斜拉桥施工控制中张拉工况的索力怎样计算

斜拉桥属高次超静定结构，成桥后的主梁线型和结构恒载内力与所采用的施工方法和安装程序有着密切的联系。在施工阶段随着斜拉桥结构体系和荷载状态的不断变化，结构内力和变形亦随之不断发生变化。因此斜拉桥的设计必须模拟现场施工过程中的每一种施工工况对斜拉桥的每一施工阶段进行详尽的分析、验算，求得斜拉索的张拉吨位和主梁的挠度、塔柱位移等施工控制参数的理论计算值，对施工的顺序作出明确的规定，并在施工过程中加以有效的管理和控制。 确定合理施工状态是由成桥状态反求各施工状态的问题。也就是说，在确定成桥合理状态以后，需要确定各施工工序，使成桥后达到合理成桥状态。主要控制参数为斜拉索张拉索力和主梁立模标高。 1. 施工状态与成桥状态 通过调整以下自由度，斜拉桥的主梁和主塔中几乎可以取得任意受力状态： ・索力大小以及张拉顺序； ・主梁和主塔的预制形状； ・安装程序； ・支座的纵向、竖向、横向运动和转动。例如，My Thuan桥－越南主跨350 m的双塔双索面叠合梁斜拉桥，为了减小长期收缩徐变效应，中跨合龙前顶推主梁相对水平位移约2000 mm。为了减小主塔处主梁的弯矩，在主梁合拢后，从临时支承转移到永久支承，高程降低约80 mm（Tao，2001）。 同样，对给定的合理成桥状态、施工步骤、荷载条件，可以有多种静力允许的中间状态。这是因为变量个数远远大于平衡方程个数。也就是说，建造一座桥梁的方式不是唯一的（There is no unique way of building a bridge）。 如果在某个或多个施工阶段应力超限，可以采取以下措施： ・改变施工程序，采取更多的施工步骤，索力多次张拉； ・改进临时结构设计（Gimsing，1997），或采用临时拉索，如Normandy桥采用临时拉索（Bouchon，2000）； ・改变施工方法； ・改变结构设计。 所以，总可以通过某种施工方案实现给定的成桥合理状态，而且可达到成桥合理状态的施工方案不是唯一的。但是，如果在施工过程中需要反复调整索力，无疑会使施工工期延长，施工工艺复杂。评价施工方案的合理与否，主要从方便施工和结构安全性方面考虑。设想一种理想施工过程，各施工阶段只需一次性张拉本阶段的斜拉索力，就能实现成桥合理内力状态，且施工过程中不出现超应力现象，则相应的施工状态就是合理的。一旦施工工序确定好后，合理施工状态理论上是唯一的。