红枫湖特大桥施工控制
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摘要
斜拉桥是一种古老而又年轻的缆索承重结构。现代斜拉桥已有近50年历史，自1956年建成瑞典的Strmsund桥以来，斜拉桥的结构形式目新月异，其跨越能力不断加大。中国自1975年建成四川云阳桥以来，已建成各式各样的斜拉桥190余座，设计、施工经验丰富。尤其近10年来，更向特大跨径发展，主跨即将超过1000m，形势十分喜人。
首先，本文介绍了斜拉桥施工计算的特点和施工控制的方法，结合红枫湖特大桥的特点，阐述了红枫湖特大桥施工控制采用以“严格控制主梁及挂篮应力”为控制原则，以“斜拉索索力二次张拉到位”为索力控制方法的合理性。随后，介绍了斜拉桥施工计算中的非线性分析方法。
建立有限元计算模型，采用可以考虑各种非线性影响的Creep8程序进行了红枫湖特大桥的施工模拟计算。重点阐述斜拉桥最佳成桥状态的确定、挂篮的模拟计算、施工中张拉索力的确定、主梁立模标高的确定、锚固跨施工模拟计算、施工中温度的影响分析等的计算方法，并给出了各部分的计算结果。结合红枫湖特大桥施工控制的实施，介绍了索力控制、标高控制、主梁应力控制的方法和采取的措施。
通过分析红枫湖特大桥原设计的合拢方案，发现其在实际施工过程中存在一些问题。为了保证合拢施工的顺利进行，对合拢方案进行修改。既保证了合拢施工的顺利进行，也保证了合拢段的施工质量。
最后，给出了红枫湖特大桥施工控制的主梁标高控制表和索力控制表。根据计算数据和实际测量数据的对比，得出了几点结论。
Cabled-stayed bridge is a kind of bridge with long history and cable load-carrying structure. Since Swedish Stromsund Bridge was built in 1956, modern cable-stayed bridge has a history of almost 50 years. It's structure form has always been changing and the crossover capability is becoming larger and larger. After Yunyang Bridge, the first cable-stayed bridge in china, was first built at Sichuan province in 1975, more than 190 cable-stayed bridges have been built in China. The experience on design and construction of this kind bridge are quite rich. Especially the last ten years, the span of cable-stayed bridge is becoming special larger, and the main span is about to top 1000 meters. The future of cable-stayed bridge is very satisfactory.
Firstly, the characteristics of construction computation for cable-stayed bridge and the methods of construction control are introduced in this paper. According to the actual characteristics of Hongfeng-Lake Bridge, it is analyzed that the control principle of control stress of main beam and form travelers strictly and the control methods of two times stretch for cable force used in construction control are feasible. Then, the nonlinear analysis in construction computation is done in this paper.
A FEM model is established. Based on this model, the analog computation for Hongfeng-Lake Bridge is done with the Creeps program, which can do all kinds of nonlinear analysis. The analog computation put emphasis on the position for best cable-stayed bridge completed status, the simulation computation for anchor span construction and form travelers, the temperature affect in construction. The computation results are also followed. Based on the practical condition of Hong-feng-lake grand bridge, the methods for cable force control, main beam's elevation control, main beam 's stress control and the measures for them are also introduced.
Through analyzing the design plan for Hongfeng-Lake bridge, some problems in actual construction are found. In order t o make the construction carry through smoothly, the closure plan has been revised. New construction plan can ensure not only all the construction but the construction quality for closure phase.
Lastly, the main beam elevation control table and cable force cable of Hongfeng-Lake grand bridge construction control are offered in this paper. The theoretical data is compared with the actual measurement. Through analyzing the comparisons, some conclusions are drawn.
