支承进行分析,计算出各支点反力。利用斜拉索力得竖向分力
斜拉桥索力测试方法及原理综述 王玉田 （青岛理工大学土木工程学院青岛266033） 摘要斜拉索的索力大小直接决定着斜拉桥的工作状态，采用准确的方法进行合理的索力测试是保证斜拉桥顺利施工和安全运营的必要手段。本文针对目前斜拉桥索力测试中常用的方法及其原理进 行了阐述和比较，并指出了各种方法的特点和适用场合。 关键词斜拉桥索力测试综述 Summary of Methods and Theories to Cable Force Measurement of Cable—Stayed Bridges Wang Yu-tian (School of Civil Engineering, Qingdao Technological University, Qingdao, 266033) Abstract Cable force decides the working state of the cable-stayed bridge directly. Measuring the cable force of the cable-stayed bridge through some exact method is the guarantee to construction and operation. This paper summarises the methods and their theories usually uesed in cable force of cable-stayed bridge measuring. Furthermore, Features and their applying places are pointed out. Keywords cable—stayed bridges cable force measurement summary 斜拉索是斜拉桥的一个重要组成部分，斜拉索的工作状态是斜拉桥是否处于正常状态的主要决定因素，所以，能否对斜拉索索力进行精确的测量，在很大程度上决定着斜拉桥施工的成败和正常的运营。斜拉桥索力测试的方法很多，经过近年来的实践，许多方法已经被淘汰（如“扭力扳手测试法”，误差较大），目前常用的有以下几种： 1. 压力表测定法 目前，斜拉索均使用液压千斤顶张拉。该方法的原理就是根据千斤顶张拉油缸中的液压推算千斤顶的张拉力，并认为千斤顶的张拉力就等于拉索索力。所以，只要通过精密压力表或液压传感器测定油缸的液压，就可求得索力。通常使用0.3~0.5级的精密压力表，并应事先对液压系统进行标定，测得索力的精度可达到1%~2%。 压力表测定法简单易行，比较直观、可靠，是施工中控制索力最适用的方法。但该法所用仪器较笨重，移动不便，且经常有油不回零的情况，影响测试精度。并且不适合于已张拉好的斜拉索，如运营中的索力测试。 2. 压力传感器测定法 张拉时，在张拉连杆上粘贴应变片或利用穿心式压力传感器，也可在锚头和锚座之间安装测
××大桥 成桥荷载试验方案 ×××××××××××××× 2012年6月18日
第1章概况 (1) 1.1 桥梁概况 (2) 1.2 试验目的 (3) 1.3 试验依据 (3) 1.4 项目实施内容 (3) 第2章结构初始状态检查 (4) 2.1检查目的 (4) 2.2 检查主要内容 (4) 2.2.1 桥梁有关资料的搜集 (4) 2.2.2 主桥跨结构外观质量检查 (4) 2.2.3 桥面标高测量 (5) 2.2.4恒载作用下斜拉索索力的测定 (5) 第3章静力荷载试验方案 (6) 3.1 测试截面的确定 (7) 3.2 测点布置 (7) 3.2.1 应变测点 (7) 3.2.2 主梁、主塔变位测点 (8) 3.2.3 索力测试 (9) 3.3 试验荷载 (9) 3.4 试验工况及加载位置确定 (10) 3.4.1 试验工况 (10) 3.4.2 试验荷载布置 (10) 3.5 加载效率 (13) 3.6 加载分级 (13) 3.7测试方法 (14) 3.7.1应变测试方法 (14) 3.7.2位移测试方法 (14)
3.7.3索力测试方法 (14) 3.8加载程序及试验规定 (14) 3.8.1加载程序 (14) 3.8.2试验规则 (15) 第4章动力荷载试验实施方案 (15) 4.1 动力荷载试验原则 (16) 4.1.1 试验目的 (16) 4.1.2 测试项目与测试方法 (16) 4.2 动力试验测试内容 (16) 4.2.1脉动试验 (16) 4.2.2无障碍行车试验 (16) 4.3动力试验的测点布置 (17) 4.3.1 脉动试验 (17) 4.3.2. 无障碍行车试验 (17) 第5章试验分工协作、实施细则与计划安排 (17) 5.1 分工协作 (18) 5.1.1试验现场准备工作 (18) 5.1.2 试验测试准备工作 (18) 5.1.3 试验加载测试车辆的准备工作 (18) 5.2 试验进度计划及人员安排 (19) 5.2.1 试验进度计划安排 (19) 5.2.2 人员安排 (19)
