專利名稱：一種鉸塔斜拉橋斜拉索的張拉方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種斜拉橋斜拉索的張拉方法，尤其涉及一種鉸塔斜拉橋斜拉索的張拉方法。
背景技術(shù)：
斜拉橋又稱斜張橋，是將梁體用許多斜拉索直接拉在橋塔上的一種橋梁，是由承壓的橋塔、受拉的斜拉索和承彎的梁體組合起來的一種結(jié)構(gòu)體系。其可看作是斜拉索代替支墩的多跨彈性支承連續(xù)梁。其可使梁體內(nèi)彎矩減小，降低建筑高度，減輕結(jié)構(gòu)重量，節(jié)省材料。
斜拉橋作為一種拉索體系，比梁式橋的跨越能力更大，是大跨度橋梁的最主要橋型。斜拉橋由橋塔、梁體、斜拉索組成，其中橋塔、梁體作為橋面體系受壓，斜拉索作為支承體系受拉的一種組合橋梁結(jié)構(gòu)體系。橋塔型式有A型、倒Y型、B型、獨柱，材料有鋼和混凝土的。斜拉索布置有單索面、平行雙索面、斜索面等。斜拉橋主要結(jié)構(gòu)體系有漂浮體系、半漂浮體系、塔梁固結(jié)體系、剛構(gòu)體系、T構(gòu)體系、部分地錨體系、矮塔部分斜拉橋體系等。斜拉橋斜拉索的布置形式主要有輻射形、豎琴形、扇形等。
在斜拉橋施工中，斜拉索張拉方法多以主、副跨對稱張拉為主，調(diào)整斜拉索索力時，主、副跨亦均需調(diào)整。
目前多以“恒載平衡法”進行斜拉索索力的初擬?！昂爿d平衡法”主要假定包括兩方面一是對于主跨，忽略梁體抗彎剛度的影響；二是對于副跨，忽略橋塔的抗彎剛度。因此，傳統(tǒng)的斜拉索張拉方式的缺點是斜拉索需對稱張拉，即主跨斜拉索與副跨斜拉索同時張拉，圖1示出的斜拉橋主要由梁體1、橋塔(包括主塔2和下塔柱4)和斜拉索3構(gòu)成，橋塔的一側(cè)為主跨側(cè)，橋塔的另一側(cè)為副跨側(cè)，斜拉索3的張拉方式為張拉al同時張拉副跨側(cè)的斜拉索bl ；再張拉主跨側(cè)的斜拉索a2同時張拉副跨側(cè)的斜拉索1^2 ；然后張拉主跨側(cè)的斜拉索a3同時張拉副跨側(cè)的斜拉索b3 ；以此類推，張拉全部斜拉索。由于斜拉索使用的液壓頂有誤差，因此，與下塔柱4 (或梁體1)剛性連接的主塔2受彎，梁體1水平力不平衡。發(fā)明內(nèi)容
針對上述現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供一種鉸塔斜拉橋斜拉索的張拉方法，適用于主、副跨均布置斜拉索的斜拉橋，對橋塔兩側(cè)的斜拉索，僅需張拉橋塔一側(cè)的斜拉索，而另一側(cè)的斜拉索無需進行張拉，不但簡化了斜拉索的張拉過程，同時消除了因橋塔兩側(cè)斜拉索索力不平衡而造成橋塔彎曲的缺陷。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明一種鉸塔斜拉橋斜拉索的張拉方法予以實現(xiàn)的技術(shù)方案是其中斜拉橋包括梁體、橋塔和斜拉索，所述橋塔由位于梁體上方的主塔和與所述梁體剛性連接的下塔柱構(gòu)成，所述主塔與所述下塔柱之間采用鉸接；所述斜拉索的張拉方法包括以下步驟
步驟一、施工橋梁基礎(chǔ)，所述橋梁基礎(chǔ)包括樁基、承臺和墩柱，完成梁體架設(shè)的同時完成下塔柱的施工；
步驟二、施工與下塔柱鉸接的主塔，并完成位于主塔一側(cè)斜拉索的掛索；
步驟三、完成位于所述主塔另一側(cè)斜拉索的掛索及張拉。
進一步講，在上述步驟一中，所述下塔柱的位置與所述橋梁的其中一個墩柱的位置重合。
還有，在步驟二和步驟三中，掛索的順序是自鉸接點最近處的斜拉索開始依次向外掛索。
