浅析无背锁斜拉桥的设计及施工论文_李娜

李娜

(天津城建设计院有限公司安徽分公司,安徽,合肥,230088)

【摘 要】斜拉桥因为造型美观以及跨越能力强等优点,得到了人们的重视。对无背索斜拉桥的优点进行了分析,阐述了无背索斜拉桥的设计,对于无背索斜拉桥施工控制的特点进行了详细的探讨。为无背索斜拉桥的设计与施工提供参考。

【关键词】无背索斜拉桥;设计;施工

引言

随着我国桥梁技术的不断发展,斜拉桥由于具有造型美观,跨越能力强等优点,因此,得到了越来越多的应用。斜拉桥由主塔,主梁以及斜拉索构成。斜拉桥的结构形式跨越等效为桥墩的支点用斜拉索来替代,从而使得主梁的弯矩减小,并且,使得桥的截面的高度降低,从而使得桥的结构重量减轻,进而使得建筑材料减少。无背索斜拉桥作为一种典型的斜拉桥的独特之处在于,无背索斜拉桥没有背索,突破了常规斜拉桥的造型,使得人们重新认识了斜拉桥的设计,无背索斜拉桥的造型能够和自然环境更加和谐。但是,由于不设置背索,使得无背索斜拉桥的施工更加困难。

一、无背索斜拉桥的优点

无背索斜拉桥和直塔斜拉桥相比,首先是造型的突破,无背索斜拉桥的外观独特美丽。其次,无背索斜拉桥的受力的独特性。一般斜拉桥两侧具有拉索,利用桥塔两侧拉索实现了桥的受力平衡,对于主塔而言,只是承受因为活载等造成的弯矩。无背索斜拉桥主塔通常有倾角因此,无背索斜拉桥主塔受力更加复杂。无背索斜拉桥由于背部没有拉索,因此,要保持平衡不但需要拉索的拉力,同时需要自身重力。

二、无背索斜拉桥设计

无背索斜拉桥一般采用扇形或者竖琴形的结构体系。在外观以及受力方面,使用扇形索面无背索斜拉桥和竖琴形斜拉桥相似。

无背索斜拉桥通常使用塔梁墩固结的体系。无背索斜拉桥一般孔跨的布置方式包括单跨式与多跨式两种。

无背索斜拉桥的塔高和主跨径的关系如下式:

三、无背索斜拉桥施工控制的特点

对于无背索斜拉桥结构而言,是高次超静结构,对于各个桥梁的内力的分布而言比较复杂,所以对于施工的影响因素十分敏感。特别是倾斜主塔施工部署独立施工,在倾斜主塔施工过程中,应该通过临时拉索或者支架对因为主塔自重造成的倾覆力矩进行抵抗。桥塔内力与线形受到索力的影响比较大,基于对斜拉索索力的调整能够调整主塔与主梁内力和线形,从而使得斜拉桥的各个结构的功能得到充分的发挥,也使得斜拉桥的受力更加的合理。对于无背索斜拉桥的施工过程中,因为受到外界的影响因素比较多,所以不可能使得全部的影响因素都和斜拉桥设计预设值相吻合,同时,无背索斜拉桥的施工误差也是不可能避免的。因此,在无背索斜拉桥的施工过程中,基于原有的设计文件中施工参数进行施工时,会使得主梁主塔中内力状态以及线形和设计的预定的桥梁的受力状态及线形发生偏离,所以,在无背索斜拉桥施工过程中,必须进行严格的科学控制。使得无背索斜拉桥的成桥的桥梁结构线形以及内力满足设计的需要。

进行无背索斜拉桥施工时,对于桥梁结构要在现场进行实施的监控,基于现场的实际监控的数据结构,科学的调整无背索斜拉桥下一施工阶段的施工参数,从而使得无背索斜拉桥结构在建成之后,能够尽可能的和设计的理想的状态相接近。主要是监控无背索斜拉桥成桥状态桥梁结构设计线形,内力的状态以及在无背索斜拉桥施工过程中桥梁结构的安全等。

通过上述分析,不难发现,对于无背索斜拉桥而言,其施工控制的主要特征是:对于无背索斜拉桥倾斜主塔的施工过程中受力的合理性以及结构线形要进行合理控制;基于斜拉锁张力对于倾斜主塔以及主梁的内力与线形进行调整, 从而使其能够尽可能的和无背索斜拉桥预定设计相吻合。

无背索斜拉桥施工中主要的控制因素包括:

①控制桥梁结构参数。无背索斜拉桥设计施工的最基本的资料就是桥梁结构参数,对无背索斜拉桥设计的计算的结果有着直接的影响,所以,施工过程中对于结构材料弹性模量、结构构件的截面的尺寸、材料的容重、材料的热膨胀系数、索力、预加应力等桥梁结构参数要进行严格的控制。

②桥段重量误差的控制。无背索斜拉桥在施工过程中,因为模板刚度不同,使得混凝土浇筑过程中造成模板出现不同程度变形,使得混凝土用量增加,从而改变梁段的重量,而梁段的重量直接影响到成桥的结构受力及变形,因此要在施工过程中严格控制。

③温度变化。对于无背索斜拉桥施工而言,温度变化会影响到成桥状态结构受力以及变形,所以,要充分考虑温度对桥梁施工的影响。

四、结束语

对于无背索斜拉桥而言,由于其结构形式独特新颖,突破了传统的直塔斜拉桥设计理念。无背索斜拉桥结构的无背索使得桥梁结构和景观协调关系得到丰富。斜拉桥不但能够给主梁提供弹性支撑,同时基于斜拉索力对倾斜桥塔自重造成的倾覆力矩进行平衡,因为无背索斜拉桥主塔结构没有背索,使得塔身倾斜,因此,增加了其施工的难度,特别是对于无背索斜拉桥而言,其主塔施工过程中安全控制与线形控制是关键。随着技术的不断发展,无背索斜拉桥由于造型美观,成本低,其发展前景将是非常的广阔。

参考文献:

[1]狄 谨,黄 庆.无背锁斜塔钢——混凝土结合梁斜拉桥施工控制仿真[J].长安大学学报(自然科学版).2014(10):26-29

[2]张海龙.斜拉桥施工仿真[J].公路.2013.26(8):72-74

[3]JTJ027-96.公路斜拉桥设计规范[S].北京:人民交通出版社

作者简介:

李娜,1981.08.12,女,安徽合肥人,汉族,本科学历,学士学位,现为工程师,主要研究:公路、市政道路、桥梁施工和设计

论文作者:李娜

论文发表刊物:《工程建设标准化》2015年8月供稿

论文发表时间:2015/12/3

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