大跨度钢筋混凝土拱桥斜拉扣挂法悬臂浇筑施工关键技术

1、实用标准文案大跨度钢筋混凝土拱桥斜拉扣挂法悬臂浇筑施工关键技术尹洪明 郭军 肖霑 （中交一公局四公司 广西南宁 530000 ） 摘要 :钢筋混凝土拱桥悬臂施工法分为悬臂拼装法和悬臂浇筑法两大类。悬臂浇筑法主要采用挂篮悬臂浇筑 施工，根据国内外目前的工艺技术又可以分为采用塔架斜拉扣挂法和悬臂桁架浇筑法。而悬臂浇筑法施工 的拱桥在国内日前仅建成 3 座，都采用塔架斜拉扣挂法施工，且因为施工情况又存在不同，技术理论不够 完善， 整体还处在起步阶段， 为进一步完善悬臂浇筑拱桥的施工技术， 本文以在建的马蹄河特大桥为背景， 谈论大跨度塔架斜拉扣挂法悬臂浇筑拱桥的关键施工技术控制。关键词 :悬臂浇筑 斜

2、拉扣挂 箱拱 挂篮 索力优化 施工技术0 前言拱桥是一种以受压为主的结构 ,受力合理 , 外形美观 , 是我国公路上广泛采用的一种桥 梁体系。随着钢筋混凝土的出现，拱桥的施工技术得到提升， 跨越能力增大，大跨度混凝土 箱拱造价低廉、施工方便、养护简单，在我国适合贵州、广西、云南等多山地区。制约混凝 土箱拱跨度的一个重要因素是施工方法，拱桥的施工方法一般有缆索吊装法、劲性骨架法、 转体施工法、 悬臂施工法、 悬臂施工与劲性骨架组合法等。 小跨度箱拱可以采用支架施工或 分多个节段吊装，随着跨度增大，山区沟谷多，环境条件限制，提出采用的悬臂施工法更能 适应山区拱桥发展。悬臂法分为悬臂拼装法和悬臂浇筑

3、法，我国钢筋混凝土拱桥发展在 20 世纪 70 年代得 到提升， 伴随无支架缆索吊装技术的成熟和设计方法进步，才逐渐出现了大跨度的钢筋混凝土悬臂拼装拱桥。 90 年代后先后建造了跨度最大的中承式钢筋混凝土广西邕林邕江大 桥（ 312m,1996 年）和世界第一跨的钢管混凝土劲性骨架钢筋混凝土拱桥重庆万州长 江大桥（ 420m ， 1997 年）。然而，随着时间发展，国家对工程质量、技术要求更高，悬 臂拼装法需要足够大的预制空间和吊装能力， 且成拱后拱圈接头多， 整体性不高， 在进几年文档实用标准文案开始推广挂篮悬臂浇筑施工的钢筋混凝土拱桥， 由于主拱圈采用挂蓝浇筑一次成形、 无需分 环、工艺简

4、单、整体性好、施工中横向稳定和抗风性能好、运营阶段养护费用低、耐久性好 的特点。而在国外， 20 世纪 60 年代就开始采用悬臂浇筑施工拱桥，目前施工技术已经比较成 熟，最大跨径由德国 2000 年建造的 WildeGera 桥，跨径 252m ，我国建成挂篮悬浇拱桥 仅有三座， 2007 年净跨 150m 的白沙沟 1# 大桥、2009 年净跨 182m 的新密地大桥， 2010 年净跨 165m 的木蓬特大桥，以及在建净跨 180m 的马蹄河特大桥，且都采用斜拉扣挂悬 臂浇筑施工。1 工程简介马蹄河特大桥位于贵州省德江县境内， 是沿河至德江高速公路建设的重点工程， 该桥为 上承式钢筋混凝土

5、空腹箱型拱桥， 桥跨布置为 2 30mT 梁+180m 主跨+2 30m 预制 T 梁， 主跨桥面板为 15 13m 空心板，全桥长 327.595m ，分左、右幅。主桥为钢筋混凝土箱形 拱桥，净跨径 180m ，净矢高 32m ，净矢跨比 1/5.625 ，拱轴系数 1.756 ，为等高截面悬链 线拱，拱圈截面为单箱双室，横向宽 7.5m, 高 3.3m ，整个拱箱分 29 个节段施工，其中两 岸各设一个拱脚现浇段， 采用“斜拉支架法” 施工，拱顶设一个吊架浇筑合拢段， 拱圈 2-14# 节段采用挂篮进行浇筑， 其中 2# 节段长度最长， 为 7.579m ，3# 节段重量最大， 为 221