首先，本文介绍了斜拉桥施工计算的特点和施工控制的方法，结合红枫湖特大桥的特点，阐述了红枫湖特大桥施工控制采用以“严格控制主梁及挂篮应力”为控制原则，以“斜拉索索力二次张拉到位”为索力控制方法的合理性。随后，介绍了斜拉桥施工计算中的非线性分析方法。
建立有限元计算模型，采用可以考虑各种非线性影响的Creep8程序进行了红枫湖特大桥的施工模拟计算。重点阐述斜拉桥最佳成桥状态的确定、挂篮的模拟计算、施工中张拉索力的确定、主梁立模标高的确定、锚固跨施工模拟计算、施工中温度的影响分析等的计算方法，并给出了各部分的计算结果。结合红枫湖特大桥施工控制的实施，介绍了索力控制、标高控制、主梁应力控制的方法和采取的措施。
通过分析红枫湖特大桥原设计的合拢方案，发现其在实际施工过程中存在一些问题。为了保证合拢施工的顺利进行，对合拢方案进行修改。既保证了合拢施工的顺利进行，也保证了合拢段的施工质量。
最后，给出了红枫湖特大桥施工控制的主梁标高控制表和索力控制表。根据计算数据和实际测量数据的对比，得出了几点结论。
Cabled-stayed bridge is a kind of bridge with long history and cable load-carrying structure. Since Swedish Stromsund Bridge was built in 1956, modern cable-stayed bridge has a history of almost 50 years. It's structure form has always been changing and the crossover capability is becoming larger and larger. After Yunyang Bridge, the first cable-stayed bridge in china, was first built at Sichuan province in 1975, more than 190 cable-stayed bridges have been built in China. The experience on design and construction of this kind bridge are quite rich. Especially the last ten years, the span of cable-stayed bridge is becoming special larger, and the main span is about to top 1000 meters. The future of cable-stayed bridge is very satisfactory.
Firstly, the characteristics of construction computation for cable-stayed bridge and the methods of construction control are introduced in this paper. According to the actual characteristics of Hongfeng-Lake Bridge, it is analyzed that the control principle of control stress of main beam and form travelers strictly and the control methods of two times stretch for cable force used in construction control are feasible. Then, the nonlinear analysis in construction computation is done in this paper.
A FEM model is established. Based on this model, the analog computation for Hongfeng-Lake Bridge is done with the Creeps program, which can do all kinds of nonlinear analysis. The analog computation put emphasis on the position for best cable-stayed bridge completed status, the simulation computation for anchor span construction and form travelers, the temperature affect in construction. The computation results are also followed. Based on the practical condition of Hong-feng-lake grand bridge, the methods for cable force control, main beam's elevation control, main beam 's stress control and the measures for them are also introduced.
Through analyzing the design plan for Hongfeng-Lake bridge, some problems in actual construction are found. In order t o make the construction carry through smoothly, the closure plan has been revised. New construction plan can ensure not only all the construction but the construction quality for closure phase.
Lastly, the main beam elevation control table and cable force cable of Hongfeng-Lake grand bridge construction control are offered in this paper. The theoretical data is compared with the actual measurement. Through analyzing the comparisons, some conclusions are drawn.
