斜拉索无应力索长计算及与施工过程的关系探讨.pdf

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1、桥梁工程BridgeEngineering斜拉索无应力索长计算及与施工过程的关系探讨赵辉，周明珲，张广元（北京市市政工程研究院，北京100037）摘要：介绍了斜拉索无应力索长的抛物线计算理论和下料长度计算公式，并依托工程计算了在关键施工阶段和成桥状态下的无应力索长。结果表明：抛物线计算理论完全可以满足工程要求；斜拉索的无应力索长只有在自身张拉时，斜拉索锚固位置通过拔出或放回才会发生改变，外荷载、结构体系改变和其他斜拉索张拉、调索均不影响其无应力索长。关键词：斜拉桥；斜拉索；无应力索长；抛物线理论中图分类号：U448.

2、27文献标志码：B文章编号：1009-7767（2018）03-0092-03OntheRelationshipbetweenCalculationofNon-stressCableLengthofStayed-cableandConstructionProcessZhaoHui，ZhouMinghui，ZhangGuangyuan考虑结构在荷载作用下变形后，斜拉索两端节点的几何长度扣除斜拉索单元轴向力产生的伸长量后即为斜拉索的无应力索长。斜拉索无应力索长是斜拉桥施工控制的一个重要参数，也是斜拉索施工时下料长度的确定

3、依据。一般是根据成桥构形及索力确定斜拉索无应力索长，然后考虑锚头构造的影响，并给出一定的富余量，据此确定斜拉索的下料长度。斜拉索无图1抛物线理论计算简图应力索长计算方法主要有悬链线法、抛物线法和有限[1]元法（或迭代法）。悬链线法理论上计算精度非常高，如图1所示，在轴向力T及自重作用下，斜拉索但因其是超越函数（指变量之间的关系不能用有限次呈现为悬链线形状。悬链线的弧长S大于A、B之间的加、减、乘、除、乘方、开方运算表示的函数），很难直接直线长度LC，此时斜拉索伸长量ΔL由弹性伸长量ΔLe应用于实际工程。抛物线法是对悬

4、链线理论的近似修和垂度影响的伸长量ΔLf两部分组成，即正，即对悬链曲线展开级数式的前几项进行近似修正，ΔL=ΔLe+ΔLf。（1）目前在斜拉桥施工中普遍采用以抛物线理论为基础弹性伸长量：[2]TL的公式求解斜拉索无应力索长，其计算精度可以满CΔLe=。（2）足工程要求。EA垂度影响的伸长量：笔者介绍了斜拉索无应力索长的抛物线计算理论和下料长度计算公式，并以内蒙古通辽市新世纪大ΔLf=S-LC。（3）当斜拉索的垂度较小时，可用抛物线代替悬链线。桥为例，综合考虑施工过程中的梁体标高、索塔变位、抛物线弧长为：索力变化等因素

5、，计算了关键施工阶段和成桥状态下28（f′m）的无应力索长，并对斜拉索无应力索长与施工过程的S1=LC+。（4）3LC关系进行了探讨。忽略高次项的影响，由式（3）可得：1斜拉索无应力索长抛物线计算理论8（f′）2mΔLf=S1-LC=。（5）抛物线理论计算简图见图1。3LC922018No.3（May）Vol.36桥梁工程BridgeEngineering根据斜拉索的平衡条件与变形协调条件，最终可得：L32cos2αCqΔLf=。（6）224T从而，斜拉索的无应力索长应为：S0=LC-ΔLe+ΔLf。（7）以上公式推

6、导过程中，采用了一些假设，忽略了高次项的影响，因此只适用于垂度较小（f′m/LC＜1/12）的情况。图3主桥总体布置图（cm）2斜拉索下料长度计算方法文献[3]中的条文说明第5.4.3条给出了斜拉索在设计温度时的下料长度计算公式及计算简图，见图2。图4各关键施工阶段斜拉索下锚点Z坐标图2索长计算L=L0-ΔLe+ΔLf+ΔLML+ΔLMD+2LD+3d。（8）式中：L为斜拉索下料长度；L0为斜拉索的长度基数，为该斜拉索上下索孔出口处在拉索张拉完成后锚固面的空间距离；ΔLe为拉力作用下斜拉索弹性伸长修正；ΔLf为拉力作

7、用下斜拉索垂度修正；ΔLML为张拉端锚具位置修正；ΔLMD为锚固端锚具位置修正；LD为锚固板厚度；3d为斜拉索两端所需的钢丝镦头长度，d为钢丝直径。图5各关键施工阶段斜拉索索力3工程应用3.1工程概况和T参数对于整个施工过程来讲是个变量，下面对无应新世纪大桥主桥为支承体系独塔斜拉桥，跨径布力索长在关键施工阶段中的变化进行计算分析。置为100m+100m，塔高80m，采用空间布置的双索面3.3关键施工阶段斜拉索无应力索长计算斜拉索，每个索塔分别设有12对索，塔上斜拉索索距公式中LC的长度是由斜拉索两端锚点坐标计算由2.

8、7m渐变至3.7m，主梁上斜拉索索距为7m。其施得出，与各施工阶段主梁线形和索塔变位密切相关。随工工序为：1）在支架上施工完钢主梁和主塔；2）按照着施工的进展，主梁和索塔的位移在不断发生变化，因1～12号的编号顺序逐根对称张拉斜拉索；3）拆除支此斜拉索两端锚点坐标在各施工阶段中是不同的。由架，进行二次调索，其中针对3～7号索进行了二次索力于斜拉