6、.5t 。 设计荷载公路 I 级，主桥抗震烈度按 7 度设防 ,桥型立面布置图如图 1 所示。图 1 马蹄河特大桥桥型立面布置图（尺寸单位：cm )文档实用标准文案2 塔架斜拉扣挂悬臂浇筑法马蹄河特大桥主拱圈采用挂篮悬臂浇筑施工完成，根据拉索扣挂方式为塔架斜拉扣挂 法，区别于悬臂桁架浇筑法。塔架斜拉扣挂法是国外采用最早、 最多的大跨径钢筋混凝土拱桥无支架施工的方法。 法的施工要点是 : 在拱脚墩、台处安装临时的钢或钢筋混凝土塔架 , 用斜拉索一端拉住拱圈 节段 , 另一端绕向台后并锚固在岩盘上 , 这样逐节向河中悬臂施工 , 直至拱桥拱顶合龙，再 进行拱上立柱、桥面板施工。图 2 斜拉扣挂悬臂

7、浇筑施工示意图悬臂桁架法 , 也称斜吊式悬浇法 , 此施工原理是 :在施工过程中，主拱圈、拱上立柱和桥 面板等同时向跨中施工 , 并与临时斜拉索构成变高度的悬臂桁架， 此种方法每个循环工序都 需要完成拱圈、 立柱、桥面板施工， 工序之间衔接紧密， 且桥面板的设计因保证具有抗拉强 度高的特点，如采用钢梁。对设计和施工都提出较高的水平，在我国尚未施工先例。图 3 悬臂桁架法现浇拱桥施工示意图3 施工控制概述桥梁施工控制特点是在施工过程中采用有效的技术措施保证结构的安全和特征状态符 合设计要求， 满足最终成桥状态。 过程中采取动态控制法， 主要判别方式是通过监控量测进文档实用标准文案行分析、修正，以

8、此达到预想要求。4 悬臂浇筑法拱桥关键技术控制马蹄河特大桥采用的是悬臂浇筑施工中的斜拉扣挂法， 施工控制的关键结构为挂篮、 扣 挂系统、索力，主要涵概结构体的设计分析、运行监测控制。图 4 马蹄河特大桥挂篮悬浇施工简图4.11# 节段斜拉支架法拱圈第一节段拱圈长 10.284m ，宽 7.5m ，高 3.3m ，单箱双室结构， 采用 C50 混凝土，方量为 155.9m 3，重量为 405.4t 。根据现场测量的实际情况， 2# 拱座边缘靠近悬崖边线，3# 拱座左幅边缘离基座边缘最小距离为 0.5m ，最大距离为 5.9m ，不能满足现浇段 8m 宽 度的要求，故不能采用常规的落地支架施工。分

9、别从施工成本、 施工工期、 施工速度及难易程度等进行了比较， 推荐采用斜拉支架 （墩 柱作为斜拉塔柱），即第四种方案，支架比选方案见下表：表 1 现浇段支架比选方案序号支架类型优点落地支架1钢管支架或满堂工艺成熟，施工简单；支架施工速度块；安全性高；支架成缺点对地基承载力要求较高，受地形条件限制，无法搭设落地支结论不可用文档实用标准文案支架）本较低；支架沉降可控；可与墩柱同时开始施工，节约工期架；悬臂支架结构简单，支架施工速度快；型钢刚度要求高， 钢材用量多；2（在拱座上预埋型钢支架，靠支架本身刚度作为支撑）可与墩柱同时开始施工，节约工期；变形较大；安全性较低；不可用斜拉支架可与墩柱同时开始施

10、工，节约钢管混凝土塔柱不可回收，拆（在拱座上安装钢工期；钢管混凝土塔柱工艺成除困难；成本高；塔柱上锚固管，在钢管中灌注熟，施工简单，施工速度快；点设置复杂，且变形较大，安3混凝土， 形成塔柱，采用钢绞线作为斜 拉索将支架锚固于 钢管上，形成斜拉 支架）全性不高；可用斜拉支架充分利用了现有结构物作为墩柱内预埋件多，且预埋精度（利用墩柱作为斜斜拉支架的塔柱（墩柱）和后要求高； 需要墩柱施工完成后，拉支架的塔柱，扣锚（承台）；墩柱作为塔柱，方可进行斜拉索的穿索，不能4索采用精扎螺纹钢刚度大，变形小，安全性高；节约工期；推荐采用筋，反拉锚索采用支架变形小，拱圈线性较好；钢绞线锚固于承台上）4.1.1