文章编号:0451-0712(2006)05-0057-04 中图分类号:U 448.27 文献标识码:B 独塔宽幅矮塔斜拉桥的设计与分析 陈从春1,夏巨华2,肖汝诚1,何 鹏1 (11同济大学桥梁工程系 上海市 200092;21中国市政工程中南设计研究院 武汉市 430010) 摘 要:介绍了江苏昆山吴淞江大桥的设计与分析过程,并对平面应力和空间应力进行了讨论。该桥是一座跨径为10011m +10011m ,宽度为33m 的单索面矮塔斜拉桥,是目前同类结构中跨度较大、桥幅最宽的结构,主梁、桥塔、拉索等构造均比较新颖,可作其他桥梁设计借鉴参考之用。 关键词:矮塔斜拉桥;宽幅;设计;分析 吴淞江大桥位于江苏省昆山市吴淞江河跨处,主桥是一座跨径为10011m +10011m ,宽度为33m 的单索面矮塔斜拉桥。该桥在目前同类结构中跨径居第3位,宽度居第1位。桥上设计行车速度为50km h ;设计荷载,汽车为城市-A 级,人群为214kPa ,地震设防烈度为7度。桥梁采用塔、梁、 墩固结体系,主要构件都有一定的新颖性,效果 较好。1 设计概要111 总体布置 吴淞江大桥全桥共设14对拉索,索间距为 410m ,近塔端设有28m 的无索区段, 边墩附近设有20167m 的无索区段。总体布置如图1所示。 单位:m 图1 主桥立面布置 112 主梁 主梁采用变截面箱梁,塔根处梁高为510m ,跨中梁高310m ;梁高变化段在塔根无索区段,变化线 型为半径为16229m 的圆曲线。箱梁断面为单箱五室,箱底宽2514m ,顶宽33m ,其中悬臂长318m 。箱梁断面如图2所示。斜拉索锚固在中室内。箱形断 收稿日期:2005-11-28 公路 2006年5月 第5期 H IGHW A Y M ay 12006 N o 15
索力测量 索力测试方法有：１.电阻应变法2.拉索伸长量测定法3.索拉力垂度关系测定法4.张拉千斤顶测定法5.压力传感器测定法6.振动测定法等。 振动法测索力原理：方法是实测拉索的固有频率，利用索的张力和固有频率的关系计算索力。 扣索、系杆及吊杆索力是设计中重要参数。施工阶段扣索、系杆及吊杆的索力状况及索力误差分布是评估、判断施工阶段结构内力状况、安全状况及施工质量的重要依据。索力大小，直接影响到拱肋及主梁的线形、拱肋及主梁内力分布。所以在施工过程中，准确地测量索力值并把它调整到设计要求的范围以内，是保证本桥结构安全施工的关键。 A 、测量内容 本桥索力测量包括斜拉扣索索力测量和吊杆索力测量。 斜拉扣索索力测量主要采用频谱分析法进行，在扣索初张拉、扣索索力调整等阶段测试每根扣索索力。 吊杆索力监测采用频谱分析法和光纤压力传感器测量。其中，1号短吊杆采用光纤压力传感器测量，其余采用频谱分析法测量。吊杆张拉调整完毕测试其索力。 B 、测量方法及原理 本桥斜拉扣索和长吊杆索力均采用频谱分析法进行测试，1号短吊杆和系杆采用光纤压力传感器进行测量。 频谱分析法是利用紧固在缆索上的高灵敏度传感器，拾取索在环境振动激励下的振动信号，经过滤波、放大、谱分析，得出缆索的自振频率，根据自振频率与索力的关系，来迅速确定索力。 如果环境振动不易激起拉索较强振动，不易测得满足拉索频率分析的振动信号。根据我院长期以来对多座大型桥梁的索力测试经验，传递函数法能够较好解决这一问题，该办法主要利用小型力锤敲击（此敲击力度很小，力锤带橡皮头，对索无损伤），对索进行激励，再利用高灵敏度传感器拾取振动信号，并分析得到拉索的传递函数，由此获得拉索正确频率，根据自振频率与索力的关系来确定索力。 将拉索视为弦的振动，在拉索上任意截取单元体，其基本平衡方程为： 0222244=??+??-??t y m x y P x y EI （5-3） 其中：EI ——拉索的弯曲刚度； P ——索力； m ——拉索单位长度的质量； y ——拉索的振幅； x ——沿拉索方向的坐标； t ——时间。 在拉索两端为铰支的情况下，（5-3）式的解式 2 222 22/4l EI K k f ml P k π- = （5-4） 其中：ｌ——拉索的计算索长； ｋ——拉索的自振频率的阶数，k=1,2,3； fk ——拉索的第k 阶自振频率。 式（3-4）是拉索的自振频率和相应索力的一般关系式，一般而言拉缆索的弯曲刚度与
