減小鋼箱拱橋柔性系桿索力瞬間損失
減小鋼箱拱橋柔性系桿索力瞬間損失
【摘要】 拱式結(jié)構主要承受軸向壓力以及拱腳產(chǎn)生巨大水平推力，而系桿拱橋則是指在拱腳之間設有系桿來平衡拱腳水平推力的拱橋，作為有“生命索”之稱的系桿，其索體預應力瞬間損失和長期損失直接影響著索力的持久性和精準性。本文描述了廣雅大橋整束擠壓式柔性系桿索力瞬間損失對索力的影響，分析了索力損失的原因，在施工過程中采取合理的處理方法，保證了索力的穩(wěn)定性。為以后類似施工條件下施工的系桿提供參考及依據(jù)。
【關鍵詞】 中承式拱橋； 整束擠壓式； 柔性系桿； 索力；瞬間損失；
【 abstract 】 arch structure is mainly carry axial pressure and arch feet thrust tremendous level, and the bowstring arch bridge, it is to show in a tie between arch feet to equilibrium arch feet of horizontal thrust arch bridge, as “the life,” said the tie, the instant loss of prestressed cable body and direct impact on the long-term cost of cable force durability and precision. This paper describes the wide bridge the bundle of extrusion type flexible cable force moment to tie the influence of the loss of cable force, analyzes the causes of the loss of the cable force, in construction process to take reasonable processing method, to ensure the stability of the cable force. After construction conditions for similar construction, offering reference and basis of the tie.
【 keywords 】 ZhongChengShi arch bridge; The bundle of extrusion type; Flexible tie; Cable force; Instant loss;
1工程概況
廣雅大橋主橋結(jié)構形式為63+2×210+63m，總跨度546m的一種新型的組合拱橋體系—海鷗式雙孔中承式系桿拱與三角剛架墩組合體系鋼箱拱橋。系桿采用縱向系桿分離體系，即將縱向系桿分為中跨系桿與邊墩三角剛架段系桿，系桿跨兩跨按設計縱坡及豎向曲線沿橋面貫通設置，系桿采用在工廠整束擠壓式加工，借助貓道于現(xiàn)場安裝，兩端錨固，兩端張拉，系桿單端張拉力為2450KN。
系桿索是系桿拱橋中抵抗由于恒活載引起的水平推力的關鍵結(jié)構單元，采用37孔可換索式、整束擠壓式系桿，單根系桿長度達382m，直徑14.5cm，重約20T，每邊拱肋共設置4束，共8束，每束由37根Φj15.2mm環(huán)氧涂層鋼絞線組成，排列成六邊形，鋼絞線外涂專用防銹油脂，單根高密度聚乙烯管防護，整束纏高強聚酯帶在擠包高密度聚乙烯外護套。
2 施工現(xiàn)狀調(diào)查