11、支架的设计现浇段支架采用交界墩墩柱作塔柱， 精轧螺纹钢筋和钢绞线作拉索， 形成简易 “斜拉桥” 的方式进行悬浇， 为保证墩柱的受力平衡， 对墩柱进行反拉， 支架的设计施工必须考虑以下 几个方面： 、“斜拉支架”由拱脚处的三角托架和斜拉扣锚索组成，斜拉支架必须承受 1# 节段 拱圈砼自重和施工荷载，以保证拱圈和拱座交接面不出现裂缝。文档实用标准文案 、“斜拉支架”的斜拉索锚固于交界墩上，会对交界墩产生局部应力集中，同时扣索 与锚索受力的不平衡会引起墩顶偏位，因此，该支架方案要求墩顶偏位不大于 10mm ，墩 底拉应力不大于 1.83MPa 。 、 1#节段混凝土浇筑过程中，斜拉支架的斜拉索会逐渐

12、伸长，加之三角托架的非弹 性变形，可能导致拱脚顶面出现裂缝。 、对斜拉扣锚索的初拉力的确定， 以及混凝土浇筑过程中是否进行实时调整索力的问 题，这是控制托架标高和墩顶偏位的关键因素。针对以上问题，在设计上采取了以下措施： 、采用三角托架 + 斜拉扣锚索形式组成“斜拉支架”，三角支架选用双拼“H”型钢，并组合成三角形，增加其刚度和稳定性，斜拉扣索选取伸长率较小的高强度精扎螺纹钢筋， 减小非弹性变形；同时，在 1# 节段拱圈混凝土浇筑完成后，对拱脚处进行二次振捣，消除 支架非弹性引起的表面裂缝。 、对斜拉扣锚索在墩柱上的锚固点位置，埋设钢板，设置应力分散的楔形垫块， 同时 监控墩顶偏位和墩底应力。

13、 、对于斜拉扣锚索初拉力的确定原则是保证三角托架承受索力不变形， 且墩柱承受水 平力尽量平衡的原则， 采取有限元分析进行确定， 详见下一节支架验算； 如果在混凝土浇筑 过程中进行索力调整， 则施工非常繁琐且很难做到实时调整， 更容易引起斜拉索受力不均导 致结构受力的不明确，故采取一次张拉到位，混凝土浇筑过程中不调索的方式。斜拉支架如下图所示。文档实用标准文案图 5 斜拉支架立面图 图 6 斜拉支架平面图图 7 斜拉支架扣锚索安装照片4.1.2 支架验算采用有限元软件 Midas/Civil 建立拱圈现浇段斜拉支架模型。 三角支架、 横纵向分配梁 和交界墩用梁单元模拟， 模板用板单模拟， 扣锚索

14、用只受拉桁架单元模拟。 主要检查支架的 变形和应力，墩柱的拉应力和偏位，扣锚索索力是否满足规范要求。如表 2 所示的各计算 工况进行分析，计算结果如下。文档实用标准文案图 8 支架计算模型图及结果 表 2 斜拉支架计算工况序号计算工况工况说明1CS1自重2CS2扣锚索张拉（初张力 15t ）3CS3现浇段混凝土浇筑完成通过 midas/civil 计算，墩柱偏位、应力等结果如下表 3 所示：表 3 支架计算结果表序号名称计算最大值允许值1型钢支架竖向位移5.1mm11000/400=27.5mm2型钢支架应力72.9MPa140 MPa3I32 工字钢应力66.1MPa140 MPa4交界墩墩

15、柱偏位0.7mm （河心方向）10mm5交界墩墩底拉应力-0.74MPa （内侧）、 -1.35MPa （外侧）1.83 MPa6扣锚索索力24.3t101t4.2 悬浇拱桥挂篮 4.2.1 悬浇拱桥挂篮的设计挂篮作为悬臂法施工的重要部分， 其设计不仅要考虑结构受力， 因拱桥的挂篮不同于普拱桥的挂篮则要解决较大坡通梁桥的挂篮， 普通梁桥的挂篮多数在坡度不大的桥面上运行，文档实用标准文案度上的浇筑和行走问题。所以挂篮结构形式选择将决定施工效率的高低。马蹄河特大桥的挂篮采用下承式倒三角挂篮，与木蓬特大桥采用的挂篮结构形式形似，但又有所不同，在锚固形式和行走方法得到改进，设计方案整体得到优化。图 9