斜拉桥索力测试方法及其发展趋势 黄尚廉唐德东 重庆大学光电工程学院光电技术及系统教育部重点实验室，重庆 400044 摘要：索是斜拉桥的主要受力构件之一，它的受力状态是桥梁安全与正常使用的重要指标。监测桥索的索力对于及时反映桥索的工作状态和调整桥索的结构内力是极为重要的，从而有效防止桥索的偏载和维护桥梁的运行安全。本文综述了常用索力测试方法，并分析了每种方法的基本原理和优缺点，指出它的发展趋势和需要研究和解决的问题。 关键字：桥索；索力；频率；磁弹效应 Method of measure cable stress and trend of development Huang Shang-lian Tang De-dong The Key Lab for Optoelectronic Technique and System, Ministry of Education, Dept. of Optoelectronic Engineer, Chongqing University, Chongqing 400044 Abstract: Steel cable is one of components which supports stress of cable stay bridge, which tense state is important index of bridge safety and nature use. In order to effectively avoid deflection load of cable and maintain bridge safe of using, monitoring cable tense stress state parameters is very important to feedback cable working states in time and adjust cables tense stress. This article present method of measure cable stress in common use, analyze its ultimate principle and its merits and defects, and point its development trend and problem of solving. Key words: bridge cable; cable tense; frequency; magnetoelastic phenomenon 1引言 随着人类生产生活水平的提高，对大跨度桥梁的建设需求越来越迫切，加上建桥技术和高强度材料的日益发展，斜拉桥逐步有能力胜任对大跨度发展的要求。如国内外已建的斜拉桥中，它们的跨度分别为：法国诺曼底桥856m，日本多多罗大桥890m，上海杨浦大桥602m，南京长江第二大桥628m，这些已向人们展示了斜拉桥强大的跨越能力。 斜拉桥为高次超静定结构，它依靠斜拉索为主梁提供弹性约束，桥跨结构的重量和桥上活载绝大部分或全部通过斜拉索传递到塔柱上，因此，索是斜拉桥的主要受力构件之一，它的受力状态直接影响斜拉桥本身的健康状态。由于在斜拉桥施工或成桥后的日常使用过程中，存在各种误差和偶然因素的联合作用，将使索的结构内力和线形偏离正常状态，因此及时监测斜拉桥索的受力状态是非常重要的，已成为斜拉桥健康监测的重要内容之一。 索力测定目前国内外一般采用4种方法[1]：(1)压力表测定；(2)压力传感器测定；(3)频率测定法；(4) 磁弹效应法。因此，如何选用合 高等学校博士学科点专向科研基金资助：20030611023 理有效的测试方法对斜拉桥施工监控和成桥后的健康监测具有重要意义。 2常用测试方法的原理及其优缺点 2.1 压力表法 用千斤顶张拉桥索时（如图1），通过精密压力表或液压传感器测定油缸的液压，就可求得索力[1][2]。这种方法简单易行，是施工中控制索力最实用的方法，其精度可达1%～2%。它可以用在斜拉桥施工过程中对索力的调整，但由于压力表本身的一些特性，有指针易偏位，高压时指针抖动激烈，读数人为误差大，负荷示值需转换等缺点，不可用于成桥后的动态索力监测。 图1 千斤顶张拉斜拉索示意图 2.2 压力传感器法 https://www.doczj.com/doc/7877456.html,
矮塔斜拉桥概述 1.1矮塔斜拉桥的定义和特点 矮塔斜拉桥为近20年来出现的一种新桥型，瑞士、日本、韩国等一些国家这几年修建了多座这种桥梁。由于它优越的结构性能，良好的经济指标，越来越显示出巨大的发展潜力。我国在这种桥型上起步稍晚，2001年建成的漳州战备大桥，是国内第一座真正意义上的矮塔斜拉桥。 对于这种桥型的称谓尚未统一。日本的屋代南桥与屋代北桥为两座轻载铁路桥，初看起来象斜拉桥，因而日本的桥梁界对其笼统地称为斜拉桥。小田原港桥是一座公路桥，日本桥梁界没有把它称为斜拉桥，而是沿用了法国工程师1988年提出的名称—Extra-dosed Prestressing Concrete Bridge，即超配量体外索PC桥，简称EPC桥。实际上屋代南、北桥与小田原港桥其结构体系非常相似，同样可以称为EPC桥。在美国，这种桥有称为“Extra-dosed Prestressing Concrete Bridge”的，也有称为“Extra-dosed Cable-stayed Bridge”的。