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江苏丹阳运河大桥吊杆索力监测与分析

肖亮  
【摘要】: 系杆拱桥是一种无推力的梁拱组合体系桥,将主要承受压力的拱肋和主要承受弯矩的行车道梁组合起来共同承受荷载,充分发挥了梁受弯、拱受压的结构性能和组合作用。系杆拱桥拱肋产生的水平推力由系杆承担,所以外部是静定结构,但在内部却是高次超静定结构,任一吊杆内力的改变对全桥拱受力状态都有一定影响。 近年来,不断有系杆拱桥吊杆破损及更换的工程案例出现。因此,对系杆拱桥吊杆在成桥阶段与活载作用下的受力状况进行深入研究有很有必要。 江苏丹阳运河大桥是一座下承式系杆拱桥,其吊杆由拉索与钢护筒两部分组成。拉索为集束高强钢丝,与钢护筒之间无填充物。施工中,吊杆拉索安装定位后,吊杆钢护筒与拱肋钢管外壁及系杆骨架焊接为一体。这样,施工时,张拉拉索时也相应地会对钢护筒产生压应力。本文对丹阳运河大桥各个施工阶段及成桥状态静载试验时的索力进行了监测,并利用有限元方法对相应阶段进行数值计算,研究了本桥在各个受力阶段吊杆应力变化及吊杆拉索与钢护筒内力分配的关系。 研究表明,吊杆拉索与钢护筒形成一体后,在不同成桥阶段及静载试验时均能共同受力。成桥过程中吊杆拉索与吊杆钢护筒实测值均小于数值计算值,成桥最后阶段各吊杆应力比较接近。在静载试验中,吊杆应力增量较小,在不同的加载工况下均不超过30MPa。但由于吊杆拉索与吊杆钢护筒横截面积大小的差异,外荷载作用下二者所分摊的内力增量差异较大,吊杆钢护筒分担的内力增量是吊杆拉索的5倍。这表明,在日常使用中,吊杆并不易发生强度破坏,系杆拱桥中更应加强吊杆耐久性保护措施。 另外,针对《公路桥涵养护规范》仅给出上部主要承重构件权重系数,无法直接对系杆拱桥技术状况进行评价,及该规范不适用于单跨桥评价的问题,本文应用层次分析法给出了系杆拱桥各上部主要承重构件的权重系数,同时将《公路桥涵养护规范》中单跨桥缺省项权重系数按既有项权重所占比例进行分配,从而建立了系杆拱桥的技术状况评定框架。


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