16、 马蹄河特大桥下承式倒三角挂篮挂篮的结构形式主要有平行弦、弓弦式、菱形、三角形式、斜拉式等，不同的受力特点决定不同的挂篮结构拓扑形式， 通过拓扑优化设计分析得到的受均布荷载悬臂梁的拓扑形状 就是三角形，对于斜拉式因刚度比较差，所以三角形的主桁结构是最优的选择。挂篮的承重形式按承重结构在混凝土上、 下分为上承式挂篮和下承式挂篮， 其形式关系 到挂篮的重心高低， 重心高低决定了挂篮的行走及工作是否平稳。 三角形挂篮的支撑方式主 要为上承式 ,但上承式主要用于 T 型钢构桥、连续梁桥和斜拉桥，对于拱圈结构，存在变角 度机构复杂和重心高影响移动等。 经过比较采用主桁布置在拱箱下部的下承式， 重心底，

17、实 践证明了下承式挂篮适合在在拱圈上的施工及行走。挂篮结构受力明确、传力直接，由于节段混凝土重量大，承重结构避免常规挂腿受力， 采用锚固系统的精轧螺纹钢受力，挂腿仅在挂篮空载时（挂篮行走）受力。锚固结构作用在 已浇筑的混凝土节段上， 对于挂篮， 相当于中支点作用。 考虑到拱圈弧形结构，锚固系统中文档实用标准文案的锚固箱体设计为球铰， 解决了拱圈弧形角度对挂篮锚固结构受力的影响。 挂篮后支点为顶 升千斤顶（行走时为后滑轮）， 可以调节挂篮倾角满足拱圈线型要求。 主要平衡由悬臂端节 段重量对中支点产生的弯矩作用。挂篮的行走形式采用连续千斤顶顶推履带小坦克， 使挂篮沿拱圈爬行。 连续千斤顶增加 动力

18、、减少反力挡块的频繁转换，履带小坦克在轨道上滚动前进，摩擦力小，速度快。4.2.2 悬浇拱桥挂篮的运行分析挂篮的运行状态主要为浇筑状态和行走状态。 浇筑状态为静轧螺纹钢受力， 行走状态为 挂腿受力。挂篮浇筑施工控制变形、应力，行走控制为效率分析。分别计算典型节段，工况I： 3 号节段（节段最重且长）砼方量 85.2m 3，节段重量 221.5t ，挂篮与水平夹角 30.67工况 II： 13 号节段（倾角小节段重）砼方量64.3m 3 ，节段重量 167.1t ，挂篮与水平夹角3.36 。1 ）基于 ansys 有限元的典型工况分析结果图 10 工况 I 混凝土作用下挂篮净位移云图 图 11

19、工况 I 挂篮整体应力云图文档实用标准文案图 12 工况 I 挂篮整体位移云图图 13 工况 I 挂篮整体轴力云图表 4 有限元分析典型工况最大应力、应变分析因子最大位置工况 I工况 II最大应力主纵梁与立柱连接处121.4MPa111.46MPa最大变形混凝土箱梁端部对应的主纵梁位置27.53mm19.09mm2 ）施工监控的典型工况分析结果应力监测点为挂篮左、右侧两主纵梁与立柱连接处，变形监测点为挂篮悬臂端左、中、 右三点，挂篮变形值 = 悬臂端浇筑前高程 -悬臂端浇筑后高程 - 拱圈悬臂端自身沉降值。表 5 施工监控典型工况最大应力、应变分析因子监测点工况 I工况 II德江岸应力主纵梁与

20、立柱连接处112.37MPa102.61MPa变形混凝土箱梁端部对应的主纵梁位置24.31mm12.84mm沿河岸应力主纵梁与立柱连接处114.22MPa106.72MPa变形混凝土箱梁端部对应的主纵梁位置25.02mm14.66mm3 ）结论分析挂篮最大应力工况 I 时主纵梁与立柱连接位置， max=114.22MPa =168Mpa混凝土浇 筑完成 后主桁最大变形 工况 I 时混凝 土箱梁 端部对应的主 纵梁位置 ， max=25.02L/350=28.17mm 。挂篮强度和变形均满足要求。4.2.3 顶推式履带小坦克行走机构马蹄河特大桥到三挂篮行走形式上革新运用了液压千斤顶 + 履带式小

