0 引言

根据大跨度钢管混凝土提篮拱桥的结构特征，确定施工中的控制原则是：确保拱肋结构稳定的状态下，采用拱肋的线形和应力2个方面，在施工中以变形控制为主，应力应变控制为辅[1].桁架式钢管拱桥的架设通常采用无支架缆索吊装法施工.由于桁架式的钢管拱肋容易被加工精度、焊接精度以及在焊接过程中的焊接变形因素影响，在实际施工过程中合拢长度和在设计阶段的理论计算长度有一定的出入，为了减小上述因素的影响，在施工中通常采用预留合拢段方法，在合拢阶段预留长度20、30 cm的变化值[2-3].由于钢管拱桥的拱肋合拢后的拱轴线形会对以后成桥的线形产生不可逆的影响，因此在施工过程中的施工控制是整个施工阶段的关键，这就需要非常精确的计算出扣索的索力和预抬高值进行参考.

1 利用静力平衡法计算缆索吊装过程中扣锁的索力及预抬值

采用斜拉扣挂悬臂拼装法架设钢管拱肋(见图1)，节段的安装一般要经历4个阶段：“空间定位”、“临时连接”、“受力转换”和“接缝的焊接”，一般在这些施工阶段，容易出现如下问题：

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图1 拱肋吊装示意图

1) 空间定位阶段，主要是节段空间精确定位过程较为困难，需要很多次的反复调整才能完成新、旧节段的对接，是一个非常耗时的过程.

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3) 受力转换阶段，主要是拱肋节段重量从缆索吊装的节段向扣索扣挂的过程中出现力的转换.如果扣索索力大小计算不当，就会造成对接焊缝宽度过大或无法脱钩，影响后期施工的质量和精度[4-6].

4) 焊缝的焊接阶段，由于在临时连接的情况下接口处会产生较大的弯矩和剪力，容易造成焊缝宽度增大或错边的现象，此外，由于夹片滑动或钢绞线的松弛、锈蚀，会经常发生拱肋的线形降低的现象，影响成桥线形和施工质量.

为解决以上施工阶段出现的问题，将计算示意图简化为如图2所示，采用静力平衡法来计算扣索的索力.

  

图2 静力平衡法计算示意图

静力平衡法计算公式为

 

(1)

 

(2)

第一次计算由本节段扣挂所产生的扣锁索力时，Hi=0，Vi=0.

(3)

Hi=hj+Tcos(α-β),

(4)

式中,W为节段自重，作用在斜梁的中心位置；α为节段斜梁与扣锁的夹角；T为扣锁索力；Hj、Vj为接头j处的水平方向力和竖直方向力，均是由上一节段传递而来；Hi、Vi分别为接头i处产生的水平方向力和竖直方向力；l2、l1分别为扣点k到接头j和接头i在水平方向的投影值；h1、h2分别为扣点k到接头j和接头i在竖直方向上的投影值.

Vi=W+Vj-Tsin(α-β),

计算合拢段产生的扣锁索力时，按合拢段重的25%～40%作用在上一节段端头上，即：Hi=0，Vi=(0.25～0.4)W合拢段量，然后依次递推计算各节段扣索的索力值.简化后的拱肋预抬值计算示意图如图3所示.

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将β代入式(3)、(4)，即可计算出S2节段对S1节段的推力H21、V21，代入式(1)即可得

 

(5)

 

(6)

 

(7)

 

(8)

 

(9)

 

(10)

同理，在计算吊装S2节段时，H2=0，V2=0,由式(2)可得S2节段的扣索索力为

  

图3 拱肋预抬值计算示意图

2 工程实际应用

龙门黄河大桥在陕西省和山西省交界处的禹门口地区跨越黄河，该桥梁的跨度为202 m，属于大跨度钢管混凝土拱桥，为蒙华重载铁路的阶段控制性工程，属于蒙华线路的节点性工程.所处的区域地面起伏相对较大，河底高程大约在370～380 m，两岸山峰高程最高处可达900 m.设计里程为DK505+956.1～DK506+224.6，桥梁全长268.5 m.全桥采用1-202 m中承式钢管混凝土提篮拱桥的结构形式，计算跨度为202 m，立面投影矢高为50.5 m，矢跨比为1/4，拱肋横向内倾角为6°，拱脚部位拱肋的中心距为20.0 m，拱轴线采用悬链线形式，拱轴系数m=1.6.桥面采用钢-混结合梁，主梁孔跨布置为(2×19+2×13.5+14×9+2×13.5+2×19)m.两侧桥台均采用一字台，浩方各施工阶段的预抬台均采用柱桩，三方台采用明挖基础.边墩采用墩柱倾斜的框架式支墩，将拱座作为其基础.拱肋侧面图及全桥示意图详见图4～5.

  

图4 拱肋侧面

由公式(1)～(10)可知，拱肋桁架节段的长度和重量为Wi.该处在计算竖直方向的投影值h1、h2时需要考虑预拱度的影响.此外，在计算吊装的第一节段S1的扣索索力时，由于吊装的只有S1自身节段，无其他节段扣挂，因此H1=0，V2=0,代入式(1)，即可计算出S1节段的扣索索力为

2) 临时连接阶段，为了便于施工，一般在相邻节段采用内法兰的形式通过螺栓来连接相邻的两段,而在拱肋吊装节段，由于节段处于应力状态下，在吊装过程中所造成的变形很小，在这种情况下也会影响螺栓的对接精度.

