CN105568856B - 一种稀索斜拉桥索梁同步施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种稀索斜拉桥索梁同步施工方法，涉及斜拉桥施工领域，所施工的稀索斜拉桥包括主塔、主梁和多根斜拉索，该方法为：先施工有索节段，待有索节段施工完成后，前移挂篮，张拉有索节段上的斜拉索中的一部分钢绞线；再施工无索节段，待无索节段施工完成后，张拉有索节段上的斜拉索中剩下部分的钢绞线，再移挂篮；然后循环以上施工步骤，直至主梁施工完成。本发明能够节省工期，且不易损伤钢绞线。

Description

一种稀索斜拉桥索梁同步施工方法

技术领域

本发明涉及斜拉桥施工领域，具体涉及一种稀索斜拉桥索梁同步施工方法。

背景技术

稀索体系的斜拉桥一般设计为单索面，且采用平行钢绞线斜拉索，主梁由节段型预应力混凝土箱型构成，梁端的斜拉索间距一般为两个节段长，单根斜拉索中含有多根钢绞线且体量非常大，若采用整索张拉，则需要研制大吨位的张拉千斤顶对斜拉索进行张拉，该类型斜拉桥主梁的常规施工一般采用普通挂篮法悬臂浇筑施工法，施工流程为“有索节段施工→有索节段斜拉索穿挂张拉→挂篮前移立模放样→无索节段施工→挂篮前移立模放样”，依次重复，直至完成整个斜拉桥的施工，但其施工效率极低。

上述施工方法中的单根斜拉索张拉一般采用等张力法对钢绞线进行逐根张拉，逐根张拉还分为下面两种情况：

(1)斜拉索中的钢绞线逐根穿心千斤顶，逐根张拉，且单根钢绞线均是一次性张拉到位。

(2)斜拉索中的钢绞线逐根穿心千斤顶，逐根张拉，且单根钢绞线均是先张拉到一定张力，再采用大吨位群锚张拉千斤顶对斜拉索中的所有钢绞线整体张拉到位。

方法(1)中的钢绞线逐根一次张拉法，因单根斜拉索中的钢绞线体量大，这样逐根一次张拉钢绞线必然会占用过多的主梁施工周期，且逐根一次张拉时，主梁应力变化幅度过大；方法(2)中的钢绞线逐根分次张拉法，虽能节省工期，但是需要大吨位的群锚张拉千斤顶，施工时极为困难，同时进行分次张拉时，工作夹片易对钢绞线造成很大的损伤。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种稀索斜拉桥索梁同步施工方法，不易损伤钢绞线，且节省工期。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：所施工的稀索斜拉桥包括主塔、主梁和多根斜拉索，所述主梁包括多个交替设置的有索节段和多个无索节段，所述有索节段上均设置有一根斜拉索，该方法包括以下步骤：

步骤一：施工有索节段，待有索节段施工完成后，张拉有索节段上的斜拉索中的一部分钢绞线；

步骤二：施工无索节段，待无索节段施工完成后，张拉有索节段上的斜拉索中剩下部分的钢绞线；

步骤三：循环步骤一、二，直至主梁施工完成。

在上述技术方案的基础上，所述步骤一的具体过程为：

有索节段先进行立模放样，再进行混凝土浇筑以及预应力的处理，完成后，挂篮向远离主塔方向移动，进行无索节段的立模放样，同时张拉有索节段上的斜拉索中的一部分钢绞线。

在上述技术方案的基础上，所述步骤二的具体过程为：

进行无索节段混凝土浇筑及养护，待混凝土强度达到20MPa后，张拉有索节段上的斜拉索中剩下部分的钢绞线，对无索节段进行预应力的处理，完成后，挂篮向远离主塔方向移动。

在上述技术方案的基础上，所述立模放样为挂篮定位及钢筋绑扎。

在上述技术方案的基础上，所述钢绞线的张拉均为逐根张拉到位。

在上述技术方案的基础上，所述步骤一中张拉的钢绞线的根数为有索节段上斜拉索中总钢绞线根数的一半。

在上述技术方案的基础上，所述有索节段上的斜拉索中的穿挂的首根钢绞线上安装有测力传感器。

在上述技术方案的基础上，所述步骤一、二中的钢绞线的张拉均采用等张力法进行张拉，所述等张力法为：

张拉有索节段上的斜拉索中的首根钢绞线时，在首根钢绞线上安装测力传感器，并将其张拉到位，接着在张拉斜拉索中的其它钢绞线时，当当前张拉的钢绞线的张力值与首根钢绞线上的测力传感器显示的张力值一致时，即停止当前钢绞线的张拉。