21、坦克组成的 “顶推文档实用标准文案式履带小坦克”行走机构，具有行走安全、速度快、操作方便、节约人工的特点。行走系统 主要由行走轨道、 履带式小坦克及液压千斤顶、 后滑轮组成。 其作用是实现挂篮空载前移功 能。行走原理： 液压千斤顶两端设置前支座、 后支座，且前支座与挂篮上的履带小坦克连接， 后支座通过销轴作用于轨道上。 行走过程中， 通过销轴锁住千斤顶后支座， 液压千斤顶顶推 挂篮向前滑行， 每行走一个卡销的距离就锁住千斤顶前支座即固定小坦克， 通过行走千斤顶 回油，把后支座往前跟进一个行程再锁定。如此反复操作，完成行走的行走。图 14 挂篮行走系统模型图文档实用标准文案图 15 挂篮行走系统

22、实图行走技术特点：（ 1）较传统挂篮在轨道上滑动相比，履带小坦克滚动行走摩擦小，速度快。（2）较传统精轧螺纹钢牵引相比，液压千斤顶顶推作用，避免精轧螺纹钢脆性断裂风 险，施工过程安全性高。（ 3）连续千斤顶的应用， 减少了反力挡块的频繁转换， 简化了操作过程， 人工投入小。（4）挂篮行走过程人工的操作少，只需油泵控制和插销锁定，省去精轧螺纹钢反复安 装、调整。（5）顶推履带小坦克行走，相比精轧螺纹钢牵引，作用力距离变短，挂篮不会左右偏 移，避免与拱圈刮擦，行走稳定、安全。结论分析：液压连续千斤顶”增加了挂篮的动力性能，减少反力挡块的频繁转换。 “履 带小坦克” 改变传统挂篮划船式滑动行走为履带

23、滚动行走， 降低了行走的摩擦力。 实践证明 此种行走技术具有行走安全、可靠、 周期短、操作方便等特点， 适合挂篮在拱圈等坡度较大 的桥面上行走。4.3 悬臂浇筑扣挂系统4.3.1 扣挂系统的设计扣挂系统中的重要组成部分为扣塔、 预应力扣锚索。 扣塔是斜拉扣挂法中最明显的特征， 通常在拱脚墩、 台处安装临时的钢或钢筋混凝土塔架， 扣锚索斜挂在扣塔上， 与斜拉桥施工 形式相似，但受力方面存在很大的区别。扣塔与扣锚索都是临时结构，拱圈合拢后要拆除， 在施工过程中对拱圈的线性、 内力影响较大， 钢筋混凝土主拱圈无预应力， 混凝土拉应力控 制要求高， 索力的不合理或微调都有可能导致拱圈混凝土开裂， 从而

24、对索力的控制和扣塔强 度、刚度、整体稳定性提出更高的要求。文档实用标准文案施工过程中扣塔将承受巨大的竖向力， 稳定分析时要计入扣塔模型， 而且在施工中随时 监控其扣塔变形和扣塔应力， 以防局部失稳。 在满足稳定性的前提下对结构的应力和变形进 行双控。马蹄河特大桥扣塔安装在拱脚交界墩上。 由于受纵坡影响， 两岸交界墩高度不一致， 扣 塔高度也不一样，同时对扣锚索设计存在差异。沿河岸扣塔高 37m ，德江岸扣塔高 41m 。 根据原设计扣塔为混凝土钢管扣塔，单幅扣塔横向设置 3 排主钢管，纵向共 2 层的门式框 架结构。主钢管及部分横向连接钢管都需要灌注 C50 混凝土，锚箱设置 3 层，每层最多

25、设 置 12 个锚箱。考虑钢管中需混凝土浇筑操作难度大、工期长、材料回收率底等问题，将扣 塔设计为空心钢管，采用同规格尺寸的主钢管，高度相同，横向布置 4 排，纵向 2 层，并 优化横向连接的门式框架结构。图 17 （采用方案）空心钢管扣塔图 16 （原方案）混凝土钢管扣塔文档马蹄河特大桥扣索和锚索均为预应力钢绞线。为控制扣塔偏位， 扣索与锚索分离， 每半实用标准文案跨分 13 对扣索和锚索，每束由 10 24 根不等的钢绞线组成。扣索和锚索是扣挂系统的重 要组成部分，马蹄河特大桥的 1#-3# 扣锚索置于交界墩项， 4#-13# 扣锚索索置于不同高度 的钢管扣塔上。图 18 扣锚索整体布置图