国内的称谓也一直存在争论，1995年我国著名桥梁专家严国敏先生首次把它定义为“部分斜拉桥”。其含义是：在结构性能上，斜拉索仅仅分担部分荷载，还有相当部分的荷载由梁的受弯、受剪来承受。“部分斜拉”即源于斜拉索的斜拉程度。后来国内一些文章根据这种桥型塔高较矮的特点，又把这种桥型定义为矮塔斜拉桥。 矮塔斜拉桥的受力是以梁为主，索为辅，所以梁体高度介于梁式桥与斜拉桥之间，大约是同跨径梁式桥的1/2倍或斜拉桥的2倍。截面一般采用变截面形式，特殊情况采用等截面。 矮塔斜拉桥的桥塔一般采用实心截面。塔高为主跨的1/8~1/12，由于桥塔矮，刚度大，一般不考虑失稳问题。梁上无索区较之一般斜拉桥要长，而且除了主孔中部和边孔端部的无索区段之外，还有较明显的塔旁无索区段。边孔与主孔的跨度比值较之斜拉桥要大。一般斜拉桥边孔与主孔的跨度比值一般小于0.5，多数在0.4左右，而矮塔斜拉桥与一般连续梁(刚构)桥相似，为避免端支点出现负反力，边孔与主孔的跨度之比一般会大于0.5，较合理的比值在0.6左右。 为了充分利用部分的高度，拉索多成扇形布置，拉索尽量向塔上部集中通过。塔顶索鞍的作用如同体外预应力索的转向点，斜拉索在转向点一般被固定而无滑动。在建成的矮塔斜拉桥中，索鞍鞍座普遍采用双套管结构，即外钢管埋设于混凝土塔内，内套管套在外钢管中，斜拉索穿过内钢管，在两侧出口处设置抗滑锚头顶紧内管口，阻止内管滑移。斜拉索在梁上宜布置在边跨中及1/3中跨处。此外，矮塔斜拉桥由于塔较矮，塔顶水平位移不会很大，因此没有斜拉桥的特征构
某某桥梁检测方案 委托单位：某某公司 技术负责： 编写： 审定： 某某检测机构 2016年12月15日
目录 第1章桥梁概况 (1) 第2章试验目的和依据 (1) 2.1试验目的 (1) 2.2试验依据 (1) 第3章试验项目和方法 (2) 3.1桥梁结构外观检查 (2) 3.2桥梁结构静力荷载试验 (2) 3.2.1试验荷载 (2) 3.2.2测试参数及方法 (3) 3.2.3测点布置 (3) 3.3桥梁结构模态试验 (4) 3.3.1测试参数及方法 (4) 3.3.2测点布置 (4) 第4章试验准备及实施 (5) 4.1荷载试验的预备工作 (5) 4.2荷载试验实施 (6) 第5章试验费用预算 (8) 第6章试验成果报告 (9)
第1章桥梁概况 某某桥梁建于1998年，1999年正式投入运营，是游客进出的唯一人行通道。该桥是一座跨径为74.9m的单跨地锚式人行悬索桥，主索矢跨比为1/10。经过多年使用后，桥梁结构构件不同程度地出现老化和破损，亟待对该桥进行必要的检测，查明桥梁的性能状态，评定其使用功能，为桥梁管养、维修加固提供依据。受某某公司的委托，我单位针对某某桥梁的实际情况，制定了本检测方案，待业主单位审核批准后，遵照实施。
第2章试验目的和依据 2.1试验目的 试验的目的主要包括三个方面： (1)通过对桥梁结构构件进行外观检查，全面了解爱伲寨吊桥个 主要构件的技术状况，即使发现桥梁结构的异常状况，为评 定该桥的使用功能、制定管养计划提供依据； (2)分析、测试桥跨结构在试验荷载作用下的应变和位移，检验 桥梁的结构强度、刚度和稳定性是否达到设计和规范要求， 评价其在设计荷载作用下的工作性能； (3)建立桥梁结构的技术档案，为今后的运营、管养、检测提供 依据。 2.2试验依据 《公路工程技术标准》（JTG B01-2014）； 《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2015）； 《城市桥梁设计荷载标准》（CJJ 11-2011）； 《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2012）； 《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63-2007）； 《公路工程质量检验评定标准》（JTG F801-2012）； 《公路桥梁加固设计规范》（JTG-T 522-2008）； 《公路桥梁抗震设计细则》（JTG-T B02-01-2008）； 《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》（JGJ/T23-2011）； 《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ 025-1986）。
2.斜拉索索力 主要提供各根斜拉索的初始张拉力，并对张拉过程中各根钢绞线的均匀性及整根斜拉索索力值进行监控。根据张力弦振动公式： ρ δL F 21= (3) 式中：F ——弦的自振频率； L ——弦的长度； δ——弦的应力； ρ——弦的材料密度。 可知，明确了弦的材料和长度之后，测量弦的振动频率就可以确定弦的拉力。 当张紧的斜拉索横向抗弯刚度忽略不计时，其动平衡微分方程为： 假定斜拉索两端是铰接，解微分方程可得索力 式中：f n —斜拉索第n 阶自振频率（Hz ）； L —斜拉索计算长度（m ）； n —振动频率阶数。 如考虑斜拉索的抗弯刚度，则索力： 02222=??-???x y T t y g W g n f W L T n 2224=22 22224L EI n g n f W L T n π-=（4） （5） （6）
