【摘要】斜拉橋?yàn)閮?nèi)外高次超靜定結(jié)構(gòu)，在架設(shè)過程中其施工管理的復(fù)雜性是不言而喻的。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，斜拉橋施工因產(chǎn)生較大誤差而影響結(jié)構(gòu)機(jī)能，甚至垮橋事故，已不鮮見；另一方面，因計(jì)算的假定、制造和組裝的誤差，施工荷載及位置的誤差，索、塔、梁的架設(shè)誤差等因素的影響，要想使斜拉橋在架設(shè)各階段的索力和主梁線形與設(shè)計(jì)值相同，幾乎是不可能的，這就需要設(shè)定一個(gè)合理的施工管理精度目標(biāo)控制值。本文概要介紹了通常的斜拉橋施工管理方法，并根據(jù)近年施工的大跨度鋼斜拉橋的施工實(shí)績(jī)，提出了鋼斜拉橋施工管理精度目標(biāo)控制值的建議，供今后大跨度鋼斜拉橋施工參考。
【關(guān)鍵詞】鋼斜拉橋
架設(shè) 施工精度控制目標(biāo)值
一、前言
作為索支撐結(jié)構(gòu)之一的斜拉橋，由斜拉索、主塔和主梁組成，為內(nèi)外高次超靜定結(jié)構(gòu)。斜拉橋一般采用平衡懸臂架設(shè)法施工，從架設(shè)開始到中跨合龍，其結(jié)構(gòu)體系在不斷變化，斜拉橋的施工是一個(gè)比較復(fù)雜的過程。由于設(shè)計(jì)的假定、制造和安裝的誤差，臨時(shí)施工荷載及其位置的不精確性，以及溫度差的影響，這些因素將導(dǎo)致從懸臂架設(shè)到合龍各架設(shè)階段的誤差和誤差的累積。所以，斜拉橋架設(shè)的施工精度管理是非常重要的，對(duì)其主要項(xiàng)點(diǎn)如幾何線形（主梁拱度、主塔垂直度）和索力、主梁應(yīng)力等應(yīng)施以有效控制。斜拉橋的架設(shè)精度管理方法是通過架設(shè)計(jì)算和測(cè)量，對(duì)兩者進(jìn)行比較分析和判斷，調(diào)整至符合設(shè)計(jì)要求的施工精度管理目標(biāo)控制值。成橋后再根據(jù)測(cè)量的實(shí)際幾何尺寸進(jìn)行內(nèi)力和應(yīng)力修正。
由此可見，事先設(shè)定合理的斜拉橋施工精度目標(biāo)控制值是十分必要的。既可避免架設(shè)階段無止境的調(diào)整索力和線形，又可避免過大的施工誤差累積而影響斜拉橋的耐久性和安全性。
本文概要介紹了斜拉橋施工管理方法，依據(jù)近年來大跨度鋼斜拉橋的施工實(shí)績(jī)，提出了鋼斜拉橋施工管理精度控制目標(biāo)值的建議，供今后大跨度鋼斜拉橋施工參考。
二、斜拉橋架設(shè)及施工管理
1.架設(shè)步驟
以三跨連續(xù)雙塔鋼斜拉橋?yàn)槔ǔ５募茉O(shè)步驟如圖1所示。
2.施工管理概要
斜拉橋架設(shè)過程施工管理的重點(diǎn)是架設(shè)計(jì)算和線形、索力、主梁應(yīng)力等的施工測(cè)量，并適時(shí)地對(duì)計(jì)算值和測(cè)量結(jié)果進(jìn)行分析比較，判斷是否需要對(duì)索力和線形進(jìn)行調(diào)整。如需調(diào)整，則通過調(diào)整索長(zhǎng)即調(diào)節(jié)承壓螺母或加墊片的方法使線形和索力的誤差控制在設(shè)定的合理目標(biāo)值以內(nèi)。圖2為斜拉橋施工管理流程。
三、架設(shè)計(jì)算
1.影響架設(shè)精度的因索
斜拉橋技術(shù)設(shè)計(jì)時(shí)，要想準(zhǔn)確掌握架設(shè)各階段的臨時(shí)施工荷載及其位置，以及索、塔、梁等預(yù)制構(gòu)件的狀態(tài)等是非常困難的。所以，需在現(xiàn)場(chǎng)按圖1和圖2所給框圖建立能及時(shí)提高誤差分析結(jié)果的計(jì)算機(jī)分析系統(tǒng)。
（1）影響斜拉橋架設(shè)誤差的因素
作為斜拉橋架設(shè)計(jì)算的計(jì)算機(jī)誤差分析系統(tǒng)，在各架設(shè)階段需要考慮的因素很多，主要有：
·斜拉索矢度的影響；
·施工中臨時(shí)增設(shè)的支點(diǎn)、絞、支承排架、構(gòu)件和節(jié)點(diǎn)，及其拆除后等引起結(jié)構(gòu)形式的變化；
·相應(yīng)于斜拉索制作的無應(yīng)力長(zhǎng)度、主梁、主塔制作的無應(yīng)力形狀；