26、扣索编号索规格锚索编号索规格YHS-124- 15.2YHM-1-1 12- 15.2YHS-218- 15.2YHM-1-2 12- 15.2YHS-318- 15.2YHM-1-3 12- 15.2YHS-415- 15.2YHM-2-1 10- 15.2YHS-520- 15.2YHM-2-2 15- 15.2YHS-620- 15.2YHM-2-3 18- 15.2YHS-718- 15.2YHM-3-1 15- 15.2YHS-824- 15.2YHM-3-2 22- 15.2YHS-924- 15.2YHM-3-3 22- 15.2YHS-1022- 15.2 YYHM-4-1 2

27、2- 15.2YHS-1124- 15.2YHM-4-2 22- 15.2YHS-1220- 15.2YHM-4-3 22- 15.2YHS-1320- 15.2YHM-5-1 20- 15.2YHS-1410- 15.2YHM-5-2 10- 15.2表六 沿河岸扣锚索设置表扣索编索规格锚索编索规格DJS-124- 15.2DJM-1-15- 15.2DJS-218- 15.2DJM-1-15- 15.2DJS-318- 15.2DJM-1-15- 15.2DJS-415- 15.2DJM-2-12- 15.2DJS-518- 15.2DJM-2-15- 15.2DJS-620- 15.2D

28、JM-2-18- 15.2DJS-718- 15.2DJM-3-15- 15.2DJS-824- 15.2DJM-3-22- 15.2DJS-924- 15.2DJM-3-22- 15.2DJS-1022- 15.2DJM-4-22- 15.2DJS-1122- 15.2DJM-4-24- 15.2DJS-1220- 15.2DJM-4-22- 15.2DJS-1320- 15.2DJM-5-22- 15.2DJS-1410- 15.2DJM-5-10- 15.2表七 德江岸扣锚索设置表4.3.2 扣塔的结构状态分析基于 midas civil 空间杆系有限元分析 ,模型中的单元包括混凝土交界

29、墩、钢扣塔塔架、锚索、扣索、混凝土拱圈，其中张拉锚梁、垫梁、斜撑、平联截面按封闭截面计算。此处验文档实用标准文案算只例出典型工况分析结果。图 19 midas civil 空间杆系有限元分析模型图（1） 扣塔典型工况变形结果文档图 20 8#节段悬浇施工扣塔纵向位移图 （mm） 图21 9#扣锚索 2 张施工扣塔纵向位移图 （mm）实用标准文案图 22 12# 扣锚索 2 张施工扣塔纵向位移图 （ mm ）图 23 14# 扣锚索 1 张施工扣塔纵向位移图 （ mm ）2 ）扣塔典型工况杆件应力结果图 24 8# 节段悬浇施工扣塔应力图（ MPa ）图 25 9# 扣锚索 2 张施工扣塔应力图

30、（ MPa ）文档实用标准文案图 26 12# 扣锚索 2 张施工扣塔应力图 （ MPa ）图 27 14# 扣锚索 1 张施工扣塔应力图 （ MPa ）3 ）整体稳定性计算结果文档图 28 最大悬臂状态纵桥向一阶模态图 29 最大悬臂状态横桥向一阶模态实用标准文案图 30 最大悬臂状态纵桥向二阶模态图 31 最大悬臂状态横桥向二阶模态根据马蹄河特大桥拱圈悬浇施工全过程中扣塔计算结果得到以下结论：1、施工过程控制扣锚索张拉程序和索力，在拱圈各节段悬臂浇筑施工过程中，扣塔塔 顶纵桥向位移控制在 30mm 以内，满足设计文件要求。2、在拱圈各节段悬臂浇筑施工过程中，扣塔各杆件受力均匀、合理，最大应

31、力为14# 节段扣锚索第一次张拉， 106.72Mpa =175Mpa ，强度满足规范要求。3、最不利工况下，拱圈最大悬臂状态的一阶线弹性整体稳定安全系数为27.5 ，满足规范要求， 因此在拱圈悬臂浇筑施工过程中， 扣塔整体稳定性满足规范要求， 具有一定安全储 备。4.4 扣锚索力优化采用悬臂法浇筑的混凝土拱圈中， 扣索索力不仅会影响拱圈线形， 还会影响到已经浇筑文档实用标准文案的拱圈截面应力， 混凝土抗拉强度下， 不能大幅度调整扣索力来调整拱圈线形， 否则会导致 拱圈结构拉应力过大而开裂。 索力计算必须满足施工阶段线型合理及内力安全前提下， 使得 拱圈在成桥后逼近预期线型和最佳受力状态。 挂