式中：EI —斜拉索抗弯刚度。 上式中第二项222L EI n π表现为斜拉索弯曲刚度对索力的修 正。 对于施州大桥的斜拉索是两端固定匀质受力的钢索，因此也可以似作为弦，将式（5）中的g WL /42提出来作为一个比例系数K ，则斜拉索的拉力T 与其基频F 可简化为如下关系： 2KF T = （7） 式中：K ——比例系数； F ——索的基频； T ——钢索索力（kN ）。 其中基频 n f F n /= （8） 其中： f n ——斜拉索第n 阶自振频率（Hz ）； n ——振频率的阶数。 因此，通过测量钢索的主振动频率，就可以求出钢索的拉力。其中（7）式中比例系数K 为 g W L K /42= （9） 其中： W ——索的单位长质量（kg/m ）； L ——索两嵌固点之间的长度（m ）。 通过对斜拉索单位长质量和各个索的计算索长的确定可以计算出各个斜拉索的比例系数见表3.2.1（表中BS1-BS14 、ZS1-ZS14分
矮塔斜拉桥研究的新进展 陈从春1,周海智2,肖汝诚1 (1.同济大学桥梁工程系,上海200092; 2.同济大学建筑设计研究院,上海200092) 摘 要:简要叙述矮塔斜拉桥在国内外的应用及研究状况,讨论该种桥型的中文和英文关键词,提出索梁恒载比、索梁活载比和名义刚度的概念,并对这种桥型进行界定,试图揭示这类桥梁的力学本质,最后对该种桥型的发展作了展望。 关键词:矮塔斜拉桥;应力幅;索梁恒载比;索梁活载比;名义刚度中图分类号:U 448.27 文献标识码:A 文章编号:1671-7767(2006)01-0070-04 收稿日期:2005-11-22 作者简介:陈从春(1970-),男,博士生,1992年毕业于湖南大学公路与城市道路专业,工学学士,1999毕业于武汉理工大学岩土工程专业,工学硕士。 0 引 言 随着桥梁技术的发展,桥梁应用的两大趋势是十分明显的,即传统桥梁的轻型化和组合化。组合体系桥梁极大地丰富了桥梁造型。组合体系桥中比较有代表性的是拱梁组合体系、斜拉-连续梁(刚构)体系等,其中斜拉-连续梁(刚构)体系是一种比较新颖的桥型,近10年来应用较多,受到广泛的关注。普遍认为,由Chr istian M enn 设计的建于1980年的的甘特(Ganter)大桥,是斜拉-连续(刚构)体系桥的先驱,其混凝土箱形梁由预应力混凝土斜拉板/悬挂0在非常矮的塔上,这种板可以看成是一种刚性的斜拉索,该桥的出现形成了斜拉桥的一个分支)))板拉桥,由于其与环境的完美结合,成为一道风景。甘特大桥的出现为其后的矮塔斜拉桥的出现奠定了基础。甘特大桥之后,又有墨西哥的帕帕加约(Papagayo )大桥、美国得克萨斯州的巴顿河(Bar -to n Creek)大桥及葡萄牙的索科雷多斯(Socorr-i dos)大桥等相继建成[1]。 1988年法国工程师Jacg ues M athivat 在设计位于法国西南的阿勒特#达雷(Arr ?t Darr ü)高架桥的比较方案时,首次明确提出了矮塔斜拉桥的方案。该方案是跨度为100m 的预应力混凝土等截面箱梁,塔、梁固结,斜拉索穿过矮塔上的鞍座与主梁锚固。 与此同时,1990年德国的Antonie Naaman 提出了一种组合体外预应力索桥,体外索的一部分伸出主梁之上,锚固在墩顶处主梁的刚柱上[2] 。这一种体系与法国Jacgues M athivat 的方案十分类似。 目前这种桥在各国得到广泛应用,日本已建成此类桥梁20多座,中国大陆地区已建和在建的已达 10多座,中国台湾地区有2座,瑞士、菲律宾、老挝、帕劳群岛、克罗地亚各1座,美国珍珠港在建1座;其中,中国在建的惠青黄河公路桥、江珠高速荷麻溪大桥分别达到220m 和230m (预应力混凝土梁),芜湖长江大桥达到340m(钢桁梁),分别为同类桥梁最大跨径。 尽管这种桥梁发展很快,但仍然有很多问题没有很好地解决,本文将就研究的最新情况作一论述。1 矮塔斜拉桥的称谓 对于这种桥型的称呼尚未统一,法国工程师Jacgues M athivat 在提出他的方案时,命名为/ex -tra -dosed PC bridg e 0,直译为/超剂量预应力混凝土桥梁0;日本工程界一直采用这种名称( ¨é?ー ?橋);在美国,这种桥有称为/extra -dosed PC bridg e 0的,也有称为/extrado sed cable -stay ed bridg e 0的;在我国台湾,最初将这种结构称为/外置预应力桥0,后来根据其外形类似恐龙高耸的脊背,而称为/脊背桥0、/拱背桥0。国内的称呼一直存在争论,学者严国敏将其称为/部分斜拉桥0,理由是这种桥型受力特性介于斜拉桥和连续梁之间,桥的刚度主要由梁体提供,斜拉索主要起体外预应力的作用;王伯惠、顾安邦、徐君兰等学者认为应该称为/矮塔斜拉桥0,而/部分斜拉桥0不够明确,没有道出其外在的形状与内在的结构特征,早期的稀索结构也有/部分0的性质。 目前,这种体系与最初相比又丰富了很多,主梁不仅采用预应力混凝土结构,还可采用钢结构(如中国的芜湖长江大桥),以及钢与混凝土的组合结构(如波形钢腹板梁及结合梁),不仅可以采用刚性梁,