另外，在步驟三中包括下述兩種情形之一將該側(cè)的斜拉索依次全部掛索后，再依次進行張拉或每掛完一根斜拉索后，隨即對該根斜拉索進行張拉。在步驟三的斜拉索張拉過程中，根據(jù)對斜拉索索力的監(jiān)控結(jié)果，確定是否對該斜拉索進行索力調(diào)整。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是
(1)減少張拉次數(shù)。只張拉位于橋塔一側(cè)的斜拉索，張拉次數(shù)為傳統(tǒng)張拉工藝的 50 %，大大縮短了張拉時間，節(jié)省工期。
(2)減小張拉誤差。由于張拉斜拉索采用的千斤頂自身存有誤差，因此斜拉索的每次張拉均會產(chǎn)生誤差，而只張拉橋塔一側(cè)的斜拉索，通過計算可以確定另一側(cè)斜拉索相應(yīng)的索力，千斤頂?shù)氖褂孟禂?shù)為傳統(tǒng)張拉工藝的50%，從而減小了由于千斤頂自身誤差而造成的斜拉索張拉力誤差。
本發(fā)明一種鉸塔斜拉橋斜拉索的張拉方法可以廣泛應(yīng)用于各種主、副跨均布置斜拉索的斜拉橋的施工，不但可以大幅度提高斜拉索張拉的工作效率，而且保證了施工的精確性。為今后斜拉橋的施工提供足夠的技術(shù)支撐和理論保障，具有非常重要的現(xiàn)實意義。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)中一種橋塔與梁體剛接斜拉橋斜拉索張拉方法示意圖2是本發(fā)明一種鉸塔斜拉橋斜拉索的張拉方法示意圖3-1至圖3-5是本發(fā)明鉸塔斜拉橋斜拉索的張拉方法實施例的示意其中圖3-1是完成步驟一后的示意圖，
圖3-2是完成步驟二的示意圖，
圖3-3是步驟三中完成第一個斜拉索掛索張拉后的示意圖，
圖3-4是完成全部斜拉索掛索及張拉后的示意圖，
圖3-5采用本發(fā)明鉸塔斜拉橋斜拉索的張拉方法完成的斜拉橋的示意圖；具體實施方式
下面結(jié)合具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細地描述。
如圖2所示，本發(fā)明一種鉸塔斜拉橋斜拉索的張拉方法，其中斜拉橋包括梁體1、 橋塔和斜拉索3，所述橋塔由位于梁體1上方的主塔2和與所述梁體1剛性連接的下塔柱4 構(gòu)成，所述主塔2與所述下塔柱4之間采用鉸接；即根據(jù)“恒載平衡法”斜拉索索力初擬的原理，在初始斜拉索索力擬定時，所述斜拉索3的張拉方法包括以下步驟
步驟一、施工橋梁基礎(chǔ)，所述橋梁基礎(chǔ)包括樁基、承臺和墩柱，完成梁體1架設(shè)的同時完成下塔柱4的施工；其中所述的下塔柱4的位置可以與橋梁的其中一個墩柱的位置重合。
步驟二、施工與下塔柱4鉸接的主塔2，并完成位于主塔2 —側(cè)斜拉索的掛索；
步驟三、完成位于所述主塔2另一側(cè)斜拉索的掛索及張拉。在張拉斜拉索時，可以是將該側(cè)的斜拉索依次全部掛索后，再依次進行張拉；也可以是每掛完一根斜拉索后，隨即對該根斜拉索進行張拉。另外，根據(jù)對斜拉索索力的監(jiān)控結(jié)果，確定是否對該斜拉索進行索力調(diào)整。
為了施工方便，無論位于橋塔哪一側(cè)(至于是主跨側(cè)還是副跨側(cè)均不受限制)的斜拉索掛索的順序均可以是自鉸接點最近處的斜拉索開始依次向外掛索，但其他的順序均不受限制。
根據(jù)“恒載平衡法”斜拉索索力初擬的原理，在初始斜拉索索力擬定時，本發(fā)明通過采用鉸塔(所述主塔2與所述下塔柱4之間采用鉸接)方式達到忽略塔的抗彎剛度的目的，以消除斜拉索張拉過程中橋塔抗彎剛度的影響。本發(fā)明的特點是位于橋塔一側(cè)的斜拉索不張拉，且通過數(shù)值計算可確定該側(cè)斜拉索索力。斜拉索張拉完成后，可將鉸塔的鉸固結(jié)，因此，本發(fā)明斜拉索的張拉方法既適用于鉸塔斜拉橋也可應(yīng)用于其它結(jié)構(gòu)體系斜拉橋的斜拉索張拉。
