纜索吊裝扣錨系統設計與“一次張拉扣索法”施工控制技術1引言xx河大橋為上承式鋼箱桁架拱橋，凈跨400m。跨徑在目前同類型橋梁中，僅次于美國新河谷大橋，位居世界第二位。主跨由三片桁式拱肋組成，拱肋上下弦桿之間的中心距離為10m，上、下弦桿為1.5m(高)×1.0m(寬)的鋼箱截面，內設縱向加勁肋。拱肋節段從拱腳到拱頂劃分為19個節段，全橋共57個節段，最大節段吊裝重量為162t，采用無支架纜索吊裝斜拉扣掛法。無支架纜索吊裝斜拉扣掛法[1]是目前大跨徑拱橋拱肋節段吊裝的主要施工方法。纜吊系統構造復雜，采用此方法必須對纜吊系統進行嚴格的結構受力分析，扣錨系統和扣索的施工是關鍵環節。扣錨系統的設置不僅受到主拱跨度、節段吊重的影響，還需考慮地形、地質等條件。扣索施工的方法較多，常需要在施工過程中反復調整扣索索力,施工難度大,拱軸線形控制繁瑣,工期長。xx河大橋扣錨系統布置結合有限的地理位置，選用了科學合理的布置方式；扣索施工采用“一次張拉扣索法”，施工方便。本文以xx河特大橋拱肋吊裝的成功經驗為例，介紹了扣錨系統的設計組成和“一次張拉扣索法”施工技術，以供參考和研究。2xx河大橋扣錨系統設計2.1扣錨系統組成扣錨系統由扣塔、扣索、錨索及其錨固系統組成。在拱肋節段上設置扣點，在兩岸交界墩和扣塔上設置扣索錨座。為平衡由于扣索張拉產生的水平力，在靠交界墩引橋側對應拱肋扣索布置后錨索，利用引橋橋墩鋼筋混凝土承臺或設置巖錨錨固。前扣索與后錨索張拉端均設置在交界墩和扣塔上。2.2扣塔構造利用兩岸交界墩及設置于交界墩帽梁上的三柱式門型鋼結構塔架作為扣塔。鋼塔塔高分別為33米和26米，上、下游塔柱距中塔柱間距均為10m。立柱采用2HW400×400熱扎寬翼緣H型鋼（材質為Q345-B），聯結系為N型萬能桿件，用節點板與H型鋼栓接連接形成空間結構。H型鋼分節段制作，節間采用M25.7精制螺栓栓接連接，底節與交界墩鋼筋混凝土帽梁固結。扣塔上設置錨梁和錨箱，用于張拉扣掛拱肋。2.3前扣索和后錨索布置由于利用永久結構（交界墩）作為扣塔的一部分，且墩頂鋼扣塔縱橋向尺寸較小，扣索鋼絞線索鞍無法布置，故扣錨采用下述方式進行拱肋的扣掛施工：扣索分前扣索和后錨索，半跨拱肋設置扣錨索9組。扣索錨固端設在鋼箱拱肋扣點上，后錨索錨固端設置在引橋墩承臺、臺身、兩岸引道路基或拱座上設置的巖錨上。在扣塔頂部設置多層（層數由扣索數決定）對稱張拉梁，扣錨索張拉端均設置在張拉梁的錨箱上，在張拉梁上對稱張拉扣錨索調整拱肋軸線及標高。這種方案鋼索不彎曲，直線張拉，受力明確。張拉端采用自錨式夾片錨，錨固端采用群錨夾片工作錨，設置退壓板，并以P型擠壓錨作保險。扣錨索布置示意圖2.4扣索、扣點扣索由Φ15.24（）低松弛高強度鋼絞線束組成，錨固端采用群錨夾片工作錨和P型擠壓錨。根據拱肋懸拼施工階段工況受力計算，確定扣索鋼絞線的配置。拱肋扣點設置在拱肋上弦頂面，鋼結構工廠制作時，在上弦扣點位置焊接拉板，再通過插銷連接錨箱，錨箱在拱肋制造工廠加工制作，卸扣索后拆除錨箱。扣索張拉采用“一次張拉扣索法”施工。張拉端由錨梁、錨座、工作錨具及張拉機具組成。3一次張拉扣索法3.1定義解釋伴一次張拉扣索芒法是指在整個貌主拱施工過程上中，芬每個節段安裝使時只張拉當前溉索亞，老后續節段安裝濾時不再對燦前膊索進行調整，謝最后松索成拱賤時拱肋線形達邀到設計線形。攪該方法在進行慘扣索索力計算初的時候需要考墨慮到后續節段漸安裝對該節段母的影響肺。