2010年11期(总第71期 )作者简介：罗庆湘（1981-），男，重庆人，工程师，主要从事高速公路建设与管理。 1工程概况 江肇西江特大桥主桥共四个主塔，塔号为29#～32#塔，主塔为独柱式刚劲混凝土结构，截面为八边形，并在顺桥上刻有0.1m ，宽0.7m 的景观饰条。主塔高度为30.5m （含索顶以上4m 装饰段），主塔截面等宽段顺桥向宽5m ，横桥向宽2.5m ；塔底5m 范围，顺桥向厚为5m ，横桥向由2.5m 渐变到3.1m 。 图1主塔一般构造图 本桥斜拉索采用扇形布置，梁上间距4m ，塔上间距0.8m ，拉索通过预埋钢导管穿过塔柱，在主梁上张拉。斜拉索采用Φs 15.2mm 环氧涂层钢绞线斜拉索，标准强度为1860MPa ，斜拉索规格分别为43-Φs 15.2mm 和55-Φs 15.2mm ，采用钢绞线拉索群锚体系。斜拉索为单索面双排索，布置在主梁的中央分隔代处，全桥共128 根斜拉索。钢绞线外层采用HDPE 护套。减振装置及锚具采用斜拉索专用材料。 2施工方案简介 主塔分六节施工，其中最大施工节段为5.4m ；主塔内设劲性骨架，用于钢筋和索鞍定位；模板施工采用无支架翻模施工，模板采用定型钢模板，均设有阴阳缝，由模板厂加工,现场拼装。考虑到主塔外观，该主塔模板不采用对拉杆在塔身中间穿过来固定模板，而采用桁架式模板翻模施工，塔吊辅助翻模。 3主塔施工流程 图2主塔施工流程 江肇西江特大桥矮塔斜拉桥主塔施工方案 罗庆湘，闫化堂 （广东省长大公路工程有限公司，广东 广州 510000） 摘 要：江肇西江特大桥主塔为独柱式刚劲混凝土结构，截面为八边形；主塔高度为30.5m ，主塔截面等宽段顺 桥向宽5m ，横桥向宽2.5m ；本桥斜拉索采用扇形布置，梁上间距4m ，塔上间距0.8m ；拉索通过预埋钢导管穿过塔柱；采用C60混凝土。本文介绍了江肇西江特大桥主塔施工方案，重点介绍了劲性骨架设计及施工、索鞍定位以及混凝土防裂等。 关键词：矮塔斜拉；主塔；施工方案中图分类号：U44 文献标识码： B 265
浅谈矮塔斜拉桥和多塔斜拉桥 矮塔斜拉桥是介于连续梁与斜拉桥之间的一种斜拉组合体系桥，具有塔矮、梁刚、索集中的特点。 矮塔斜拉桥主梁刚度较大，是主要的承重构件，斜拉索对梁起加劲、调整受力的作用，斜拉索的恒载索力占总索力(恒载索力十活载索力)的比重较斜拉桥大，斜拉索的应力变幅较小，疲劳问题不突出，因而斜拉索的容许应力可取0.6pk f ，从而降低工程造价。矮塔斜拉桥与连续梁相比具有结构新颖跨越能力大、施工简单、经济等优点;与斜拉桥相比具有施工方便、节省材料、主梁刚度大等优点。使得矮塔斜拉桥具有广阔的发展空间。 矮塔斜拉桥结构特点: 1、塔高较矮。拉索倾角较小，拉索为主梁提供较大的轴向力，并且拉索尽可能密集地从塔顶鞍座上通过，锚固于主梁。一般塔高可取主跨的1/8-1/12; 2、以梁为主，索为辅，梁体高度约是同跨径梁式桥的1/2或斜拉桥的2倍，梁高与跨度之比较大，一般为1/40-1/20，并且主梁自身承受大部分荷载作用约70%斜拉索只承受30%起到帮扶作用; 3、主梁无索区段较一般斜拉桥要长，有较明显的塔旁无索区段，不设置端锚索; 4、边孔与主孔的跨度比值在0.5-0.6左右，类似连续梁; 5、为了充分利用矮塔的高度，拉索多成扇形布置且布置较集中，通常布置 在边跨、中跨跨中1/3附近。在己建成的矮塔斜拉桥中，索鞍鞍座普遍采用双套管结构，拉索应力变幅一般只有斜拉桥的1/3左右，施工过程及合拢后，基本不需要进行拉索索力调整; 6、适用跨径宜选择在100m-200m 之间，如果采用组合梁或复合梁，则跨径可达300m. 7、尤其适用于多塔多跨和塔高受限制的情形，从刚度和疲劳考虑，它更适用于铁路桥或双层桥面，但采用多跨时存在较大的挠度问题。 矮塔斜拉桥的受力特点: 索塔将斜拉索索力按一定比例分配给主梁的水平和垂直方向，当主梁刚度较大时，就可以降低塔高，以节约材料，并给主梁提供较大的水平分力，以解决主梁体内预应力的不足。所以矮塔斜拉桥索塔的作用主要是通过分配斜拉索索力，从而实现对结构性能的改善。索塔对索力的分配作用不仅与自身高度有关，同时还与索力大小有关。拉索、预应力钢筋的用量和索塔塔高是相互影响的，索塔高些，拉索用量可少些，则预应力筋也可以相应少些，反之，亦然。在一定的范围内，通过索力优化调整因塔高降低对结构的负面影响，具有十分重要的意义。同
