索力对钢混组合梁斜拉桥影响分析

2018-06-13张家玉

建材与装饰 2018年28期

张家玉

（安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司）

1 工程概况

桥梁建设背景：

S319军二路跨兆河大桥作为本工程的重要组成部分，是参与区域分工合作的重要运输通道。随着社会经济不断发展，使得该路段交通负荷日趋加重。由于城乡一体化进程的加快，部分路段街道化现象日益严重，现有的道路等级和行车条件已经不能满足交通经济发展的需求。为了能够满足该路段交通运输需求，建设部门就对该路段进行了重建修复。而处于该路段的兆河大桥便成了工程建设的重中之重，所以为了保证该桥梁中在建设的过程中不受自然因素的影响，建设部门在桥梁建设之前，就对该路段内的自然情况做出了详细调查。

图1 桥梁模型

2 模型的确立

2.1 总体布局

根据本路段的工程概况，初步设定主桥跨径布置为（150+80）m，主桥全长230m，为独塔单索面塔墩梁固结体系斜拉桥。主梁主跨为钢箱梁，边跨为预应力混凝土箱梁，采用整体式断面，主塔采用矩形断面独柱式混凝土桥塔，下部采用承台及群桩基础，图1为桥梁整体模型。

2.2 钢箱梁设计

（1）钢主梁设计

主跨采用钢箱梁断面，各个主梁间的宽度和距离依据桥梁自身的受力情况，进行了相应设计，主梁中心梁高3.0m，梁的类型一般为钢箱梁。桥梁上的横坡由顶板形成，顶板与底板间构成具有一定高度和宽度的U形肋顶。底板在安装的过程中利用了拉索锚进行了加固。而箱梁旁边也设置了4道纵隔板，分为两侧边纵隔板与两道中纵隔板，并在拉索锚固区附近进行了加厚，腹板采用一字型加劲肋。

（2）钢-混结合段设计

桥梁的钢混结合段为混凝土区域。钢箱梁阶梯承压过渡，钢-混结合段采用部分连接承压板方式，端部设置承压板，由承压板直接传力。预应力混凝土箱梁预应力钢束穿过承压板直接锚固在承压板上。承压板背面与混凝土连接采用圆头焊钉以及开孔钢板连接件进行连接，保证了钢-混结合段传力明确和可靠性。

钢混结合段采用工厂整体加工，现场起吊后在支架上安装固定。为了方便混凝土的浇注及自由流动，钢-混结合段的混凝土侧顶板上开设浇注孔，在上角点及适当位置设置出气孔，在下角点预留压浆孔；为保证连接可靠性，结合段内侧钢板设置开孔钢板抗剪连接件，混凝土梁内钢筋穿过预留孔与结合段结合为整体。

3 索力影响分析

3.1 斜拉桥拉索整体布置

根据上述内容的桥梁规格，要想保证桥梁受力均衡，就要对桥梁索力进行系统的设计。该桥的模型斜拉索可以采用标准强度1860MPa高强低松弛镀锌钢绞线。斜拉索采用单索面双排布置，两排拉索布置在主梁中间，设置横向混凝土梁和钢梁段锚拉板与钢梁顶面交点，拉索在桥塔上布置在塔中间。全桥共10对拉索，型号各有不同。斜拉索在混凝土主梁上采用齿板锚固，在钢箱梁上采用锚拉板锚固；斜拉索采用多层防腐系统，包括镀锌、涂油、PE护套和高密度聚乙烯外护套管，这样既可避免雨水的冲刷，也可以防止长时间内空气杂质对桥体的腐蚀。索塔上除M1、M2、B1、B2采用齿块外，其余均采用钢锚梁锚固，具体如图2所示。

图2 斜拉索布置

另外，为了消除桥塔柱采用矩形断面，为混凝土桥塔，在修建的过程中可以将塔尖设置成锥形，采用钢结构，塔身为顺桥向和横桥向的四边形，空心断面。而桥塔则可以采用C50混凝土，塔尖采用钢结构。

3.2 斜拉索施工要点

在该桥梁斜拉索施工过程中值得注意的是，在主塔、主梁施工时，要确保斜拉索预留孔道锚固点、出口点定位准确，管道中心线与斜拉索出口中心线相吻合，锚固面与斜拉索中心线垂直。锚具组装件的安装，锚具组装件是由供货厂商先在工厂组装，运到工地由工厂专业技术人员现场安装，只有这样才能保证桥梁建设的整质量符合设计要求。

另外斜拉索锚具应符合GB/T14370-2007的有关规定，锚具应具有可靠的锚固、疲劳性能，尤其是低应力锚固性能。锚具中心线与垫板的中心线力求一致，上、下锚孔必须相互对齐。在施工和运营期间不得在锚具内灌注粘结物质，保证对钢绞线能实现单根换索及检测。

而斜拉索的最终长度将根据施工期间测得的其在桥塔的实际锚固位置以及组拼期间测得的梁上锚固位置来确定。斜拉索张拉至要求的索力及相应应力状态后，应对局部桥面线形、索塔倾斜度、索力、轴线和温度进行测量，所测得的斜拉索索力误差应在计算数值的±5%范围内，终索力误差控制在±2%以内。

斜拉索采用单根钢绞线安装、单根张拉、单根或整体调索以及单根换索、整根退索的施工方案，并配套数控智能张拉设备以保证索力的准确。而且在施工的过程中要严格控制单根钢绞线张拉时索力的均匀性，在同一索的所有钢绞线安装完毕并进行体系转换后，即对锚固端每根钢绞线的夹片进行顶压处理，全桥后期调索完成后再对张拉端的每根钢绞线的夹片进行顶压处理。