大跨径拱桥缆吊主索安装分析

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1、公路交通技术2010年l2月第6期TechnologyofHighwayandTransportDec．2010No．6大跨径拱桥缆吊主索安装分析苏广瑞，杜柏松，刘锐(重庆交通大学十木建筑学院，重庆400074)摘要：结合四川省广安市奎阁渠江大桥工程，总结吊装缆索计算的简化模型并推导计算公式。通过对该工程的计算分析，得出影响空缆安装水平拉力及垂度的影响因素及其规律，为类似工程的计算提供参考。关键词：缆吊施X-法；缆索；垂度；受力分析文章编号：1009—6477(2010)06—0055—05中图分类号：U448．22文献标识码：BAnalys

2、isforInstallationofMainCableofSuspensioninLarge—spanArchBridgesSUGuangrui，DUBaisong，LIURui目前，大跨径拱桥施上中，缆索吊装作为无支架施工的一种方法具有巨大优势。该方法不仅可以避免地形起伏、运输不便等不利施工因素，而且能有效提高桥梁施工的经济效益。缆索结构具有柔性，只受拉不受压，几乎没有抗弯能力。缆索线形随着荷载不断变化而变化，即悬索的形状和尺寸将随着荷载的大小、位置、分布规律等的不同而改图1拉索在均布荷载和双吊重荷载时计，鼻图式变。荷载和变形之间的关系是

3、非线性的。换言之，1．2计算公式推导悬索的计算是几何非线性问题，因为尽管悬索材料如图1所示，只要跨长z，均布荷载g，2支的应力一应变关系是线弹性的，但应变与位移间座高差C，2集中荷载P的作用位置X及2集中荷的关系是非线性的。载间距a确定，则可得到主索的水平拉力H，2支大跨径拱桥缆索吊装施工中，若主缆垂度一旦点的竖向力、，及主索长度。确定，则主缆的受力状态即可求解。缆索计算较复根据图1，可得支座处的A、反力为⋯：杂，要得到精确的结果较难，日前缆索计算主要采==H，(1)用简化计算模型。本文介绍日前大跨径拱桥施工中=2+(2l一2x一)+手，(2

4、)缆索的简化计算方法。以四川省广安市奎阁渠江大桥的吊装主缆计算为例，分析影响主缆受力的因素=等+手(一H手。(3)及其影响规律。拉索AD段的垂度方程为I]：1均布荷载和双吊重荷载时的基本计算公式=+(2／一2x(4)1．1基本假设式中，X。为AD段内任意一点距A端水平距离；1)悬索是绝对柔性的，即悬索的任一截面均为AD段拉索垂度。不能承受弯矩。但在验算悬索强度时，需考虑其刚拉索DE段的垂度方程为l1l：度的影响；：I二二22±I二+2)悬索材料服从虎克定律；‘2H。3)忽略边跨自重的影响，只考虑单跨；[(2，一2x一)肘(t-2x一)]。(5

5、)4)均布荷载沿跨长均匀分布；5)吊重简化为2个同定问距的集中力。式中，X2为DE段内任意一点距D端水平距离；收稿日期：2010—05—12作者简介：苏广瑞(1982一)，男，：夏【族自治区固原市人，在读研究生56公路交通技术2010丘为DE段拉索垂度。拉索E8段的垂度方程为『JI：总长度之差等于承重索总弹性伸长∑．S与温度伸=+(2x(6)长∑的代数和，有如下关系式：式中，X3为EB段内任意一点距E端水平距离；．为EB段拉索垂度。∑S一∑=∑△+∑AS2。(10)当=和X2=a时，得悬索最大垂度，懈，式中∑=，=普+音()。(7)根据式(7

6、)，可得拉索最大水平分力H．∑L=彘者∑L，AS2=At~XL，肚+丢(卜(8)其中，∑S为最大吊重作用下3跨缆索总长度；索长的近似计算公式为【]：+争鲁+∑Sx为一般荷载作用下3跨缆索总长度；fo为最大吊重时体系温度；为一般荷载作用状态时体系[4x(1-x-a))]+温度；△f0为2种作用状态下体系温度差，△fo=器【(z-x-a)+以(1-a)】。(9)f0一；为最大吊重状态下缆索的拉力，kN；Tx为一般荷载状态下缆索的拉力，kN；晟为缆索的式中，S为荷载作用状态下的拉索长度。弹性模量，kPa；F为主缆截面面积，m2；为最大掉重状态下缆索

7、的水平拉力，kN；／4x为一般2考虑边跨锚固段影响的索张力一般状态方程荷载状态下缆索的水平拉力，kN；L为各跨缆索的上述公式为单跨悬索的计算模型，但在缆吊中，边跨和中跨实际上是一根整体的缆索，承重跨m；∑L=+击+，f】、f、f2的变形将受到边跨的影响。实际上有这样的关系，分别为左边跨、中跨、右边跨缆索的水平投影长即当荷载位置、大小、温度变化时，承重跨和2边度，m；s为索的线膨胀系数，一般为11×10～跨的无应力长度是一个定值。工程中一般为小垂度12×10。6。问题，假定曲线的长度近似等于弦长。把索长公式带入式(10)，可得考虑边跨影响下如图

8、2所示，在2种荷载作用下，按照3跨索双集中荷载作用下的索张力一般方程ftj：无应力长度相等的原则，可得出2种状态下承重索+A一A0=0。(11)!．。．吼——墅式中