500米级钢管混凝土拱桥建造创新技术的主动施力控制方法

时间：2023-09-18 理论教育版权反馈

【摘要】：塔顶位移主动施力控制试验在马滩红水河特大桥进行，采用GNSS系统适时监测塔顶水平位移，用智能千斤顶系统及塔顶风缆实现主动施力，从而实现对塔位移的主动施力控制。塔顶上、下游的最顶端风缆为16孔直径15.24 mm 的钢绞线，采用200 mm 行程400 t千斤顶及配套智能泵站进行控制。此时拱肋节段运输至跨中时，主动施力的缆索控制张力最大为1 230 kN。

塔顶位移主动施力控制试验在马滩红水河特大桥进行，采用GNSS系统适时监测塔顶水平位移，用智能千斤顶系统及塔顶风缆实现主动施力，从而实现对塔位移的主动施力控制。控制装置如图8-17所示，即用穿心式千斤顶串接在风缆地面锚固处，以塔顶偏位的测量结果作为反馈值，进行闭环控制。塔顶上、下游的最顶端风缆为16孔直径15.24 mm 的钢绞线，采用200 mm 行程400 t千斤顶及配套智能泵站进行控制。为了进行结果对比，只在南岸安装千斤顶进行控制。由于塔顶较宽，拱肋吊装过程中只是同侧的塔架位移较大，另一侧位移基本不受影响。某拱肋段吊装过程中只绘制了下游测点的测量结果，如图8-18所示。可见，吊装过程中经过主动施力控制，南塔下游塔顶位移在2 cm 之内。此时拱肋节段运输至跨中时，主动施力的缆索控制张力最大为1 230 kN。经计算，用14根直径15.24 mm、应力等级1 860的钢绞线主动施力就能把因主缆吊运拱桁产生的塔顶水平位移由12 cm控制在2 cm 内，如靠风缆被动控制，按公式（8-1）估算，塔顶受水平力F 不变，位移由12 cm 变为2 cm，忽略塔自身的刚度，则风缆将增加5倍，一根塔柱需要增加840根钢绞线风缆，新增钢绞线根数是主动施力控制索的60倍，而且对塔柱新增初张压力是主动施力控制索的5倍左右。而且5倍的初张力增加塔柱压力也十分巨大。也就是说，用风缆被动控制塔水平位移在2 cm内是不可行的。马滩红水河特大桥拱桁悬拼用的扣索是经过塔上索鞍而锚固在地面上的，塔发生15 cm水平位移，只是改变了扣索的顶支点，索长不改变，因此不造成扣挂的拱桁变位。如通常采用在塔顶对拉锚索、扣索，塔位移就会造成扣挂在塔上的拱桁位移，只能采用主动施力的缆索，才能保证拱桁的拼装精度和塔的安全。