斜拉桥索力优化简介 一、斜拉桥的概况 斜拉桥又称斜张桥,其上部结构由主梁、拉索和索塔三种构件组成。它是一种桥面系以加劲梁受弯或受压为主,支承体系以斜拉索受拉和主塔受压为主的桥梁。斜拉索作为主梁和索塔的联系构件,将主梁荷载通过拉索的拉力传递到索塔上,同时还可以通过拉索的张拉对主梁施加体外预应力,拉索与主梁的结点可以视为主梁跨度内的若干弹性支承点,从而使主梁弯矩明显减小,主梁尺寸以及主梁重量也相应减小,大大改善了主梁的受力性能,显著提高了桥梁的跨越能力。根据主梁所用建筑材料的不同,可将现代斜拉桥分为钢斜拉桥、混凝土斜拉桥、结合梁斜拉桥以及混合式斜拉桥等。早期斜拉桥的主梁均为钢结构,其形式主要为双箱或单箱配以正交异性板。随着技术进步,19世纪中期出现了第一座现代意义的混凝土斜拉桥,从此,混凝土斜拉桥进入了人们的视野。 混凝土斜拉桥的主梁和索塔一般由混凝土材料构成,为了提高主梁和索塔的适用性能,主梁可以优先采用预应力混凝土主梁,索塔可以釆用钢结构劲性骨架加强或环向预应力结构。在密索体系混凝土斜拉桥中,拉索受拉,主塔和主梁以受压为主,可以充分利用钢丝或钢绞线优异的受拉能力和混凝土良好的受压能力,同时,斜拉索水平分力对主梁形成预压作用,提高了主梁的抗裂能力。从设计方面看,既要考虑结构总体布置、结构体系选择的合理性,又要考虑釆用何种方法寻求成桥索力的最优解,还要考虑施工的便捷性、经济效益、社会效益
以及美学功能等多种因素;从施工方面讲,既要确定合理的施工流程,设法寻求合理的施工初拉力,还要做好施工过程中施工参数的动态控制和调整等方面工作。另外,在整个过程中,还要考虑设计参数变化、温度、徐变、几何和材料非线性以及施工方法等因素对设计和施工的影响。 二、斜拉桥索力优化方法 斜拉桥是高次超静定结构,其主梁、主塔受力对索力大小很敏感,而基于斜拉索索力可以调节的特点,我们可通过对拉索索力的调整来优化斜拉桥成桥恒载状态。针对如何才能确定合理的成桥状态,国内外许多学者都做了大量的研究并提出多种调整方法,可以将这些方法归为三类: (l)指定受力状态的索力优化,包括刚性支承连续梁法、零位移法、内力平衡法、指定应力法、零弯矩法等; (2)无约束的索力优化,包括弯曲能量最小法、弯矩最小法等; (3)有约束的索力优化,包括用索量最小法、应力平衡法等。 而由于斜拉桥的最合理的成桥状态本来也没有一个统一的标准,所以很难说哪一种方法一定优于另外的方法。下面将各种方法的原理介绍如下: ①刚性支承连续梁法 这种方法是使用最早的方法之一,它将斜拉桥主梁在恒载作用下弯矩呈刚性支承连续梁状态作为优化目标。将主梁、索梁交点处设以刚性支承进行分析,计算出各支点反力。利用斜拉索力的竖向分力与
斜拉桥检测 斜拉桥应定期进行动力特性、重要部位的内力、拉索索力、拉索探伤和静载的检测,时间间隔不得超过7年。检测报告应结合历年的各项检测结果综合分析。应通过结构监测，掌握桥梁在使用过程中结构构件的变化和力学性能及空间位移情况。 每天宜巡检1~2次。 1 塔 斜拉桥索塔部分的养护，视其结构类型可按钢筋混凝土桥、预应力混凝土桥及钢桥的相关规定进行。 按期检查索塔的变位、倾斜和混凝土表面的破损情况，必要时可进行混凝土强度检测。发现主塔混凝土产生裂纹，应在其表层涂聚合物防水材料予以预防。塔体裂缝宽度在0.2mm 以上的，应采取高压灌注环氧树脂封闭。裂缝宽度在0.2mm以下的，可采用环氧或聚合物防水材料进行刮涂封闭。 2 拉索 斜拉索的保护层，通车后第1、2年内每季度检查一次，以后每半年检查一次。每天应目测检查一次(可借助简单工具)，对异常情况作好记录，进一步检查，并做出技术状况的评定。 每3年对拉索护层及钢丝锈蚀情况进行检测，可采用无损探伤或剥开已损坏的护层检查，并测量锈蚀钢丝的实际有效面积。 拉索索力每年进行一次测量，大桥竣工最后一次调索的索力应与设计索力进行比较，了解拉索索力变化状况及松弛现象。 必须经常观察拉索的振动情况，并作好风速、风向、雨量、拉索振动状况的记录，并应检查拉索减振措施的有效性，对失效的减振装置应重新安装或更换。 拉索梁端的护筒及护套不得有锈蚀、开裂、剥落、连接螺栓松动、崩断、护套与拉索的接合部护层的损伤和露丝。塔端锚头、钢主梁端锚头必须每半年进行一次保养，对在钢梁外侧并有钢盖板盖的锚头应每3年进行一次保养。 锚具的锚杯及锚杯外梯形螺纹和螺母不得锈蚀和变形，锚板不得断裂;墩头应无异常。 锚固结构的支承垫块不得锈蚀、位移、变形;梁端锚箱不得锈蚀、变形;锚箱与主钢梁腹