以下通過實施例講述本發(fā)明的詳細過程，提供實施例是為了理解的方便，絕不是限制本發(fā)明，諸如，斜拉索的掛索張拉的順序等。
實施例
研究材料簡介如圖3-5所示，采用鉸塔的斜拉橋形式，橋塔向河道中心方向傾斜18°，橋塔與下塔柱鉸接、梁體與下塔柱固結(jié)，主橋跨徑布置為45m前副跨+138m主跨 +2x30m后副跨。梁體采用鋼與混凝土組合結(jié)構(gòu)，即主跨采用鋼箱梁結(jié)構(gòu)，副跨采用預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁結(jié)構(gòu)。主跨側(cè)斜拉索錨固區(qū)位于中央分割帶，索水平間距12m，副跨斜拉索錨固區(qū)位于人行道外側(cè)，索水平間距3. 75m。副跨斜拉索布置為梁體上距橋塔近的斜拉索錨點與塔上最高的錨點相對應(yīng)，依此類推。
橋塔為鉸塔，全長120m，下塔柱的位置與橋梁的主墩柱的位置重合，主塔與下塔柱 (也是橋梁的主墩柱)之間為鉸接。實現(xiàn)鉸接的鉸由上下兩個構(gòu)件組成，其中，上構(gòu)件與主塔的底部連接，下構(gòu)件與下塔柱的頂部(即橋梁基礎(chǔ)的一個墩柱)之間通過精軋螺紋鋼筋錨固。
上述研究材料所對應(yīng)的鉸塔斜拉橋斜拉索的張拉過程如下
步驟一、施工橋梁基礎(chǔ)(樁基、承臺和墩柱)，完成梁體架設(shè)的同時完成下塔柱的施工，包括支架拼裝鋼梁，同時在滿堂支架上澆筑前、后副跨混凝土梁段，張拉混凝土梁段預(yù)應(yīng)力，完成主跨鋼箱梁和副跨預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁的連接，梁體連接后拆除副跨支架，如圖 3-1所示；
步驟二、施工與下塔柱鉸接的主塔后，安裝如圖3-2所示后副跨一側(cè)的斜拉索，自 A9斜拉索至Al斜拉索所示的掛索方向依次完成后副跨一側(cè)斜拉索的掛索，主塔達到預(yù)定位置后拆除主塔支架；
步驟三、依次完成主跨一側(cè)斜拉索的掛索，如圖3-3所示，自鉸接點最近處的斜拉索Bl開始依次向外掛索(即按照81』2、83、84、85』6、87、88、89的順序)，每掛接一根斜拉索后隨即張拉該斜拉索，到達設(shè)計索力后拆除該斜拉索對應(yīng)的鋼箱梁支架，直至完成主跨一側(cè)全部斜拉索的掛索-張拉，如圖3-4所示。在此過程中后副跨一側(cè)的所有的斜拉索 A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7、A8、A9 均不用張拉。
在步驟三的斜拉索張拉過程中，根據(jù)對斜拉索索力的監(jiān)控結(jié)果，確定是否對該斜拉索進行索力調(diào)整，即對比實測斜拉索索力數(shù)值與目標(biāo)索力數(shù)值調(diào)整主跨側(cè)斜拉索索力。 例如，在本實施例中對于主跨一側(cè)的斜拉索，按照如圖3-4中所示的B9、B8、B7、B6、B5、B4、 B3、B2、B1順序進行補拉調(diào)索。
綜上，按照上述步驟對研究材料所提供的斜拉橋的斜拉索進行張拉，可節(jié)省副跨側(cè)斜拉索Al A9共九對十八根拉索的張拉，大大降低了由張拉引起的斜拉索索力誤差，相比傳統(tǒng)的斜拉橋斜拉索張拉施工工藝有著顯著的優(yōu)勢。