 

419.2 kN.

拱肋预抬值计算公式为

式中,Δli为第i根扣锁张拉端千斤顶理论行程；li为扣锁索长；lik为背索索长；Ai为扣锁截面面积；Eφ为扣锁弹性模量；Ti为扣锁索力；β为背索与塔轴的夹角；βi为扣索与塔轴的夹角；a为塔轴中心到拱脚中心的水平距离；h为名义塔高，指塔顶到拱脚中心的垂直距离，h=h1+h2；h1为实际塔高；h2为塔底到拱脚截面中心的垂直距离；s为节段弦长；Δyi为预抬高量；xB、yB为节段在xy方向上的投影长.

综上所述，在当前的剖宫产手术当中，疤痕子宫再次妊娠二次剖宫产手术存在较高的风险，这就需要在进行分娩的时候，必须要根据产妇的实际情况，选择最为合适的分娩方式，对剖宫产术的各项指标进行严格的规范，保障产妇的生命安全。

 

 

  

图5 全桥立面(单位：cm)

电气工程在建设中存在很大的风险，因此要积极预防才可以。人员在进入施工现场之前要做好自我防护工作，减少对身体造成的损害，有利于提高安全性。如果等到风险发生了再去应对，那效果不是很明显，损失并不能得到挽回。所以要做好预防工作，制定出完善的应对策略，在出现风险的时候要保持冷静，沉着去应对，才能将损失减少到最小。一旦发现异常情况要及时上报，便于有效处理，在最短时间内恢复到正常施工中去。人员要树立起风险意识，从教训中总结经验，减少问题出现，为今后工作开展提供正确指导，确保按照计划进行。

 

705.95 kN.

以此类推，可计算其扣索索力值如表1所示.

将各吊装阶段索力代入预抬量计算公式可得预抬高数值，便于施工时的标高控制.将扣索索力值(表1)代入式(6)～(10)，可计算出其余各参数，代入式(5)，即可得出每节段吊装时的预抬值，其结果如表2所示.

由表1可知，缆索吊装系统扣索索力大小随下一节段钢管拱肋的吊装过程逐步增大，其索力值大小和钢管节段自重成正相关增大.每吊装一节段的拱肋，可等效为在上一节段的端部施加可分解为水平方向和竖直方向的集中力荷载.

全面做好防汛备汛工作。组织修订市级防洪防台风预案。进一步加强防汛抢险能力建设，出台防台风能力建设实施意见。

由表2可知，拱肋标高的预抬值和每节段的扣索索力大小有关，由于该桥的拱肋横向内倾角为6°，故其全桥的内外侧拱肋标高大小不一致，会有小范围的偏差，但由于吊装过程中其拱肋处于固结状态，所以其预抬值的大小一致.在表2中可以看出上弦拱肋预抬值计算结果的差值最大，出现在S5节段，大小为9.089 mm；其差值比例最大出现在S1节段，其差值占预抬值大小的比例为16.5%.

 

表1 静力平衡法扣索索力 kN

  

索力安装阶段T1T2T3T4T5T6T7安装S1段419．20安装S2段705．95391．75安装S3段576．61615．91418．44安装S4段522．86432．77716．89589．19安装S5段436．34339．73471．84860．37822．67安装S6段346．63225．40281．93457．001047．351272．86安装S7段273．44134．66117．90224．94444．171242．151752．43

 

表2 缆索吊装拱肋各节段预抬值 mm

  

节段上游下游内侧外侧内侧外侧S118．05416．56819．85118．120S2125．124124．326121．746120．075S3279．287227．931280．446279．617S4606．636600．084606．765607．346S5705．188703．634711．486712．723S6713．597712．813715．289715．453S7400．622400．300401．087401．037

3 结语

本文采用静力平衡法计算出了龙门黄河大桥的缆索吊装系统的索力并采用对应的计算方法计算出了拱肋的预抬值.施工过程中避免了扣索的张拉次数过多以及调索过于频繁等问题，在整个施工阶段只调整2次索力，分别在节段吊装时以及合拢前，此方法具有施工简便，周期短，进度快等优点.

参考文献：

[1] 陈宝春.钢管混凝土拱桥设计与施工[M].北京：人民交通出版社，1999.

[2] 项海帆.高等桥梁结构设计理论[M].北京：人民交通出版社，2001.

[3] 戴鹏.钢管混凝土拱桥拱肋无支架缆索吊装合理扣索力的优化设计方法研究[D].西安：长安大学，2004.

[4] 刘鹏.桥梁无支架缆索吊系统的设计与施工技术[J].交通科技，2008，227(2)：31-33.

[5] 王令侠.新建南广铁路西江特大桥4200k N横移式缆索吊机设计[J].铁道标准设计，2014，58(3)：59-63.

[6] 罗亭.拱桥缆索吊装施工索力简化计算方法[J].公路工程，2016，41(3)：122-125.