独塔斜拉桥钢绞线拉索施工过程中索力控制方法研究

摘要

斜拉索作为斜拉桥的重要受力构件，是联结主梁和塔柱的重要纽带。在斜拉桥的施工和运营中，结构的大部分恒载和活载都是由拉索传递给塔柱，再传递至基础，为此斜拉桥可看作是以拉索作为弹性支承点的连续梁桥，拉索的索力直接影响整个结构的恒载内力和线形，因此准确控制索力是斜拉桥施工控制的一个重要内容。当代斜拉桥建设中，拉索的构造形式也不断改进，对应的制索工艺和施工张拉技术不断进步，与此同步，拉索的索力施工控制技术也要协同发展，结合实际施工工艺，运用先进可靠的控制技术和方法控制拉索施工索力的准确性，使得斜拉桥的施工更加安全、快捷，保障结构施工质量。本文以目前最常用的平行钢绞线拉索为主要研究对象，以阆中市的嘉陵江四桥独塔双对称型斜拉桥为工程背景，对拉索的施工工艺和索力控制方法展开研究。主要研究了以下几方面的内容:
　　(1)分别研究了斜拉索的变革历程、发展现状以及拉索的构造分类，并提出斜拉桥施工中钢绞线拉索索力控制的难点和重要性。
　　(2)结合平行钢绞线拉索的具体施工工艺流程，分析了钢绞线拉索施工中索力控制的具体内容，并对拉索的防护形式和减振措施的实用性进行探讨。
　　(3)通过研究目前常用的斜拉索索力检测方法的工作原理，对比分析了不同索力测试方法在施工监测中的适用性，并详细地分析了磁通量传感器在监测控制钢绞线拉索索力和单根钢绞线张拉力均匀性的优越性，提出钢绞线拉索中磁通量传感器的实用布置方法。
　　(4)根据平行钢绞线拉索的施工特点，主要研究了钢绞线拉索施工中索力均匀性的控制措施，分析了单根钢绞线初拉力计算方法的基本原理，并结合实际施工工艺对其修正。在总结了过去的索力控制方法的基础上，提出针对钢绞线拉索在张拉控制和索力测定中的实用措施;利用有限元分析软件，对实际工程中外包HDPE套管、拉索结构特性以及温度变化等对拉索索力的影响进行修正;并探讨了索力调整中，整体调索和单根循环调索对钢绞线张拉力均匀性的影响情况，提出结合拉索实际张拉结果的进行调索的控制方法。
　　(5)通过实例工程施工中拉索的施工监测结果研究钢绞线拉索实际施工中索力的变化规律，结合有限元模型计算不断反馈分析，采用有效控制措施保证索力施工结果的准确性。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 斜拉索的发展历程与现状

1．3 斜拉桥中拉索的应用

1．3．1 斜拉索的构造和分类

1．3．2 斜拉索的布置

1．3．3 拉索的锚固

1．4 斜拉桥施工控制

1．4．1 斜拉桥拉索施工控制要素

1．4．2 斜拉索施工控制内容

1．5 本文的主要研究内容

第二章 斜拉索施工安装

2．1 斜拉索张拉准备

2．2 钢绞线拉索张挂施工

2．2．1 拉索组件的安装

2．2．2 钢绞线挂设与张拉

2．2．3 拉索索力调整

2．2．4 斜拉索体系转换

2．3 斜拉索防护与减振

2．3．1 斜拉索的防护

2．3．2 斜拉索的减振

2．4 本章小结

第三章 拉索索力检测方法与原理

3．1 拉索施工中索力测试方法要求

3．2 拉索索力检测方法简述

3．2．1 压力表测定法

3．2．2 压应力传感器测定法

3．2．3 振动频率法

3．3．4 磁通量传感器测定法

3．3 磁通量法控制钢绞线拉索索力

3．3．1 平行钢绞线索索力控制问题

3．3．2 磁通量传感器在钢绞线拉索中的应用

3．4 拉索索力的优化控制

3．5 本章小结

第四章 钢绞线拉索施工索力控制研究

4．1 单根钢绞线初拉力的计算

4．1．1 等值张拉法计算初张力

4．1．2 无应力状态法计算拉索初拉力

4．2 钢绞线拉索施工中均匀性控制

4．2．1 拉索施工中索力影响因素分析

4．2．2 钢绞线拉索张拉阶段影响控制

4．3 钢绞线拉索施工监测的准确性控制

4．3．1 拉索索力监测中的影响因素

4．3．2 外套管对索力监测的影响控制

4．3．3 拉索特性在索力监测中的影响

4．4 索力调整中索力均匀性控制

4．4．1 拉索索力调整值的拟定

4．4．2 索力调整对均匀性的影响研究

4．5 本章小结

第五章 工程实例

5．1 工程概况

5．2 单根钢绞线张拉控制

5．2．1 单根钢绞线张拉力控制

5．2．2 温度效应对索力的影响

5．3 整束拉索索力施工控制

5．3．1 拉索索力调整施工控制

5．3．2 全桥斜拉索索力控制结果

5．4 本章小结

结论与展望

致谢

参考文献

攻读硕士期间发表的论文及参与的科研项目