南浦大桥主桥结构内力调整工程简介-文档资料

1、南浦大桥主桥结构内力调整工程简介1. 施工背景南浦大桥为双塔双索面特大型斜拉桥，跨径为 40.5m+76.5m+94.5m+423m+94.5m+76.5m+40.5m 于 1991 年建成 通车。全桥斜拉索共 180 根，每根斜拉索根据不同受力情况，由 127265根直径7mn镀锌高强度钢系组成，外挤 HDP胡层。南浦大桥运营至今， 管养单位在日常运营养护过程中一直对 其进行定期检测。 现有数据表明， 大桥浦西和浦东部分都处于整 体沉降状态。 浦西主引桥各桥墩绝对沉降值之间的差异沉降最大 为 20 多毫米，浦东也为 20 多毫米，而大桥浦西主塔沉降达 400 多毫米， 浦东主塔为 150 多

2、毫米， 浦西和浦东主塔之间的差异沉 降已经达到了 250 多毫米（数据来源于文献 3 ），由此可见造 成大桥浦东浦西差异沉降的主要原因是上海地势的整体下降。通过采用平面模型和空间模型对大桥的不均匀沉降进行了 计算分析，计算结果表明：1 、目前主桥塔墩的沉降所产生的弯矩、剪力和轴力均已超 过原设计范围，在主梁跨中处表现得尤为明显。2、辅助墩顶处桥面板的受力安全储备已经不多，辅助墩和 锚墩的差异沉降值继续增加的话， 对桥梁结构受力状况将更为不 利。2. 方案介绍基于上述不利因素， 将采用如下内力调整方案来改善大桥目 前的受力状态： 调整差异沉降产生内力最大的主梁跨中处局部斜 拉索索力， 达到消除差

3、异沉降内力的目的。 这样做的优点在于施 工规模较小， 容易控制， 但同时存在桥面线形和别处主梁内力无 法调整的缺点。通过对中跨跨中区域斜拉索索力的调整后， 应基本消除主桥 差异沉降对主梁产生的内力，而且斜拉索索力的调整不宜过大， 使斜拉索在正常使用时仍保留原设计规定的安全系数。3. 索力调整施工施工前， 需把斜拉桥全部索的索力精确测量一遍， 并与之前 索力进行对照， 同时对桥面线型和塔顶位移进行精确测量， 测量 数据须报给设计单位确认后再进行下一个施工步骤。 然后， 进行 拉索张拉，采用张拉力与伸长值双控， 待该索达到给定的索力后， 没有特殊情况，该索不再张拉。索力调整时，需要对桥面高程和 塔

4、顶位移作同步测量。斜拉索调索施工顺序原则为： 斜拉桥跨中中心线两侧对称同 步施工，上游侧和下游侧斜拉索同步施工。3.1 塔内张拉及准备工作塔内张拉前期准备工序由于部分斜拉索的位置关系， 需临时搭设张拉施工平台， 施 工平台采用脚手架钢管或槽钢搭设。其中有一根斜拉索锚具和设置在其上端的钢横梁位置较近，与张拉设备位置发生冲突。为确保张拉，必须临时拆除钢横梁， 并在张拉调索后恢复。一是支架搭设完成；二是拆除横梁作业。3.2 设备在塔内运送工艺 在前期支架搭设完成后开始准备运送调索设备。图 1：运送千斤顶3.3 千斤顶安装工艺在索力调整进行前， 对斜拉索锚具表面进行检查， 并进行相 应处理。检查的主要

5、内容为锚具螺母、垫片锈蚀、松动、内外螺纹防 护情况；锚垫板锈蚀情况等。3.4 索力调整工艺待全部调整完毕验收通过后， 测量最终锚杯露出量， 并进行 其他修复收尾工作，如锚具加锚垫板焊接工序等。图 2：锚具加锚垫板焊接工序4. 关键技术介绍南浦大桥是一座世界知名的特大型斜拉桥， 本次内力调整的 目的是通过局部索力的调整优化主桥特别是主梁跨中区域的受 力，因此在施工过程中，要注意在索力调整完成后，测量主桥索 力是否已满足设计要求的目标索力， 此外施工过程中的结构安全 也是施工过程中需时刻注意的重要内容。整体思路概况为： 1)通过调索前主桥索力、主梁线形及主2)塔位置的测试明确桥梁的现状是否与设计的

6、理论值相符合。 根据施工组织设计对索力调整过程进行模拟计算， 确定在各个工 况下索力、主梁挠度、主梁应力及主塔位移的控制数据，据此确 定预警值。 3）在施工过程中根据施工工况对索力、主梁线形及 主塔倾斜进行掌控， 判断斜拉索的张拉是否到位， 以及在张拉过 程中主梁和主塔的受力是否在可控范围内。 4）索力调整完成后， 测试主桥索力、 主梁线形及主塔位置， 通过与调索前的数据比较 明确调索的实际效果。因此，必须采取监测与控制相结合的技术手段， 通过“逐对 调整量测判别修正预告调整下对索”的循环过程 进行，保证桥梁施工中的安全。 以索力控制作为主桥施工监控的 核心，并将结构内力与其设计期望值的偏差控制在可接受范围以 内。为了消除此误差，可采用两种方式对结构变形测量予以修 正，一是通过有限元分析法，在结构中模拟各种温差，建立温度 变形与温度的关系表；二是通过有日照时，一天连续24 小时的结构变形监测， 建立温度变形与温度的关系表， 通过该关系表修 正以后得到最终的变形测量数据。大桥进行内力调整的目的即是通过索力值的改变来释放不 均匀沉降在主梁跨中区域产生的附加弯矩， 因此需要对关键断面 的应力进行实时监控， 一方面可以据此判断索力调整后结构应力 是否得到优化， 另一方面还可以在