考虑季节温差的主拱安装线形控制技术研究

摘要

无支架缆索吊装是大跨度混凝土拱桥、钢管混凝土拱桥和钢拱桥常用的施工方法,拱圈(肋)成拱松索后的线形直接影响主拱内力和承载力。处在大气环境中的桥梁结构,温度是影响主拱线形的主要因素之一,但现有施工控制方法普遍采取回避的方式来处理,可能导致成拱松索后的主拱线形与设计线形有较大差异。本文将无应力状态法和贝叶斯预测模型引入到无支架缆索吊装施工控制中,以考虑季节温差对主拱线形的影响,并开展了以下研究工作:
　　 1.将斜拉桥施工控制中的无应力状态控制法引入到拱桥缆索吊装施工控制中,推导了考虑温度影响的扣锚索无应力长度计算公式;
　　 2.将预抬量修正的思想运用到拱桥缆索吊装中,对整个拱肋的安装线形进行调整,保证在季节温差影响下合龙后的线形;
　　 3.基于拱桥缆索吊装与斜拉桥施工的差异,为减少吊装测量和扣索初始无应力长度的误差,提出了有应力长度测量的新方法,采用先确定扣索有应力长度再计算初始无应力长度进行施工控制;
　　 4.为确定拱圈合龙时温度与设计温度差值,采用贝叶斯气温预测模型方法预测合龙时现场的温度,并利用该预测温度作为修正拱圈预抬量的基础数据,修正拱肋吊装各阶段的预抬量;
　　 5.根据无应力状态法的研究理论,将温度的影响考虑到该法中,并运用在拱肋吊装的各扣索和各后锚索中;
　　 6.拱肋的制作采用无应力构形法,将拱肋的预拱度考虑在制作阶段,保证拱桥合龙后在拱上立柱、桥面板等荷载作用下拱肋本身的线形在设计范围内;
　　 7.考虑了扣塔偏位,采用后锚索布置的方式,消除吊装过程中扣塔偏位对拱肋线形的影响;
　　 8.以关门崖大桥为例,采用贝叶斯预测模型预测了拱肋合龙温度,通过预测温度对预抬量进行修正,并利用该预测温度计算出合龙前各扣索和各后锚索考虑温度后的无应力长度,以该无应力状态量为最终的目标进行拱桥吊装的控制。工程结果显示,本文采用的方法解决了温度的影响,达到了预期的目的,对施工控制有一定的指导意义。