懸索橋索股架設技術

2022-03-14 09:42:42劉家奎

黑龍江交通科技 2022年1期

劉家奎，羅浩

(貴州順康檢測股份有限公司，貴州貴陽 550000)

主纜是懸索橋最重要的承重結構，主纜線形對吊桿下料長度、索夾位置及成橋線形等均有較大影響，因此必須嚴格控制主纜的架設精度。

1 工程概況

重慶江津至貴州習水高速公路筍溪河特大橋為單跨660 m簡支鋼桁架加勁梁懸索橋。兩岸錨碇均為重力式錨碇。全橋共計162根吊索。主桁采用帶豎腹桿的華倫式桁架結構，主桁桁高5.5 m，節間長4.0 m。橋面系采用正交異性鋼橋面板，左右分為兩幅，每幅寬13 350 mm。橋面為1.35%的單向縱坡，橋型總體布置見圖1。

圖1 橋型總體布置(單位：cm)

主纜采用預制平行鋼絲索股(PPWS)法形成。全橋共2根主纜，每根主纜中含106股平行鋼絲索股，每股由91根直徑為5.10 mm的鍍鋅高強鋼絲組成，每股標準抗拉強度1 770 MPa，索股兩端采用熱鑄錨。索股排列位置見圖2，纜徑560 mm。主纜空隙率，在索夾內控制為18%，索夾外控制為20%。

2 主纜架設控制目標

為確保主纜最終線形達到設計目標，需對影響主纜線形的各參數進行控制?？刂颇繕朔譃槭┕るA段控制目標及成橋階段控制目標，重點在于施工階段目標控制?？刂颇繕艘姳?，表2。

表1 施工階段控制目標

表2 成橋階段控制目標

3 基準索股架設線形控制

根據塔錨聯測數據，索鞍實測預偏量[1]，對基準索股架設線形進行計算，其中包括對基準索股架設線形控制、基準索股跨中標高與索長調整量的關系式。

以中跨為列計算得出單根索股跨中點的坐標計算公式如表3所示。

表3 絲股坐標計算公式

表3中D為相對于第一次塔錨聯測的跨度變化量，跨度增加為正，跨度減小為負，m；T為索股調整跨的平均溫度，℃；X為測點的位置，為測點到橋塔中心線的距離(江津側邊跨和中跨為到江津側橋塔中心線的距離，習水側邊跨為到習水側橋塔中心線的距離)，m；使用時需用實測里程計算出測點位置的X，并換算到全橋統一的投影面；Y為絲股中心的標高，m。

索股跨中標高變化與索長變化量的關系如下。

中跨：Δs=Δh/2.232；江津側邊跨：Δs=Δh/7.326；習水側邊跨：Δs=Δh/6.218在標高偏離理論標高±20 cm的范圍內，上述關系均具有較高的精度。因此可用于索股標高的調整，以江津側邊跨為例應用如下。

從江津側邊跨調出索長1 cm，則江津側邊跨跨中的控制點標高增加約7.326 cm，調入1 cm索長到江津側邊跨，則江津側邊跨的控制點標高減少約7.326 cm；如果江津側邊跨實測標高與理論標高之差為：Δh(實測標高-理論標高)，則調索量為：Δs=Δh/7.326，Δh為正時調入，為負時調出。

4 基準索股錨跨張力控制

根據主纜索股實測彈模數據、主纜鋼絲實測直徑以及主纜鋼絲的線膨脹系數進行計算，得到基準索股錨跨張力控制值。江津側基準索股錨跨張力控制值為：178.83 kN，習水側基準索股錨跨張力控制值為169.23 kN。

錨跨張力需進行溫度修正，公式為

FT=T=4.42×(t-18)

通過個相對比，我們最終選擇了ASP．NET與SQL Server2008為開發平臺，開發語言選擇的是具有強大功能的C#語言。

(1)

式中：FT為錨跨張力實際張拉值，kN；T為錨跨張力控制值，kN；t為實測溫度，℃；18為計算基準溫度。

錨跨張力的允許偏差為±10 kN。

5 一般索股架設線形控制

調索過程中應滿足環境條件要求：被調索股所在跨的順向溫差小于1.5 ℃[2]；被調索股的平均溫度應低于其下鄰索股或者被調索股與其下鄰索股之間的平均溫度差應小于+0.3 ℃。本橋溫度與跨中標高最大變化量的關系約為3 cm/℃。

通過對類似懸索橋(壩陵河大橋、抵母河大橋)主纜溫度監控情況確定本橋的索股溫度監測方案為在主纜邊跨跨中、索塔頂(邊跨側靠近索鞍位置)、中跨四分點(L/4、L/2、3L/4)上(共7個截面、上下游共14個截面)布置溫度測點，每個截面布置四個溫度傳感器，共需要56支溫度傳感器，溫度測點布置見圖2，為了便于測試將所有傳感器導線匯總引至8#塔頂。選用一線數字測溫儀進行測試。索股架設階段對基準索股進行溫度測試，索股架完成后將基準索股四周溫度傳感器移至主纜四周對主纜溫度進行監測。至于被調索股與參考索股及被調索股與相鄰索股的溫差直接采用紅外測溫儀任意選擇兩個截面進行測試。為了確保紅外測溫儀與溫度傳感器測量數據的一致性，分別用兩種測量方法進行數據測量相互校準。由于主纜每根索股基本處于緊貼狀態，因此對于一些監測指南提出的在主纜橫截面均勻布置溫度傳感器測試主纜截面溫度的方法不具備可實施性。