盡管上面結(jié)合圖對本發(fā)明進行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的具體實施方式
，上述的具體實施方式
僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨的情況下，還可以作出很多變形，這些均屬于本發(fā)明的保護之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種鉸塔斜拉橋斜拉索的張拉方法，其中斜拉橋包括梁體(1)、橋塔和斜拉索(3)， 所述橋塔由位于梁體(1)上方的主塔( 和與所述梁體剛性連接的下塔柱(4)構(gòu)成，所述主塔( 與所述下塔柱(4)之間采用鉸接；其特征在于所述斜拉索( 的張拉方法包括以下步驟步驟一、施工橋梁基礎(chǔ)，所述橋梁基礎(chǔ)包括樁基、承臺和墩柱，完成梁體(1)架設(shè)的同時完成下塔柱的施工；步驟二、施工與下塔柱(4)鉸接的主塔O)，并完成位于主塔( 一側(cè)斜拉索的掛索；步驟三、完成位于所述主塔O)另一側(cè)斜拉索的掛索及張拉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉸塔斜拉橋斜拉索的張拉方法，其特征在于在步驟一中，所述下塔柱的位置與橋梁的其中一個墩柱的位置重合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉸塔斜拉橋斜拉索的張拉方法，其特征在于在步驟二和步驟三中，掛索的順序是自鉸接點最近處的斜拉索開始依次向外掛索。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉸塔斜拉橋斜拉索的張拉方法，其特征在于在步驟三中包括下述兩種情形之一(1)將該側(cè)的斜拉索依次全部掛索后，再依次進行張拉；(2)每掛完一根斜拉索后，隨即對該根斜拉索進行張拉。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉸塔斜拉橋斜拉索的張拉方法，其特征在于在步驟三的斜拉索張拉過程中，根據(jù)對斜拉索索力的監(jiān)控結(jié)果，確定是否對該斜拉索進行索力調(diào)整。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鉸塔斜拉橋斜拉索的張拉方法，其中，斜拉橋包括梁體、橋塔和斜拉索，橋塔由位于梁體上方的主塔和與梁體剛性連接的下塔柱構(gòu)成，主塔與下塔柱之間采用鉸接；斜拉索的張拉方法包括施工橋梁基礎(chǔ)，所述橋梁基礎(chǔ)包括樁基、承臺和墩柱，完成梁體架設(shè)的同時完成下塔柱的施工；施工與下塔柱鉸接的主塔，并完成位于主塔一側(cè)斜拉索的掛索；完成位于所述主塔另一側(cè)斜拉索的掛索及張拉。本發(fā)明一種鉸塔斜拉橋斜拉索的張拉方法可以廣泛應(yīng)用于各種結(jié)構(gòu)體系斜拉橋的施工，不但可以大幅度提高拉索張拉的工作效率，而且保證了施工的精確性。為今后斜拉橋的施工提供足夠的技術(shù)支撐和理論保障，具有非常重要的現(xiàn)實意義。
文檔編號E01D21/00GK102535348SQ201210067088
公開日2012年7月4日 申請日期2012年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月14日
發(fā)明者劉旭鍇, 孫東利, 張一卓, 張強, 戴少雄, 曹景, 李焱, 謝斌, 趙欣, 陸華臻 申請人:天津市市政工程設(shè)計研究院