大跨度钢管混凝土拱桥拱肋吊装中的扣索索力计算.pdf

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第卷第期长沙理工大学学报自然科学版】..
年月.
文嫡号:———
大跨度钢管混凝土拱桥拱肋吊装中的扣索索力计算
张克波,王国俊
长沙理工大学桥梁与结构工程学院,湖南长沙
摘要:在讨论现有算法的基础上,通过确定斜拉索施工张拉力的影响矩阵,
草街大桥模型桥为实例,较好地模拟了拱肋吊装施工过程,计算了各吊装阶段的扣索索力,在空钢管成拱落
架状态下满足了设计要求.
关键词:钢管混凝土拱桥;扣索索力;斜拉扣挂;力矩平衡法;零位移法
中图分类号:. 文献标识码:

程中,扣索索力的大小直接关系到节段标高的控制,并与钢管拱肋段重和扣点的布置位置、扣索的倾角等
.
目前的计算方法
确定钢管混凝土拱桥施工张拉力的方法主要有两大类:一是力矩平衡法;二是有限元一零位移
法】.
对于求解扣索索力,力矩平衡法又可称为“零弯矩法”.它是指通过张拉和调整扣索索力,使各拱肋节
段在接头处的弯矩为零,即视节段之间的连接为铰接,运用节点力系平衡原理,
平衡法力学概念清楚,计算简单,但存在一定的缺陷:①索力计算中始终假定接头处为铰接,接头所能承
、合拢调整标高后再焊接成整体的情况比较
,现在拱肋吊装均采用吊装一段就焊接一段,在进入下一节段吊装前,前面的各个节段接头都
承担了弯矩,所以计算模式与实际存在差别,这样就影响了计算结果的精度;②在扣索索力计算中,仅把
索力计算作为简单的静平衡问题,因此求出的索力虽能满足平衡要求,但作用于实际拱肋所得的线形并
不能满足施工要求. ‘
有限元一零位移法是假设钢管拱肋节段在扣索张拉就位以后,拱肋上所有索扣点位置均达到预定的
,是以考虑过预拱度后的设计拱轴线作为模型的线形标准,
,在计算出扣点处的支座
反力后,
装后所有扣点的位移始终假定为零,所以该方法又可称为“零位移法”.在“零位移法”中,拱肋节段吊装阶
段各扣点的约束水平反力增量与约束竖向反力增量比例无法保持一致,所以通过约束反力合成的索力增
量方向是不断变化的,这与扣索的水平倾角基本不变不相吻合,从而使得叠加计算后的索力作用于拱肋
收稿日期:——
作者简介:张克波一,男,湖南益阳人,长沙理工大学副教授,主要从事桥梁设计与计算等方面的研究
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后,不能保证拱肋的线形符合设计要求.
因此,,确立张拉变量子序列
,,⋯,,由此建立影响矩阵,并将最优化的计算理论引入到拱肋悬拼中的扣索索力计算中,在对
结构进行空间有限元分析的基础上,以拱肋各标高控制点的高程偏差平方和最小为优化目标,以扣索索
力作为设计变量,通过约束扣索的最大索力值、单个控制点的