在上述技术方案的基础上，所述步骤一、二中的钢绞线的张拉均采用等张力法进行张拉。

在上述技术方案的基础上，所述斜拉索还包括套管，所述套管为HDPE管，所述钢绞线平行排列于所述套管内。

与现有技术相比，本稀索斜拉桥索梁同步施工方法的优点在于：斜拉索中的钢绞线分批张拉，施工完一个有索节段，张拉有索节段上斜拉索中的一部分钢绞线，施工完有索节段相邻的无索节段，再张拉有索节段上斜拉索中剩余的钢绞线，因而能够减少主梁的应力变化幅度，且无需额外大吨位的设备辅助进行张拉，易施工。同时在张拉过程中，单根钢绞线均为一次张拉到位，无需对钢绞线进行额外的调整，避免钢绞线受到工作夹片对其造成的损伤，延长钢绞线使用寿命，并且斜拉索和主梁同步施工，极大地节省工期，提高了施工效率。

附图说明

图1、2为本发明稀索斜拉桥索梁同步施工方法步骤一的示意图；

图3为图2中斜拉索的横向截面图；

图4为本发明稀索斜拉桥索梁同步施工方法步骤二的示意图；

图5为图4中斜拉索的横向截面图；

图6为主梁竖向位移与钢绞线张拉变化图；

图中：1-主塔，2-有索节段，3-挂篮，4-斜拉索，5-钢绞线，6-首根钢绞线，7-测力传感器，8-无索节段，9-套管。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

本发明提供一种稀索斜拉桥索梁同步施工方法，所施工的稀索斜拉桥包括主塔1、主梁和多根斜拉索4，主梁包括多个交替设置的有索节段2和多个无索节段8，有索节段2和无索节段8为混凝土箱梁，有索节段2上均设置有一根斜拉索4，待主塔1施工完成后，进行斜拉索4和主梁的施工，该稀索斜拉桥索梁同步施工方法包括以下步骤：

步骤一：参见图1、2、3所示，先进行主梁上与主塔1相邻的第一个有索节段2的立模放样，再进行混凝土浇筑以及预应力的处理，完成后，挂篮3向远离主塔1方向移动，进行无索节段8的立模放样，同时张拉有索节段2上的斜拉索4中的一部分钢绞线5，该部分钢绞线5的根数为斜拉索4中钢绞线5总根数的一半，立模放样为挂篮定位及钢筋绑扎；

步骤二：参见图4、5所示，进行无索节段8混凝土浇筑及养护，待混凝土强度达到20MPa后，张拉有索节段2上的斜拉索4中剩下部分的钢绞线5，对无索节段8进行预应力的处理，完成后，挂篮3向远离主塔1方向移动；

步骤三：按步骤一、二中所述的施工方法进行下一个有索节段、无索节段的施工及斜拉索张拉，依此循环，直至主梁施工完成。

有索节段2上的斜拉索4中的穿挂的首根钢绞线6上安装有测力传感器7，钢绞线5的张拉均采用等张力法进行张拉且均为逐根张拉到位，所述等张力法为：张拉有索节段2上的斜拉索4中的首根钢绞线6时，在首根钢绞线6上安装测力传感器7，并将其张拉到位，接着在张拉斜拉索4中的其它钢绞线5时，当当前张拉的钢绞线5的张力值与首根钢绞线6上的测力传感器7显示的张力值一致时，即停止当前钢绞线5的张拉。

斜拉索4还包括套管9，所述套管9为HDPE(High Density Polyethylene，高密度聚乙烯)管，钢绞线5平行排列于套管9内。当然，上述索梁同步施工方法可用于进行主塔1单侧主梁的施工，也可用于进行主塔1两侧主梁的同时施工。斜拉索中的钢绞线分批张拉，能够减少主梁的应力变化幅度，无需额外大吨位的设备辅助进行张拉，易施工。同时在张拉过程中，单根钢绞线均为一次张拉到位，无需对钢绞线进行额外的调整，避免钢绞线受到工作夹片对其造成的损伤，延长钢绞线使用寿命。斜拉索和主梁同步施工，极大地节省工期，提高了施工效率。

我们可以根据计算和分析推导出有索节段2上的首根钢绞线6张拉完成后，其上安装的测力传感器7显示的数值，即斜拉索4中的首根钢绞线6的初始张拉力F₁max。将斜拉索4中张拉的第一部分钢绞线命名为第一批钢绞线，张拉的剩下部分钢绞线6命名为第二批钢绞线，考虑主梁的竖向位移对斜拉索4的钢绞线5的张力的影响，随着第一批的所有n₁根钢绞线5张拉完成，此时首根钢绞线6上的测力传感器7的数值显示为F_n1max，即第一批钢绞线中的单根钢绞线6的张力衰减至F_n1max，然后进行与有索节段2相邻的无索节段8的混凝土浇筑施工，此时第一批张拉的钢绞线5的单根张力将增至F_n1max+ΔF_b，ΔF_b为由于无索节段8浇筑引起的第一批钢绞线的单根张力增量。待混凝土凝固后，进行第二批钢绞线的张拉，待第二批钢绞线都张拉完成后，首根钢绞线6的张力值衰减至F_n，此F_n也为第一、二批钢绞线张拉完成后，斜拉索4中单根钢绞线6的最终张力值。

