摘要：為了耿村阧大橋施工過程中溫度變化對(duì)斜拉索索力的影響，通過全天觀測索力受溫度影響的變化情況，并根據(jù)溫度場把溫度荷載轉(zhuǎn)化為節(jié)點(diǎn)荷載，然后利用有限方法進(jìn)行計(jì)算分析，將理論計(jì)算結(jié)果與實(shí)測結(jié)果進(jìn)行比較，得出在斜拉橋施工過程中溫度變化對(duì)索力的影響規(guī)律，該規(guī)律可用于對(duì)索力進(jìn)行溫度修正和為施工控制中斜拉索的精確張拉提供參考依據(jù)。
　　關(guān)鍵詞：斜拉橋;斜拉索;溫度;索力
　　Abstract: In order to research the influence on cable tension along with the temperature changing in the construction process of Dou bridge of Gengcun village, we observed the situation of influence on cable tension with the temperature changes all day long, transformed the temperature load was into node load according to the temperature field, applyed the limited methods to calculate and analyze, compared the theoretical calculate results with the experimental results, and finally obtained the law. And the law can be applied for temperature correction of cable force and provide a reference for cable-stayedprecise tension in construction control.
　　Key words: cable-stayed bridge; cable-stayed; temperature; cable force
　　中圖分類號(hào) : U445文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：
　　耿村阧大橋?yàn)橹骺?50m，跨徑組合為75+150+75米，主塔為雙柱式鋼塔，主墩處為塔、梁固結(jié)、梁墩分離體系，主梁采用抗風(fēng)性能很好的近似三角形斷面，單箱三室結(jié)構(gòu)，箱梁頂寬32.5m，箱梁底寬4m，懸臂板長5m，設(shè)雙向2%橫坡。斜拉索按扇形布置,每個(gè)索面由26對(duì)高強(qiáng)度平行鋼絲斜拉索組成。本橋斜拉索按扇形布置，采用OVM250拉索體系。它是由鍍鋅或環(huán)氧噴涂和塑料報(bào)復(fù)保護(hù)的單根鋼絞線并置而成，所有斜拉索均在梁端張拉。斜拉索共有φ7×187和φ7×199兩種規(guī)格，每種規(guī)格斜拉索各32根，全橋共計(jì)64根斜拉索(見圖1)。
　　斜拉橋理論索力是在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)溫度下計(jì)算,但實(shí)際施工過程中結(jié)構(gòu)的溫度是隨時(shí)變化的,因此必須考慮由實(shí)際施工溫度與設(shè)計(jì)溫度的差異引起的斜拉索、鋼塔的溫度變形。這種變形會(huì)使實(shí)際索力與設(shè)計(jì)索力存在一定差距,在施工過程中，索力的變化直接影響主梁的內(nèi)力和線形，故研究溫度變化對(duì)斜拉索索力的影響規(guī)律，并對(duì)索力進(jìn)行合理調(diào)整對(duì)整個(gè)斜拉橋的施工過程特別是保證橋面線形非常重要。
　　1溫度和索力的測試分析
　　1.1溫度的測試
　　耿村阧大橋的溫度測試主要包括主梁的測試、鋼塔的測試、索的測試。本橋主梁的溫度測試主要用預(yù)先埋設(shè)好的溫度傳感器，鋼塔及索的溫度測試主要用江蘇全勝儀表有限公司生產(chǎn)的AK1030式紅外線點(diǎn)溫計(jì)。
　　本橋于2011年9月24日對(duì)6#墩鋼塔中跨8#梁段及邊跨8#梁段進(jìn)行24小時(shí)溫度測量及索力測量。
　　不同時(shí)間段是各構(gòu)件測試溫度(℃) 表一

時(shí)間	大氣溫度	主梁溫度	鋼塔溫度	斜拉索溫度
6:00	16.3	16.6	17	16.8
8:00	17.6	17.9	18.4	18.2
10:00	21.2	21.6	22.8	22.2
12:00	24.3	24.6	28.4	26.2
14:00	26.9	27.1	31.1	30.1
16:00	26.4	26.9	27.7	27.6
18:00	24.1	24.5	25.4	25.1
20:00	19.7	20.3	21.6	20.9
22:00	17.5	17.8	18.3	18
0:00	16.5	16.8	17.2	17.1
2:00	16.1	16.6	17.1	16.8
4:00	16.8	16.9	17.1	16.9
6:00	17.1	17.2	17.4	17

