大跨钢桁斜拉施工过程中的线形控制分析

摘要

随着我国高速铁路建设的快速发展，大跨径桥梁在高速铁路建设中的需求与日剧增。现代斜拉桥具有造型美观、跨越能力强、施工干扰少等优点，并具有良好的力学性能和经济指标，在公路桥梁中得到广泛的使用，但在铁路尤其是高速铁路桥梁，由于其列车运营平顺性的要求，往往对线形控制要求很高，因此需要在施工中采取各种线形控制方法，以保证运营过程中的线形平顺性。
　　本文主要进行大跨铁路钢桁架斜拉桥施工过程中线形预测与控制分析，结合国内某高速铁路大跨钢桁架斜拉桥的建设过程，获取其施工线形监测数据：首先利用ANSYS建立有限元模型进行仿真计算，通过参数敏感性分析以及参数识别方法进行有限元模型的参数修正，最终得到同实际施工参数相符的有限元模型；利用实测数据值结合灰色系统模型理论建立施工阶段的线形预测模型，预测出各施工段的预测拼装线形高程，通过与理论值的对比得出施工控制线形调整值；最终通过施工中的具体施工措施进行施工线形的控制调整。通过本文的分析计算，得出的主要结论如下：
　　(1)有限元模型经参数识别计算，得出符合实际施工情况的钢桁梁等效弹性模量，以此修正的有限元模型各阶段理论线形与实测线形相符，在主跨施工阶段两者最大误差为24mm。
　　(2)在主梁线形的参数敏感性分析中，设计参数变化对主梁线形的影响从大到小依次为索力、主梁弹模、施工临时荷载、压重区桥面板自重以及主塔自重，其中索力和主梁弹模的影响在各个施工阶段始终存在，而施工临时荷载的影响则随着主跨合龙而消失。
　　(3)灰色模型进行线形预测在钢桁梁主跨悬臂施工的大部分阶段精度水平较高，预测高程误差可控制在2cm以内，但在某些阶段，模型缺陷较为明显，预测误差较大且不可调控。
　　(4)灰色模型的预测结果随着主跨施工中斜拉索张拉数量的增加精度逐渐降低，因此对于主梁施工最后几个梁段的预测，需谨慎使用此方法进行线形预测。