引文
[1] 林元培编著，斜拉桥，北京：人民交通出版社，1994
[2] 顾安帮主编，桥梁工程，北京：人民交通出版社，2000
[3] 向中富编著，桥梁施工控制技术，北京：人民交通出版社，2001
[4] 刘士林，梁智涛，侯金龙，孟凡超主编，斜拉桥，北京：人民交通出版社，2002
[5] 范立础主编，预应力混凝土连续梁桥，北京：人民交通出版社，1988年
[6] 徐君兰主编，大跨度桥梁施工控制(土木工程专业用)，北京：人民交通出版社，2002年8月
[7] 雷俊卿主编，桥梁悬臂施工与设计，北京：人民交通出版社，2000
[8] 葛耀君编著，分段施工桥梁分析与控制，北京：人民交通出版社，2003
[9] 陈明宪编著，斜拉桥建造技术，北京：人民交通出版社，2003
[10] J.F. Fleming. Nonlinear Static Analysis of Cable-stayed Bridge Struc- tures. Computers and Structure, Vol. 10, 1979
[11] Z.P. Bazant & F. H. Wittmann. Creep and Skinkage in Concrete Structures. Join Wiley & Sons,1982
[12] A.S.Nazmy, A.M.Abdel-Ghaffar, Three Dimensional Nonlinear Static Analysis of Cable-Stayed Bridge,Computer & Structures,Vol. 34,1990
[13] 张文君．大跨度斜拉桥的几何非线性分析．内蒙古公路与运输，1995年第2期
[14] 韩大建，苏成，陈太聪，肖广成．大跨度混凝土斜拉桥牵索挂篮施工模拟计算．工程设计CAD与智能建筑，2001(3)
[15] 李学文，田仲初，颜东煌．昆凝土斜拉桥采用前支点挂篮悬臂浇筑施工的中间索力确定方法．公路交通科技，2002年第5期
[16] 梁志广，李建中，石现峰．斜拉桥施工初始索力的确定．工程力学，2000年6月
[17] 贾丽君，肖汝城，孙斌，项海帆．确定斜拉桥施工张拉力的影响矩阵法．苏州城建环保学院学报，2000年12月
[18] 陈德伟，曹海顺，李欣然，周宗泽．预应力混凝土斜拉桥悬臂施工的拉索式长挂篮新构思．公路，2002年第12期
[19] 杜蓬娟，黄才良，张哲．公和斜拉桥的合拢技术．公路，2003年第9期
[20] 苏成，徐郁峰，邓江．崖门大桥施工过程中温度影响的分析、实测与补偿．桥梁建设，2003年第1期
[21] 王卫峰，徐郁峰，韩大建，王卫兵．崖门大桥施工中的索力测试技术．桥梁建设，2003年第1期
[22] 邵长宇，谢红兵，卢士鹏．武汉长江二桥斜拉桥的边跨与中跨合拢．桥梁建设，1995年第三期
[23] 钟继卫．斜拉桥合拢后索力最优调整的实现．世界桥梁，
[24] 沈阳．公和斜拉桥施工控制．大连理工大学硕士论文，2002年3月
[25] 伏首圣．公和斜拉桥索力的确定与调整．大连理工大学硕士论文，2003年3月
[26] 丁南宏．大跨度P．C．斜拉桥施工控制．兰州铁道学院硕士学位论文，2002年5月
[27] 郭键．预应力混凝土斜拉桥施工控制．兰州铁道学院硕士学位论文，2001年3月
[28] 施笃铮．预应力混凝土斜拉桥施工控制研究．浙江大学博士学位论文，2002年1月
[29] 颜东煌．斜拉桥合理设计状态确定与施工控制．湖南大学结构工程专业博士学位论文，2001年3月
[30] 王华林．斜拉桥非线性分析与施工控制．武汉大学硕士学位论文，2002年3月
[31] 中华人民共和国交通部，公路斜拉桥设计规范(试行)，中华人民共和国行业标准，JTJ027-96
[32] 中华人民共和国交通部，公路桥涵设计规范(合订本)，中华人民共和国交通部部标准，1989
[33] 中华人民共和国交通部，公路桥涵施工技术规范，中华人民共和国交通部部标准，JTJ041-89
[34] 交通部第一公路工程总公司，桥涵，公路施工手册，2000年3月
[35] 中交第二公路勘察设计研究院，红枫湖特大桥施工图设计，2002年1月
[36] 中交第二公路勘察设计研究院，红枫湖特大桥修改设计，2002年12月
[37] 贵州省桥梁工程总公司第三工程处，红枫湖特大桥前支点挂篮施工图，2003年12月
[38] 应怀樵，刘进明，大容量数据自动采集和处理系统(使用说明书)，北京：东方振动和噪声技术研究所，1996年5月
[39] Roik,Albrecht,Weyer.Schragegseilbruecken.Emst&Sohn.Berlin, 1980
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