根据设计文件可知，斜拉索4与主梁水平方向的夹角α_j，张拉前索塔锚固端与索梁锚固端之间的长度，即张拉前钢绞线5的长度为l_j，钢绞线5弹性模量E,单根钢绞线5横截面积A，斜拉索4中钢绞线5的总根数n。根据该斜拉索桥的设计模型可知，当张拉有索节段2、无索节段8，张拉完第一批钢绞线和第二批钢绞线时，引起的主梁的竖向位移分别为δ₁、δ₂，第一批钢绞线张拉完成后，此时第一批钢绞线总的张力T_n1，第二批钢绞线张拉完成后，此时有索节段2上的斜拉索4中的钢绞线5的整个张力T_n，有索节段2上的斜拉索4中的钢绞线5的根数n。

①求第二批钢绞线张拉完成后，单根钢绞线5的张力F_n,见图6，

②求进行第二批钢绞线张拉时，当张拉完第二批钢绞线的首根时，该首根的张拉力F′_n1max,△l_j为开始张拉第二批钢绞线到张拉完第二批钢绞线，第一批钢绞线的长度变化量，见图6，

其中由于钢绞线5张拉产生的主梁竖向位移与斜拉索4引伸量的变化如图6所示。

③求无索节段8浇筑前，当第一批钢绞线张拉完成后，其中第n₁根钢绞线5目标张力F_n1max，

F_n1max＝F′_n1max-ΔF_b……(3)

④求当首根钢绞线6张拉完成后，此时首根钢绞线6的初始张拉力张力F₁max，

⑤根据(1)-(4)，可求得首根钢绞线6的初始张拉力F₁max，及第一批钢绞线的数量n₁,

根据计算确定首根钢绞线6的初始张拉力F₁max，以便于对首根钢绞线6的张拉工作。

本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (8)

1.一种稀索斜拉桥索梁同步施工方法，其特征在于：所施工的稀索斜拉桥包括主塔(1)、主梁和多根斜拉索(4)，所述主梁包括多个交替设置的有索节段(2)和多个无索节段(8)，所述有索节段(2)上均设置有一根斜拉索(4)，该方法包括以下步骤：

步骤一：施工有索节段(2)，待有索节段(2)施工完成后，张拉有索节段(2)上的斜拉索(4)中的一部分钢绞线(5)；

步骤二：施工无索节段(8)，待无索节段(8)施工完成后，张拉有索节段(2)上的斜拉索(4)中剩下部分的钢绞线(5)；

步骤三：循环步骤一、二，直至主梁施工完成；

所述钢绞线(5)的张拉均为逐根张拉到位；

所述步骤一、二中的钢绞线(5)的张拉均采用等张力法进行张拉。

2.如权利要求1所述的一种稀索斜拉桥索梁同步施工方法，其特征在于：所述步骤一的具体过程为：

有索节段(2)先进行立模放样，再进行混凝土浇筑以及预应力的处理，完成后，挂篮(3)向远离主塔(1)方向移动，进行无索节段(8)的立模放样，同时张拉有索节段(2)上的斜拉索(4)中的一部分钢绞线(5)。

3.如权利要求1所述的一种稀索斜拉桥索梁同步施工方法，其特征在于：所述步骤二的具体过程为：

进行无索节段(8)混凝土浇筑及养护，待混凝土强度达到20MPa后，张拉有索节段(2)上的斜拉索(4)中剩下部分的钢绞线(5),对无索节段(8)进行预应力的处理，完成后，挂篮(3)向远离主塔(1)方向移动。

4.如权利要求2所述的一种稀索斜拉桥索梁同步施工方法，其特征在于：所述立模放样为挂篮定位及钢筋绑扎。

5.如权利要求1所述的一种稀索斜拉桥索梁同步施工方法，其特征在于：所述步骤一中张拉的钢绞线(5)的根数为有索节段(2)上斜拉索(4)中总钢绞线(5)根数的一半。

6.如权利要求1所述的一种稀索斜拉桥索梁同步施工方法，其特征在于：所述有索节段(2)上的斜拉索(4)中的穿挂的首根钢绞线(6)上安装有测力传感器(7)。

7.如权利要求6所述的一种稀索斜拉桥索梁同步施工方法，其特征在于：所述步骤一、二中的钢绞线(5)的张拉均采用等张力法进行张拉，所述等张力法为：

张拉有索节段(2)上的斜拉索(4)中的首根钢绞线(6)时，在首根钢绞线(6)上安装测力传感器(7)，并将其张拉到位，接着在张拉斜拉索(4)中的其它钢绞线(5)时，当前张拉的钢绞线(5)的张力值与首根钢绞线(6)上的测力传感器(7)显示的张力值一致时，即停止当前钢绞线(5)的张拉。

8.如权利要求1所述的一种稀索斜拉桥索梁同步施工方法，其特征在于：所述斜拉索(4)还包括套管(9)，所述套管(9)为HDPE管，所述钢绞线(5)平行排列于所述套管(9)内。