江苏丹阳运河大桥吊杆索力监测及分析

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1、江苏丹阳运河大桥吊杆索力监测及分析：近年来，不断有系杆拱桥吊杆破损及更换的工程案例出现。因此，对系杆拱桥吊杆在施工阶段与活载作用下的受力状况进行深入研究有很有必要。江苏丹阳运河大桥是一座下承式系杆拱桥，其吊杆由拉索与钢护筒两部分组成。拉索为集束高强钢丝，与钢护筒之间无填充物。施工中，吊杆拉索安装定位后，吊杆钢护筒与拱肋钢管外壁及系杆骨架焊接为一体。这样，施工时，张拉拉索时也相应地会对钢护筒产生压应力。本文对丹阳运河大桥各个施工阶段及成桥状态静载试验时的索力进行了监测，并利用有限元方法对相应阶段进行数值计算，研究了本桥在各个

2、受力阶段吊杆应力变化及吊杆拉索与钢护筒内力分配的关系。　　关键词：系杆拱桥；吊杆；钢护筒；索力监测；静载试验　　　　MEASUREMENTANDANALYSISOFSTRESSINTHESUSPENDERFORDANYANGCANALBRIDGEINJIANGSUPROVINCE　　　　XIAOLiang　　（1.NanningSurvayandDesignInstituteCO.,LTD.ofChinaRailecollapsecasesbecauseofthesuspenderfailureinthetied-arch

3、bridge.Soit’squitenecessarytodosomeresearchconcerningthestresschangeinsuspendersduringtheconstructionstageasadefrombunchedsteelaterialbeteforcesduringtheconstructionstageaseasuredandnumericallyanalysedatdifferentconstructionstagesandunderloadingtestonitor;loadingt

4、est　　　　1前言　　系杆拱桥是一种无推力的梁拱组合体系桥，将主要承受压力的拱肋和主要承受弯矩的行车道梁组合起来共同承受荷载，充分发挥了梁受弯、拱受压的结构性能和组合作用。系杆拱桥拱肋产生的水平推力由系杆承担，所以外部是静定结构，但在内部却是高次超静定结构，任一吊杆内力的改变对全桥各构件受力状态都有一定影响[1,2,3]。　　江苏丹阳运河大桥为新建桥梁，位于江苏241省道丹阳大泊至珥陵段，跨越京杭大运河，主桥为1×100m钢管砼下承式系杆拱，引桥采用20m先张法预应力砼空心板梁，为结构简支桥面连续。东、西侧引桥均为6×2

5、0m，全桥长为348.12m。主桥拱轴线为二次抛物线，计算跨径L=100m，跨中计算矢高为20m，矢跨比1/5；计算拱轴线为抛物线方程为：。拱肋截面为哑铃型，拱肋高度为2.2m，拱肋由两根外径90cm、壁厚16cm钢管中间以缀板连接构成，拱肋钢管材料采用Q345D钢。主桥系杆采用箱型截面，系杆高度1.8m，宽1.4m。主桥系杆之间采用横梁相连接。系杆和横梁为预应力砼结构。系杆和拱肋之间采用吊杆作为传力结构，吊杆每5m设置一个。主桥桥梁全宽34.3m，分南北两幅。每幅桥宽包括12.75m的行车道、两个1.4m的系杆和两个0.

6、5m的护栏。两幅桥之间为0.6m的分隔带[4,5]。　　1.1本桥吊杆特点　　本桥吊杆相对其它的系杆拱桥有几个不同点如下：　　1）吊杆拉索外围只设置了钢护筒，二者之间无填充物。　　由于吊杆拉索采用FEPS5-91集束高强钢丝，锚具采用冷铸锚PESM5-91，拉索的防腐蚀等大部分保护措施已经是在工厂完成，在项目现场只需要进行防撞、刮等物理保护。　　本桥吊杆拉索设计是可以更换的，如果灌注水泥砂浆等填充物，则无法换索。灌注水泥砂浆会对吊杆拉索造成破坏，因为在运营期间，吊杆要承受较大的疲劳荷载，内部水泥砂浆很容易开裂，特别的是吊杆

7、上下端要在平面内和平面外转动，很容易挤伤内部拉索的保护层。　　2）吊杆钢护筒在场地主桥骨架安装时便焊接在拱肋和系杆上，从而在整个成桥过程和运营期间都要参与承担荷载。　　3）锚具的保护措施为：在拱肋张拉端是通过平齐拱肋上表面用钢板焊接的办法来实现，而在系杆锚固端则通过焊接保护罩的方法来实现。　　本文主要针对南幅桥进行试验、分析。南幅桥共安装了8个压力传感器，分别位于吊杆DG9、吊杆DG5及吊杆DG0的拉索上，如图1所示。传感器的编号见图2。另外，对施工阶段，在压力传感器编号为4与8处的西DG9上，各安装了1个振弦式应变计；对

8、静载试验阶段，则对这8根吊杆的钢护筒表面分别安装了1个振弦式应变计。　　　　1.2Ansys模型的建立　　根据本系杆拱桥结构的传力途径，可以把系杆拱桥上部结构模型简化成五个部分：拱肋，吊杆，系杆（系梁），横梁和桥面板。本桥采用三种常用的Ansys单元如表1。　　　　拱肋的钢管与砼为共节点单元，在节点处钢