斜拉桥混凝土梁端索导管定位方法探讨

斜拉桥混凝土梁端索导管定位方法探讨摘要：斜拉桥梁端索导管很难采用传统对锚固点和出口点进行测量放样，而在施工中索导管受斜拉索垂度影响很难有个量化的定位，本文以马鞍山长江大桥右汊主桥为施工实例，主要介绍梁端索导管安装定位方法：利用cad简单作图确定斜拉索在挂篮上锚固点位置，施工中反推出斜拉索梁端锚固点位置，并用梁端拉索倾角修正迭代计算方法，计算出梁端索导管出口点预抬值。以期望今后为此类工程提供借鉴。

关键词：梁端索导管斜拉索预抬

中图分类号：u44 文献标识码：a 文章编号：1672-3791（2013）02（a）-0058-01

斜拉索是斜拉桥的重要组成部分，斜拉索施工中索导管的定位是否准确关系到后期斜拉索的挂索、张拉及索力控制。为保证拉索在索导管出口处居中以便安装减震圈，同时是拉索锚具与锚固面钢垫板垂直以使拉索钢丝受力均匀，索导管的定位必须精准，否则将引起结构内力较大变化，影响工程质量。

悬臂浇筑法是大部分混凝土斜拉桥主梁施工的主要方法，前支点挂篮因结构合理，能充分发挥斜拉索的效用而使用最为普遍。文献[1]钟楼大桥斜拉索施工通过测量索导管出口的中心点坐标，并保证斜拉索下倾角β准确，然后利用支撑加固索导管，将索导管固定。前支点挂篮施工在浇筑一个节段混凝土过程中需分阶段调索，

梁端索导管的提前固定可能会造成斜拉索（长索）在挂索及分阶段张拉过程中与索导管相互挤压，导致索导管发生偏位；混凝土浇筑过程中挂篮的变形将导致索导管偏位；索导管定位完成后，后期钢筋绑扎等工序易出现钢筋等碰撞索导管的现象。故梁端索导管提前定位并非最合理的定位方法。

本文以马鞍山长江公路大桥右汊主桥为施工实例，主要介绍牵索挂篮施工的混凝土主梁梁端索导管定位方法及索导管出口预抬值的计算方法。

1 梁端索导管定位思路

马鞍山长江大桥右汊主桥主梁采用前支点挂篮施工工艺，斜拉索分三次张拉。梁端索导管的定位首先将索导管固定在斜拉索上，安装斜拉索并设置索导管出口点预抬，最后完成斜拉索张拉。一般情况下，设计只给出了成桥状态下索导管的基本参数，而施工中主梁各节段的索导管定位却受到施工动态影响（挂篮变形、悬臂梁体挠度、斜拉索自重垂度等），难度很大。传统工艺将索导管与斜拉索直接对中处理或根据经验作适当预抬，而施工中由于斜拉索分级张拉及垂度影响，斜拉索索力调整后往往出现斜拉索不在索导管中心的情况。本文通过计算索导管出口点的预抬值，确定斜拉索与索导管的相对变化位置定位索导管，使索导管的空间姿态尽可能符合设计状态。

2 斜拉索锚固点确定

根据斜拉索各参数简单利用cad作图可确定弧形梁垫板中心位置。已知斜拉索锚固点相对位置（a，b）及纵断面斜拉索与水平线夹角（c=α-纵坡），在图上作出索导管中心线并延伸至弧形梁外缘，得出弧形梁垫板中心相对弧形梁前端距离h及相对主梁顶面距离i 和弧形梁垫板中心至斜拉索锚固点距离j’=j/cosβ。再由索导管出口点距主梁边线距离e及横断面斜拉索与竖直线夹角β作出横断面索导管中心线，在距主梁顶面i处找到弧形梁垫板中心，得出弧形梁上锚固点相对弧形梁中心线距离k（弧形梁中心线与主梁边线距离已知）。

斜拉索先安装塔端再安装梁端，梁端安装时为挂篮立模完成后，安装时采用16 t吊车安装，安装前需将索导管和螺旋筋固定在斜拉索上。由于现场场地条件及索导管自身结构制约，斜拉索锚固点不能直接测量，所以斜拉索安装时先找出挂篮弧形梁垫板中心相对位置（即上面所求得h、i、k），然后根据该点到锚固点距离j’临时固定索导管。

3 索导管出口点预抬值计算

前支点挂篮施工在浇筑一个节段混凝土过程中需分阶段调索，工艺复杂，挂篮与斜拉索之间的索导管定位难度较大。索力不同斜拉索的倾角亦有偏差，故施工中需计算斜拉索梁端倾角变化，保证最终索力时斜拉索位于索导管中心。文献[2]推导了拉索在塔端和梁端的倾角修正公式。塔端拉索斜率公式为：

式中：为高度差（m）；为水平距（m）；为水平分力（kn）；为塔端张拉力；为斜拉索自重集度（kg/m）。

假定塔端拉索斜率初始值为，即斜拉索初始线型为直线状态，此时理论倾角，代入式（3）得，再代入式（1）得，重复以上步骤，逐次迭代，直至得到收敛稳定的。实际计算时，仅需一两次迭代即可求得收敛稳定的。由此可由式（2）求得梁端拉索斜率，及梁端倾角修正。

将斜拉索锚固点高差、水平距、拉索自重集度及塔端张拉力代入公式，并按以上步骤进行迭代，求出斜拉索梁端倾角，与设计提供值进行比较，验证公式是否正确。

马鞍山长江大桥右汊主桥斜拉索分三次张拉，第一次为立模标高调整之后张拉，第二次为混凝土浇筑一半时张拉，第三次为预应力张拉完，体系转换后张拉。由以上公式可知，斜拉索梁端倾角与塔端张拉力有关，由于索导管之前并未完全固定，斜拉索的一张、二张都可以带动索导管转动，所以一张后应对索导管出口进行预抬，预抬值为索导管出口点垂直于拉索方向距离。若预抬值较大，索导管内空间不足，则需要采用二张后的预抬值进行调整。预抬值计算可近似为斜拉索一张（二张）至最终索力时斜拉索在索导管出口点位置转动行程。索导管预抬值可按以下公式近似计算：

4 结语

本文介绍了混凝土斜拉桥主梁前支点挂篮施工梁上索导管定位

方法，通过挂篮锚固点确定及固定，相对确定斜拉索锚固点，保证索导管锚垫板中心位置准确，再控制索导管出口预抬，即完成梁端索导管定位安装。工艺简单，操作方便，可为以后同类工程提供经验。

参考文献

[1] 吉红军，李亭.斜拉桥梁端索导管施工方法与控制[j].交通工程建设，2008（2）.

[2] 华新.斜拉桥塔端张拉拉索倾角修正及拉索主要参数实用计算方法[j].公路，2004（12）.

[3] 刘士林，梁志涛，侯金龙，等.斜拉桥[m].北京：人民交通出版社，2002.