上世紀80年代拉索體系已經(jīng)作為拱橋、斜拉橋、懸索橋的關鍵承力構件，并得到廣泛的應用，但隨著鋼絞線、鋼絲不同程度的腐蝕，受力面積減小，局部應力不斷增大，達到破斷極限后鋼絲就會斷裂，一般使用周期為3-16年左右。從90年代開始，我國橋梁逐漸采用單根擠包高密度聚乙烯塑料管環(huán)氧噴涂鋼絞線拉索體系，隔離開進行防腐的鋼絞線大大減小了拉索斷裂的可能性，但該端頭錨具結(jié)構尺寸大，成本高且對現(xiàn)場組裝要求高。由此產(chǎn)生了索體工廠整體加工，現(xiàn)場進行張拉錨固張拉的鋼絞線拉索體系，因此對系桿工廠制作和現(xiàn)場安裝產(chǎn)生了高精度要求的技術水準。影響預應力損失的因素多且雜，錨索在巨大的初應力作用下會發(fā)生變形，從而產(chǎn)生松弛損失，松弛損失在張拉后初期幾分種內(nèi)發(fā)展最快,24 h 后將完成80 % ,大約20 d 以后,基本上已不再發(fā)展。南寧大橋、盧浦大橋等橋梁采用的都是整束擠壓式柔性系桿來平衡系桿拱橋所產(chǎn)生的巨大水平推力，系桿索力在后期施工過程中均產(chǎn)生了較大的損失，損失率高達5%，據(jù)分析是導致系桿索力短時間內(nèi)迅速損耗的原因。
現(xiàn)狀調(diào)查表
工程項目 應用情況
河北承德大橋 OVMXGY15-27系桿，4根；OVMXGY15-37，4根。
河南洛陽瀛洲大橋 OVMXGK15-19系桿，24根；XGK15-37系桿，6根。
廣西南寧大橋 32束環(huán)氧噴涂鋼絞線體系
廣西隆安花周橋 環(huán)氧噴涂鋼絞線體系
因此，減小系桿索力瞬間損失是保證廣雅大橋整束擠壓式系桿索力長久性的重大關鍵因素。
3 索力瞬間損失原因分析
3.1 系桿自身撓度
整束擠壓式系桿采用在工廠加工制作，利用貓道于現(xiàn)場進行安裝、張拉。系桿單根穿束，單端張拉，對稱張拉，整體調(diào)索，系桿由于自身重力的影響產(chǎn)生一定的撓度，在系桿張拉過程中因要克服系桿重力作用而使張拉力產(chǎn)生損耗，張拉完成后的系桿依靠系桿支撐架支撐于橋面梁上，極大地造成了預應力瞬間損失值的巨大變化，從而影響著拱腳水平力的大小，促使系桿由繃緊狀態(tài)瞬間轉(zhuǎn)變成松弛，影響著索力的持久性，并對結(jié)構安全存在隱患。對索力瞬間損失產(chǎn)生不可估量的影響。
3.2 錨固損失
錨具張拉端采用的鋼絞線群錨體系，系桿采用邊調(diào)索體邊緊固的分級張拉方法，在錨固端上用紅線標示出各個系桿受力階段螺母的正確位置，其預應力主要依靠錨頭與球形螺母間的錨固作用力來傳遞，再作用于鋼箱拱錨墊板上。球形螺母與錨頭絲扣咬合作用的好與壞，直接關系到索體所施加的預應力的損失，同時也關系到錨頭摩擦等造成的預應力損失。
3.3 孔道摩擦損失
系桿兩張拉端與三角剛架鋼箱組合而形成了剛性系桿，錨管體系直接承受著系桿端頭所施加預應力的作用，同時還起著永久保護預埋管內(nèi)系桿索體防腐的重任。系桿在張拉的過程中與鋼箱預埋錨固管之間的作用使引起孔道摩擦的主要因數(shù)。
3.4 彈性壓縮損失
鋼結(jié)構物是受溫度、濕度等變化而變形極其敏感的一種具有特殊性能的材質(zhì)，系桿依次張拉作用力于鋼箱墊板上會造成4cm鋼板錨墊區(qū)域的局部應力進行重新分配，對周邊角焊縫產(chǎn)生不同性質(zhì)的破壞應力，與此同時便會造成系桿預應力的損失。
3.5 預應力張拉
系桿采用兩端、同步、對稱、分級張拉的施工方法，按照先張拉具有傳感器的系桿再張拉對稱系桿的順序進行張拉。主拱合龍完成后進行第一次張拉，張拉力為750KN;梁體和索體安裝完成后進行第二次張拉，張拉力為2000KN;第三次張拉在二期恒載完成后，且單根系桿最終拉應力為2450KN。系桿張拉的順序及其張拉力直接關系到拱橋拱腳所施加的預拉水平力。
遼公網(wǎng)安備 21020302000024號工信部備案號: 遼ICP備15011726號-5