·索、塔、梁的溫度、重量、斷面等的變化。
2.斜拉橋架設(shè)誤差分析概念
斜拉橋架設(shè)計(jì)算與設(shè)計(jì)計(jì)算的不同點(diǎn)是誤差分析。近期斜拉橋架設(shè)的誤差分析通常是模擬分析法和基于模糊理論的分析法。
模擬分析法是把結(jié)構(gòu)誤差、形狀誤差、架設(shè)誤差等誤差因素作為概率變量，借用蒙特卡羅法（Monte-Carlo
Methed）和模擬分析而求出斜拉橋建成后的殘留誤差，從而對(duì)架設(shè)的管理精度及其對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響作出評(píng)價(jià)。這一架設(shè)管理精度就是本文所指的斜拉橋施工管理精度目標(biāo)控制值。
基于模糊理論概念的誤差分析法是把主梁、塔、索的制造誤差視為變量，并作為制約條件給出上、下限值和設(shè)計(jì)者希望的中間值，應(yīng)用非對(duì)稱元函數(shù)法求出設(shè)計(jì)者滿意的最小值。就斜拉橋而言，是在架設(shè)各階段（包括中跨合龍后），求得對(duì)梁、塔線形和主梁斷面力影響最小的最合適的斜拉索預(yù)拉力調(diào)整量。
四、斜拉橋施工測(cè)量
1.測(cè)量項(xiàng)目及方法
斜拉橋架設(shè)各階段施工測(cè)量的主要項(xiàng)目及其內(nèi)容如表1所示。測(cè)量方法及設(shè)備如表2所示。
2.測(cè)量的注意事項(xiàng)
（1）測(cè)量時(shí)間為避免日照變化引起結(jié)構(gòu)線形及應(yīng)力的變化，線形和應(yīng)力的測(cè)量應(yīng)在溫度相對(duì)穩(wěn)定的日出前短時(shí)間內(nèi)完成。因此要求建立自動(dòng)檢測(cè)和輸出系統(tǒng)。
（2）重點(diǎn)測(cè)量的工況
·懸臂架設(shè)時(shí)（斜拉索張拉完成以后）；
·線形調(diào)整前后；
·邊跨合龍前后；
·中跨合龍前后。
（3）線形測(cè)量中應(yīng)適時(shí)地進(jìn)行兩岸通測(cè)，以使校核。調(diào)整索力時(shí)，應(yīng)考慮對(duì)未調(diào)索的影響。主梁應(yīng)力測(cè)量時(shí)，在架設(shè)全過程中，應(yīng)力測(cè)試設(shè)備應(yīng)有長(zhǎng)時(shí)間累加測(cè)試性能。
五、斜拉橋施工管理精度目標(biāo)控制值
1.近期建造橋梁的施工管理精度控制實(shí)績(jī)
（1）主梁拱度
表3表示近期建設(shè)的斜拉橋主梁拱度架設(shè)精度控制實(shí)例。
（2）塔頂變位控制精度
表4表示近期施工的斜拉橋塔頂變位控制精度。
（3）索力
斜拉索索力施工精度目標(biāo)控制值為±0.1To（To——恒載時(shí)的計(jì)算拉力）。
2.大跨度鋼斜拉橋施工管理精度控制目標(biāo)值的建議
為了縮短大跨度鋼斜拉橋的架設(shè)工期，并使架設(shè)誤差控制在合理范圍內(nèi)，根據(jù)過去斜拉橋施工實(shí)績(jī)及其模擬分析，特提出鋼斜拉橋施工精度控制目標(biāo)值的建議，供今后斜拉橋施工精度管理參考。
（1）主梁拱度
Sg=±[25+0.5（X-25）]（l）
式中Sg——主梁拱度控制誤差（mm）；
X——距最近支點(diǎn)的距離（m）。
（2）上梁塔頂變位
St=±H/2000（H≥100m時(shí)）
St=±H/1000（H＜100m時(shí)）（2）
式中
St--主梁塔頂沿橋軸向控制變位（mm）；
H——塔高（自支承橫梁頂計(jì)算，mm）。
（3）斜拉索頂拉力
Sc=±0.1To（H≥100m時(shí)）（3）
式中Sc--斜拉索拉力控制誤差；
To--恒載情況下斜拉索計(jì)算拉力。
六、結(jié)束語
斜拉橋建成以后的施工誤差控制不僅影響結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)內(nèi)力的變化，也對(duì)施工工期產(chǎn)生很大影響。我國已建成百余座斜拉橋，至今仍沒有建立合理的施工精度控制標(biāo)準(zhǔn)。本文建議的大跨度鋼斜拉橋施工精度控制目標(biāo)值也可適用于PC梁斜拉橋的施工管理。
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