宿由于受到幻拱肋自重烈及其它因素差的影響蛾，況后續節段的安妹裝將使勿前伴段拱肋逐漸下梢撓，為抵抗這襪種下撓，使拱扶肋松索成拱時賠剛好到達設計掩線形，百因此尊張拉第一階段贈扣索時洪必須兵對第一階段拱促肋設定預抬量鋸。澡3.2矩建立仿真模型硬根據設計文件詠，大橋沿主拱肋在安裝波兩岸各重5造個節段后封鉸貍，后續安裝節府段是在拱腳固凱結的情況下進陶行。幫采用通用有限謀元軟件擴ANSYS1刻0歐進行計算增[拋2只]悉。為真實模擬雨施工過程中的諸結構力學行為何，拱肋上下弦論桿、豎腹桿、廁平聯桿、交叉拋腹桿均采用憤BEAM18母8禽單元模擬拱肋講，扣索采用三鳴維桁架單元且LINK10理模擬。按照大捐橋設計圖紙建餃立有限元模型舍，全橋共有梁貸單元獄1609末個，扣索單元枝280哈個。考慮拱肋叔吊裝階段拱肋令的線形和應力瀉，為計算的準帥確性，主拱單蓄元均采用級beam18候8偶單元進行計算仁；同時為考慮鏈索的幾何非線謠性對結構的影脈響，將每根扣蛙索洋平均透分為殺5鵲段需，以此來模擬昨扣索垂度的影普響并斥進行計算。咬3.線3寺躺扣索索力與節包段預抬量耗在松開纜索吊是點，將拱肋重港量完全由歉扣智索和拱腳承擔賣時，拱肋在其膽自重作用下將許產生向下的位噴移量。躁該位移量由扣沾索張拉索力的縣大小決定，并懲且該位移量直魚接決定松索成懶拱后的拱肋線剛形，是施工控耗制過程中的主強要控制因素。嗚通過有限元計婚算及優化分析乞，得到扣索索練力與節段預抬回量。在計算過催程中，扣索索哀力和節段預抬霜量一一對應棵[蚊3扮]秘。強拱肋抬高量計頑算中，假定拱里肋為剛體，忽填略其彈性變形躬。摩只要已知批前段扣逼點的位置，就弊能根據力學和博幾何公式計算刺出跑后段扣朽點的位移，推莖導確定拱肋切商線安裝的位置浮，罷在此不作講述彼。懲3.鈔4專蛾施工中光需崖考慮的鋤其它運影響因素政①叢廳溫度的影響污溫度的變化引透起各個施工階柳段拱肋標高的烤變化，影響最爽終的拱軸線形警，且跨徑越大處,染扣索越長館,或影響越大套[溜4瞇,市5餅]吹。腦xx脫河大橋主橋拱兩肋吊裝時間在鼓7袍～臭10們月份，時氣冬溫變潤化振最糞為明顯棵，采用有限元倍模型模擬一次拘成拱時，丹分別氏考慮羊了元20蘇℃必合龍桌和丟升溫胳5碌～理20訂℃晉時拱肋線形的冰變化。姨②斥窄拱肋息剛度的影響旨在施工階段，劣拱肋在扣索索農力作用下發生僅的位移可以分春成兩部分。懸貴臂狀態棚下，荒在扣索索力發蝶生變化時，拱挽肋繞拱腳旋轉湊，此時的拱肋吵可以認為是剛腰體擦，產生的柱位移與拱肋剛嗎度無關，螞僅蠟與扣索伸長縮符短量有直接聯墓系毅，影響較為明妹顯飼；門扣索索力又在亡拱肋上產紹生內力，內力看的變化也使拱旗肋發生位移，雨此時的拱肋可垮以認為是彈性柏體，此時與拱臂肋的剛度有直睜接聯系炕。閱③叛誤扣索長度的影芹響漿盡管不同長度怨的扣索光在相同溫度影佛響濾產生鴨下掩相同的應力，免扣索伸縮相差晃也很少，兄但是施由于扣索伸縮詞引起的拱肋豎瑞向位移有差異悄，由此造成拱綁肋標高的差異近。4結語喘①礎走本文未對況xx軍河大橋的紋扣蓋錨針系統進行結構吹受力番驗算薯，但實踐證明魔它是成功的亡，回鄭皆連院士對腹大橋拱肋的安咬裝鍵精度體給予了充分的標肯定，值餃得鹽參考。豬②蠟玻目前渴，蠟鋼管混凝土拱鮮橋和鋼拱橋多螺采用蛇無支架纜索吊沒裝斜拉扣掛法熊吊裝拱肋，飛拱肋叔扣索身施工除的方法也有很層多慌,勝調“椅一次張拉扣索綢法余”白僅是其中一種梨。此方法在施喚工過程中不需脈要反復調節