矮塔斜拉桥施工控制要点 矮塔斜拉桥施工控制要点 摘要：本文以津沪联络线特大桥矮塔斜拉桥为背景，介绍矮塔斜拉桥索塔和拉索施工控制要点。 关键词：斜拉桥施工控制 中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号： 一、工程概况 津沪联络线特大桥-跨外环线斜拉桥段为4跨 (64.6m+115m+115m+64.6m) 一联360.6m单箱三室预应力混凝土矮塔斜拉桥，全桥位于直线及缓和曲线上。线路为双线，线间距４.２ｍ，轨道形式为有砟轨道。桥梁结构采用三塔双柱式双索面预应力矮塔斜拉桥。 二、矮塔斜拉桥施工索塔和拉索施工控制要点 斜拉桥属于组合体系桥，它的上部结构由主梁、拉索和索塔三种构件组成。支撑体系以拉索受拉和索塔受压为主。该桥中塔采用塔墩固结体系，边塔采用塔梁固结体系。 （一）索塔施工控制要点 主塔形式为双柱式，距名义梁顶面以上结构高为１５ｍ，采用实心截面，中塔与边塔采用相同尺寸，塔底横桥向宽为２ｍ，纵桥向宽为3.7ｍ，墩身斜率为40:1。由于索塔截面不规则，且高度仅为15米，索塔施工采用搭架分节立模浇注法。斜拉桥的平面位置、轴线控制、截面尺寸、预埋件制作、安装精度等要求较高。且索塔施工系高空作业范畴，为此施工应特别注意严格遵守有关高空作业安全技术规定。主塔中未布设预应力钢筋。索塔断面尺寸较小，而且轴向压力非常大，故在施工中对索塔的尺寸和轴线位置的准确性应有一定的要求。对于索塔轴向的允许偏差应考虑下面两个原则，其一，偏差值对结构物受力的影响甚微；其二，施工中达到的精度。沿塔高每米高度允许偏差值为0.5mm，即倾角正切值tgα=1/2000。按照H/2000的垂
直度偏差允许值计算。 1、施工控制要点： 1）支架和操作平台应有足够的强度、刚度和稳定性，并应设置安全护栏，支架还应具有足够的抗风稳定性。支架顶端应有防雷击装置。 2）索塔砼性能良好，具有较高的弹性模量和较小的砼收缩、徐变性能，应采用高集料、低水灰比，低水泥用量，适量掺加粉煤灰和泵送剂，以满足缓凝、早强、高强、阻锈、低水化热、小收缩、可泵性好等要求。 3）建立完善的测量系统，索塔施工应用绝对高程放样，消除累计误差。应对其平面位置、垂直度、倾斜度、锚箱位置、锚箱各孔道的角度以及各部分几何尺寸进行检查，以上各项检查的误差必须在允许范围之内。 4）节段模板的强度、刚度和稳定性应满足要求。模板轴线、标高、垂直度或斜度、模内尺寸、预埋件和预留孔位置、内表面平整度和拼缝高差等检测项目，应满足设计和规范要求。 5）、斜拉索锚索管的定位与固定。安设斜拉索管道时，应设置稳定的钢筋骨架固定管道，防止在浇注混凝土时移位，在管道测量定位时，应考虑斜拉索应重力垂直而导致其端部角位移时的方向、位置、标高的改变。 6）、塔身混凝土浇注时应掌握均匀分层，有塔中向两端的原则。每次浇注的混凝土均应在混凝土的初凝时间内完成，并注意加强养护。 （二）、斜拉索施工施工要点 在斜拉索中恒载引起的内力平衡主要依靠索、塔及主梁的轴力来实现，因此，索力的微小偏差均能在主梁引起较大弯矩，这一点是施工阶段计算的重点。本桥采用的斜拉索为矮塔斜拉桥专用的高强钢绞线，抗拉强度为1860MPa的高强低松弛环氧喷涂钢绞线。采用可调换式250AT-31群锚体系，斜拉索锚头外露部分及预埋钢管均采用80μm 锌加防腐涂料防护。斜拉索为双索面，立面为半扇形布置。每索塔设7对斜拉索，斜拉索规格为31-7φ5，单根钢绞线规格直径为15.2mm，
斜拉桥索力测试方法 1.引言 索力测试无论是在斜拉桥的建设过程中还是在其日常维护检测中都具有举足轻重的地位。索力是否处在合理的范围内将直接影响结构的整体受力状态和线形的平顺程度，所以对拉索的索力进行定时的测试是斜拉桥、下承式拱桥和悬索桥等带索桥梁日常维护的重要内容。经实践验证，进行索力测试时，不同的测试方法和不同的工程也存在较大的差异，这是由于不同的索力测试方法所需的计算参数不能准确测定，不同工程也因其具有自身特点和各异的环境因素所致。索力测试前必须选定合适的测试方法，考虑到影响测试精度的各种因素，例如影响振动法测试精度的因素有：仪器、计算模式、边界条件、索长、外界环境、斜度以及垂度等。当这些因素在索力测试时如果处理不当则会对测试结果造成不小的误差。所以，对不同的索力测试方法及其影响因素进行分析显得格外重要。 2.索力测试方法 2.1千斤顶压力表测定法 现阶段斜拉桥的施工现场，斜拉索均使用千斤顶张拉，其原理为：千斤顶张拉油缸中的液压和斜拉索的拉力有直接的关系，所以我们可以根据精密压力表或液压传感器测定油缸的液压，然后就可根据液压反推出索力。但此法现阶段还存在以下缺陷： （1）当拉索安装完成后，若还想用此法来测试索力将会变的十分困难和不便，工程量也很大。 （2）千斤顶在张拉过程中对拉索的锚杆螺纹会产生很大的损害。 （3）此法所得到的索力值只能代表张拉端的局部索力，不能代表整跟拉索的索力大小。 （4）在测试之前需要事先标定，如果标定粗糙，误差将会很难控制。 2.2 压力传感器测定法 该方法一般与振动法联合使用，可作为对振动法测定索力结果的一种校核，已安装的传感器还可以在成桥后的运营阶段连续测定索力值，还适用于成桥后运营状态下的索力长期监控。压力传感器测定法的原理是永久安装压力传感器在斜拉索的锚固端或张拉端，传感器的感应锚头的压力与斜拉索的索力成一定的比例关系，所以可通过传感器感应锚头的压力来反算斜拉索的索力，此法测量结果精度高，而且索力在索中的位置明确。