系杆拱桥施工过程吊杆索力分析

、 竿 ｒ ／
ｎ
式 （）中 ：ｐ 单位 索 的质 量 ；ｌ 的 长度 ；ｅ １ 为 为索 为 第阶 的频 率 ；Ｅ 为索的抗 弯 刚度 。 Ｉ
后，人们用斜吊杆代替兰格尔梁中的竖吊杆 ，大幅度提
高 系杆拱桥 刚 度 。
进入 八九 十年 代 以来 ，随着经 济 的发展 和桥 梁设 计
下 承式 系杆 拱 。还 出现 了 中承 式 、乃 至 上 承 式 系 杆 拱
系 ，桥 跨 布 置 为２ ． ７ ＋ ６ ＝ ３ ，其 中边 跨 为 梁式 ６ ＋ ７ ２ ． １￣ ５ ５ 结 构 ，主 跨为 钢 管 混凝 土提 篮 拱 ，横 向设置 四 片 拱肋 。 中拱 肋 直 立 ，计 算 矢 高 １． ｍ，计 算 矢 跨 比 １４ ９５ ２ ／ ，中 拱 肋 轴 线 抛 物线 方 程 ：＝ 一１７）２ 拱 肋 内 倾２￣ 与 中 ｙ ｘ （ ７（ 边 ／ 】； ０， 拱 肋 形成 提 蓝状 ， 拱肋 竖 直面 （ 投影 面 ） 计算 矢 高 边 正 内
桥 梁 安全 施工 。
４１ 索力 影 响矩 阵 ．
本文索 力调整采用 影响矩 阵法 。求解索力影响矩
２ 索力计 算 方法
吊杆 是拱 梁组 合体 系桥 重要组 成部 分 。承担 着把 桥
７） ７ ；边拱 肋垂 直面 内计算 矢 高２． ｍ，计 算 矢跨 比 １ ０８ ４ ／ ３ ５８拱 肋轴 线 抛物 线 方 程 ： １ ６ １８ － ． ３０９ ．８， ７ ｙ ． ４７ ｘ ０ １２ ４￣。 ＝ ０ ０
１ ．５ 计 算 矢 跨 比 １４ 拱 肋 轴 线抛 物 线 方 程 ：＝ － １ ９２ ｍ， ／。 ｙ ｘ （／
桥 。此 外 ，还 有 其 它 形 式 ，诸如 无横 撑 的 、单 片 拱 肋 的 、斜 吊杆 的 、异 型的 等 。
梁拱组合体系桥是最常见的一种系杆拱桥 ，其外部
为 静定 结构 。内部 为超 静定 结构 。
中拱肋 间 为敞 口式 ， 不设 风撑 ， 中拱 肋与边 拱 肋 间设 三道 风撑 ， 以增加 桥梁 的整体 稳定 性 。 系梁 间通 过横 梁形 成整
面 荷载 传递 给拱肋 ，通 过 吊杆 的张拉 力可 以减 小 系梁 的 弯 矩 ，增加桥 梁 的跨越 能 力 ，其工 作状 态好 坏 是衡 量桥 梁 是 否 处 于 正常 状 态 的重 要 标 志 之 一 。通 过对 索 力监 测 ，来 判 断施 工期 间 桥 梁 结 构 是 否 处 于 安 全 状 态 。此 外 ，在桥 梁 的运 营 期 间也 要对 吊 杆 索 力进行 定 期 监 测 ， 可 以防 止 吊杆 因疲 劳破 坏 而突 然断 裂 。
索力 ，将 实测计 算值 与理论 计 算值进 行 比较分 析 ，并运 用影响 矩 阵法 对 吊杆成桥 后 索 力
进 行调 整 ，确保 内力 和线 形都 能满足 设计要 求 。
关键 词 吊杆 索力 影 响矩 阵
优 化
１ 概 述
系杆拱 桥起 源 于１ 世纪 末的欧 洲 ，１５年 奥地 利 人 ９ ８８ 兰格 尔 ＠ ｓ ￣ｇ＠ 申 报 了刚 性梁 柔 性 拱 的 系杆 拱桥 ｏ ｆＬ ｅ ｅ 专利 ，强调 拱肋 和 吊杆之 间铰 接构 造 ，拱 肋只 承受 轴 向 力 ，不承受 弯矩 ，这就 是现 代 系杆拱 桥 的早 期形 式 。随
系杆拱桥施工过程 吊杆索力分析
■ 林 建 凡
（． 建省 交通 科 学 术研 究所 ；２ 建省 公路 水运 工程 重点 实验 室 ，福 州 １ 福 ． 福
３００ ） ５０４
摘
要 吊杆 是拱 梁 组合 体 系桥 重要 组成 部分 ．其 工作状 态好 坏是 衡 量桥 梁是 否 处
于正 常状 态的 重要标 志之 一 。本 文 以南 门江 大桥 为 工程 背景 ，采 用振 动频 率 法测试 吊杆
从 表１ 表２ 以看 出 ，由于 施 工误差 的存 在 ，桥 面 和 可
铺装等并不能像模型计算中那样均匀，吊杆索力的实测
福 交 科 ２１第 期圈 建 通 技 ０年 ４ １
通 过 索力 影响 矩 阵反复 调整 ，桥梁 结 构的线 形和 内力满 足规 范要 求 ，保 证
运 用环境脉动法 。先测出各吊杆自由振动的基频 ，
然 后按 公 式 （）计 算 出各 索 力 。对 南 门 江大 桥 施 工 全 １ 过程 中 吊杆索 力进 行测 试 ，由于 结构对 称 性 ，只 列出 西 岸 从拱 脚 到拱 顶 的 吊杆 编 号依 次 为 １７ ，吊杆 在 桥面 ￣号 铺 装完 成工 况下 的索 力数 据如 表１ 表２ 和 。
体 ，横 梁 为三跨 连续弹 性 支撑 梁 。设 计 荷载 为机 动 车按 城 一 级 ，人群 荷 载按 《 市桥 梁 设计荷 载 标 准》取 值 ， Ａ 城 南 门江 大桥空 间布 置如 图１ 所示 。．
３２ 索 力分析 ．
振动频率法就是根据不同的边界条件 ，把吊杆模拟
成 两端 张 紧的弦 ，通 过 求解 弦振 动方 程 ， 立 吊杆 索 力 建 与其振 动频 率 之间 的关 系 ，从 而通 过对 吊杆 的频 率量测 求 出索 力 。频 率法测 索 力实际 上是 一种 间接方 法 ，频 率 法 的精 度取 决 于高 灵敏度 拾振 技术 以及 准确 的索 力 、频 率对 应 。本 文 假 设 吊杆 为两 端 铰 接 并 考 虑 吊杆 刚 度 影 响 ，得 出索 力计 算公 式 ：
３ 吊杆索 力分 析
３１ 工程概 况 ． 本 文以浙 江省 杭９ｌ 山 区的 南门江 大桥 为依 托 工 ＇市萧 １ 、 程 ，该 桥桥 型结 构 型 式 为 下 承 式 三 跨 连续 拱 梁 组 合体
理 论 、计 算 手 段 的 进 步 ，我 国 的桥 梁 事 业 得 以 蓬 勃 发 展 。各种结 构形 式 的系杆 拱桥 也不 断涌现 ，除 了传 统 的