王永　馬自鵬

摘要：以一座單跨下承式拱橋?yàn)榱?，采用MIDAS.CIVIL建立相關(guān)橋梁模型，將吊桿進(jìn)行合理分組，并建立相應(yīng)施工階段進(jìn)行分析，并且采取三種不同的吊桿張拉方案，觀察不同張拉方案下吊桿力之間的相互影響，然后對三種不同方案的吊桿力張拉結(jié)果進(jìn)行對比分析，最終得到該橋橋吊桿力張拉之間的相互影響結(jié)果，分析結(jié)果可為同類型橋梁的設(shè)計(jì)與施工提供一定的參考價(jià)值。

關(guān)鍵字：下承式拱橋；吊桿；張拉；影響

0引言

下承式拱橋在我國已有一定的發(fā)展歷史，特別是在現(xiàn)今城市建設(shè)中作為景觀橋梁具有顯著意義[1]。通常，下承式拱橋是一個(gè)由拱肋、吊桿、橫梁、縱梁及橋面系梁板等協(xié)同工作的組合結(jié)構(gòu)體系。下承式拱橋有剛性吊桿、半剛性吊桿和柔性吊桿三種構(gòu)造形式。剛性吊桿一般采用預(yù)應(yīng)力混凝土矩形截面，半剛性吊桿則為鋼管混凝土圓形截面，而柔性吊桿常采用高強(qiáng)鋼絲束制成，鋼絲束外采取防護(hù)措施[2]。由于吊桿的張拉方案對整個(gè)橋梁的受力和變形都有極大的影響，因此在橋梁的施工過程中，吊桿的張拉設(shè)計(jì)方案一直都是一個(gè)重要復(fù)雜的問題。吊桿的張拉次數(shù)有一次張拉，初張拉和調(diào)整張拉、多處張拉等三種方式[3]。本文中示例模型采用一次張拉方法，在MIDAS.CIVIL中建立模型，對其所有吊桿張拉完成后吊桿力的相互影響進(jìn)行相關(guān)研究。

1模型概況

本文模型為一個(gè)單跨下承式拱橋，吊桿采用桁架單元，其余構(gòu)件采用梁單元進(jìn)行分析，全橋長50m，寬14.6m，橋梁橫向布置形式為：0.3m護(hù)欄+1.75m人行道+3×3.5m行車道+1.75m人行道+0.3m護(hù)欄。拱肋為鋼箱拱，矢跨比為1/5，吊桿布設(shè)形式為5m等間距。全橋施工順序?yàn)橄仁┕ぶ髁杭皺M梁，再架設(shè)拱肋及橫撐等，最后張拉吊桿。橋梁模型見圖1。

2吊桿張拉方案

為了對吊桿力張拉的相互影響進(jìn)行多方面的分析，因此建立了三種不同的張拉方案進(jìn)行對比分析，由于全橋共有18根吊桿，考慮至少2根吊桿同時(shí)進(jìn)行張拉，將其分成9組，具體劃分情況如圖1所示，由于吊桿采用桁架單元進(jìn)行分析，在MIDAS.CIVIL中采用輸入初拉力的方法進(jìn)行吊桿力的加載，然后根據(jù)不同的張拉順序建立相應(yīng)的施工工況。且本文為了研究吊桿張拉順序的相互影響，因此吊桿力均為30KN，三種張拉方案的張拉順序如表1所示。

方案一為由橋梁兩側(cè)向中部對稱張拉，方案二張拉順序與方案一相反，然而方案三則是盡可能使兩組相鄰吊桿的張拉隔開，減少吊桿間距離較近的影響。

3吊桿張拉結(jié)果

為了能更加明顯的對吊桿張拉間的相互影響進(jìn)行研究，各方案的吊桿力均去最后一組吊桿張拉后，即所有吊桿均張拉完成后，但在進(jìn)行橋面系施工前進(jìn)行取值對比分析。各方案全部吊桿張拉完成后吊桿力見表2，對比圖見圖3。

4張拉結(jié)果分析

由表2可知，由于吊桿張拉之間的相互影響，當(dāng)張拉好一組吊桿后，張拉下一組時(shí)，前面張拉好的吊桿必然會出現(xiàn)松弛現(xiàn)象，吊桿力會逐漸減小。圖2張拉力對比圖可明顯看出方案一與方案二吊桿力的變化趨勢恰好相反，方案三與方案二的趨勢比較接近，但方案三各組吊桿間的相互影響比方案二要小。三種方案的張拉結(jié)果均有一個(gè)共同點(diǎn)：吊桿4+6與吊桿5之間的影響始終都較大，因此在設(shè)計(jì)與施工中應(yīng)對其進(jìn)行更加詳細(xì)的考慮，以減小其相互影響，使得橋梁的設(shè)計(jì)與施工更加合理。

5總結(jié)

結(jié)合對該橋吊桿三種不同張拉方案的結(jié)果對比分析，最終可得到以下結(jié)論：

（1）當(dāng)張拉好一組吊桿后，張拉下一組時(shí)，前面張拉好的吊桿必然會出現(xiàn)松弛現(xiàn)象；張拉的吊桿間距越近，其影響越大，建議在橋梁施工中盡可能采用跳躍式吊桿張拉的方法；

（2）吊桿張拉順序?qū)Φ鯒U力的影響很大，因此在進(jìn)行橋梁施工時(shí)，應(yīng)對吊桿的張拉進(jìn)行合理的方案設(shè)計(jì)，以使得吊桿張拉完成后橋梁的線形及受力都能達(dá)到良好的承載狀況；

（3）不是所有的吊桿都是因?yàn)閺埨樞虻牟煌艿胶艽笥绊懀疚闹械鯒U4+6與吊桿5之間的影響在三種方案中結(jié)果始終較大，這是因?yàn)槠涮幱跇蛄嚎缰形恢?，橋梁線形變化最大處，可見其應(yīng)成為設(shè)計(jì)與施工中重要考慮的問題。

由于本文是在相同的吊桿張拉力下對吊桿之間相互影響的研究，因此沒有考慮由于吊桿長度和位置的不同而采用不同吊桿力的情況，但根據(jù)本文結(jié)果，可為該橋型下橋梁設(shè)計(jì)與施工考慮不同吊桿張拉順序及不同吊桿力的張拉方式提供一定的參考價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1]金鵬濤，孫學(xué)先.系桿拱橋吊桿施工張拉力的控制[J].交通標(biāo)準(zhǔn)化，2008.2（3）：51—53.

[2]姚玲森.橋梁工程—（第二版）[M].北京：人民交通出版社，2008.

[3]張同飛.先梁后拱施工的系桿拱橋吊桿張拉方案研究[J].橋梁，2011.

[4]莫曉華，陳文杰.于成拱橋吊桿施工索力優(yōu)化[J].湖南交通科技，2012.38（3）：79—82.

[5]寇明國.下承式鋼管混凝土系桿拱橋設(shè)計(jì)計(jì)算要點(diǎn)[J].工程與設(shè)計(jì)，2011.25（5）：650—652.

[6]彭宣茂.系桿拱橋吊桿初始張拉力的計(jì)算方法[J].水利水電科技進(jìn)展，2000.20（6）：32—35.