32、篮悬臂浇筑拱桥索力计算步骤有两步： （ 1） 确定合理的成桥状态， 在此状态下， 拱圈所承受的恒载和活载共同作用下结构内力、 线型达 到某一目标。（ 2 ）根据施工过程计算索力，保证施工过程拱圈内力和线型满足设计要求， 且最终成桥状态逼近设计预期。索力计算按不同理论方法有：数值法（零位移法）、解析法 （力矩平衡法、零弯矩法）和优化算法（零阶优化法、一阶优化法）。目前常用的是优化算 法。马蹄河特大桥拱圈共 29 个节段，两个现浇段和 1 个合拢段。 基于 ansys 零阶优化模块， 一整个施工过程中的拱圈结构弯曲应变能为目标函数， 以扣索索力为变量， 以施工过程中拱 圈截面最大应力状态为变量，

33、进行悬浇拱斜拉扣挂法索力优化。 优化设计目的在于寻求满足 所有指定约束条件， 而且能使得某一给定的目标趋于最小值。 通过优化得到最佳初始张拉力 和补张拉力。 由两岸索力值相差不大， 此处仅例出单岸索力值及预抬值。 下表为混凝土节段 重量和索力值、预抬值。表 8 拱圈节段重量表类别1234567C50（ m3 ）155.982.885.272.870.567.567.5重量（ t）405.4215.3221.5189.3183.2175.5175.5类别891011121314C50（ m3 ）66.166.264.46563.864.344.6重量（ t）171.7172167.4168.91

34、65.8167.1116表9 半幅拱圈索力初始张拉值及预抬值节段预抬值（mm）索工况张拉值（ kN ）索工况张拉值（ kN ）1# 节段201# 扣索初张拉力13901#锚索初张拉力7702# 节段142# 扣索初张拉力9352#锚索初张拉力7202# 扣索补张拉12142# 锚索补张拉946文档实用标准文案3# 节段383# 扣索初张拉力7923#锚索初张拉力7523# 扣索补张拉10413# 锚索补张拉9704# 节段614# 扣索初张拉力7044#锚索初张拉力5284# 扣索补张拉8954# 锚索补张拉6565# 节段1005# 扣索初张拉力6005#锚索初张拉力535松 1# 扣索0松

35、 1# 锚索05# 扣索补张拉9955# 锚索补张拉8756# 节段1376# 扣索初张拉力7896#锚索初张拉力785松 3# 扣索力一半520.5松 3# 锚索索力一半4856# 扣索补张拉12126# 锚索补张拉12007# 节段1817# 扣索初张拉力7207#锚索初张拉力790松 3# 扣索0松 3# 锚索07# 扣索补张拉9507# 锚索补张拉10328# 节段2158# 扣索初张拉力9008#锚索初张拉力8808# 扣索补张拉10708# 锚索补张拉10259# 节段2429# 扣索初张拉力9909#锚索初张拉力10009# 扣索补张拉12289# 锚索补张拉141110# 节段

36、28210# 扣索初张拉力104310# 锚索初张拉力1011松 5# 扣索0松 5# 锚索010# 扣索补张拉132310# 锚索补张拉115911# 节段30611# 扣索初张拉力123711# 锚索初张拉力134711# 扣索补张拉137711# 锚索补张拉142512# 节段33312# 扣索初张拉力119512# 锚索初张拉力1386松 7# 扣索0松 7# 锚索012# 扣索补张拉151912# 锚索补张拉176513# 节段34313# 扣索初张拉力139413# 锚索初张拉力152713# 扣索补张拉158713# 锚索补张拉158914# 节段36514# 扣索初张拉力70814# 锚索初张拉力907索力为大气温度为 15 时的张拉力。张拉时温度较 15 每增加 1 ，索力需较少 2.8kN, 相反，张拉温度较 15 每降低 1 ，张拉索力对应增加 2.8kN ；初始张拉（第一次） 时在混凝土浇筑完成且强度达到 85% 后，补张拉（第二次）是在挂篮前移后，绑