大跨徑鋼筋混凝土拱橋拱肋斜拉扣掛施工扣索索力計算與優化

諶 呈

(懷化市農村公路建設辦公室， 湖南 懷化 418000)

0 前言

大跨度鋼筋混凝土拱橋預制拱肋采用斜拉扣掛法吊裝施工時，扣索索力計算是其中的一大難點，確保預制拱肋節段在吊裝過程中截面上下緣拉壓應力不超標以及拱肋節段合龍后線形與一次落架成拱線形一致是斜拉扣掛法扣索索力計算控制重點。對于斜拉扣掛法合理扣索索力的計算，大量從業人員研究了許多實用方法，如零位移法、零彎矩法、力矩平衡法以及彈性-剛性支撐法等[1]，研究方向的偏重點不同導致各種方法各有利弊。本文以改進零位移法和彈性-剛性支撐法對工程實例進行扣索索力計算，通過對比扣索索力大小和預制拱肋節段各施工階段截面上下緣最大拉壓應力的大小，挑選較為合理的一組索力，同時分析兩種方法利與弊。最后運用未知荷載系數法對該組索力進行優化分析，使拱肋施工階段應力與合龍成拱后線形更加出色，從而達到預定的控制要點，滿足實際施工要求。

1 計算理論

1.1 改進零位移法

零位移法基本原理為：以拱肋索扣點處的位移為零作為控制目標，通過調整索力大小，使索力與拱肋節段自重達到平衡，此時拱肋上索扣點均達到設計拱軸線的標高[2]。運用有限元計算時，通常將扣索模擬為位移為零的剛性支座，通過求解支座的X方向與Y方向的支座反力，來求解兩個方向的合力作為扣索的索力。

(1)

式中：Ti為各根扣索索力；Fxi為支座處水平反力；……