　　由表一可以看出，各構(gòu)件的測試溫度均高于當(dāng)時(shí)大氣溫度，其溫度隨著大氣溫度變化而變化，且變化趨勢基本一致。由于構(gòu)件的材質(zhì)不同、比熱容不同，導(dǎo)致其隨溫度變化的幅度不一致，其中鋼塔對(duì)溫度變化最敏感、其次是斜拉索，主梁對(duì)溫度變化最不敏感。一天之中主梁最大溫差為10.5℃，鋼塔最大溫差為14.1℃，斜拉索最大溫差為13.3℃。
　　1.2索力的測試分析
　　根據(jù)經(jīng)驗(yàn)及理論計(jì)算分析，懸臂最前端的幾對(duì)斜拉索索力隨溫度變化最大，且施工過程中這幾對(duì)索對(duì)主梁內(nèi)力(尤其是0#塊上緣的應(yīng)力)、線形影響也最大，施工、監(jiān)控、業(yè)主、設(shè)計(jì)等也最為關(guān)注這幾對(duì)索力值，本次測試只給出6#墩懸臂最前端的三對(duì)索力，即邊跨6B8、6B7、6B6及中跨6Z8、6Z7、6Z6的索力值，索力值采用上下游的索力平均值，具體測試數(shù)據(jù)見表二。
　　不同時(shí)間段的索力值(T) 表二

時(shí)間	6B8	6B7	6B6	6Z8	6Z7	6Z6
6:00	380.3	366.2	359.6	366.9	354.5	364.1
8:00	378.2	364.6	358	364.8	352.4	362
10:00	375.1	361.9	355.3	361.7	349.3	358.9
12:00	373.2	360.5	353.9	359.8	347.4	357
14:00	366.1	353.8	347.2	352.7	340.3	349.9
16:00	367.8	352.5	348.5	354.4	342	351.6
18:00	370.2	350.4	346.4	356.8	344.4	354
20:00	374.5	354.4	350.4	361.1	348.7	358.3
22:00	378.4	358	354	365	352.6	362.2
0:00	385.4	364.7	358.7	365.7	353.1	363.4
2:00	386	365	359.2	366.1	353.6	364
4:00	386.1	365.1	359.4	366.9	354.4	364.1
6:00	381.2	365.6	360	366.9	354.6	364.7

　　由表二可以看出：懸臂最前端的斜拉索的索力隨著溫度的升高而減小，隨溫度的降低而增大。當(dāng)大氣溫度升高時(shí)，主梁、鋼塔和斜拉索的溫度都升高，這樣梁、塔和索都會(huì)在軸向方向上伸長，同時(shí)由于主梁的頂?shù)装鍦夭顣?huì)發(fā)生向下?lián)锨冃危撍土旱妮S向伸長量與梁的向下?lián)锨冃瘟恐捅刃崩鞯纳扉L量小，這樣斜拉索會(huì)減小拉力，斜拉索索力減小;當(dāng)溫度降低時(shí)，鋼塔塔和梁的軸向縮短量與梁的向上撓曲變形量之和比斜拉索的伸長量小，斜拉索受到額外的拉力，索力增大。
　　同時(shí)比較懸臂最前端的3對(duì)斜拉索的索力可以看出，6B8、6Z8斜拉索的索力變化比6B7、6B6、6Z7、6Z6的變化大，因?yàn)榍岸说膽冶坶L，撓曲變形大些，所以索力變化也大些。
　　同一工況下，6B8、6B7、6B6、6Z8、6Z7、6Z6的理論索力值分別為：386.5T、371.5T、369.2T、374.3T、361.2T、371.9T，全天最大的索力變化量分別為：20.4T、21.1T、22.8T、21.6T、20.9T、22T，分別為理論索力值的5.3%、5.7%、6.2%、5.8%、5.8%、5.9%，，雖然斜拉索索力隨溫度變化的影響量比主梁標(biāo)高小得多，但是可以看出溫度變化給部分斜拉索索力帶來的誤差超出了《施工控制手冊(cè)》中規(guī)定的±3%。故在斜拉索橋施工過程中有必要考慮溫度變化給斜拉索帶來的影響。
　　2.理論計(jì)算結(jié)果與實(shí)際測量值對(duì)比
　　根據(jù)9.24日溫度測量結(jié)果，把溫度荷載轉(zhuǎn)化為節(jié)點(diǎn)荷載，然后利用大型有限元軟件邁達(dá)斯2006及橋博3.0進(jìn)行計(jì)算分析，得出相同溫差下的理論值差值，并與實(shí)測差值進(jìn)行了比較，詳見表三。
　　索力實(shí)測差值與理論差值對(duì)比表(T) 表三

實(shí)測差值	理論差值	實(shí)測-理論
20.4	19.2	1.2
21.1	20.5	0.6
22.8	21.9	0.9
21.6	21.1	0.5

　　由表三可以看出，在理論分析計(jì)算時(shí)考慮了實(shí)際施工過程中的溫度變化，計(jì)算出來的索力與實(shí)測索力差值不大，由此說明借此方法可以適當(dāng)減小溫度對(duì)索力的影響，進(jìn)而保證實(shí)際張拉索力與設(shè)計(jì)索力更加接近，為保證斜拉橋的主梁內(nèi)力及線形提供更有利的保障。
　　3.結(jié)論
　　(1)根據(jù)實(shí)測數(shù)據(jù)和理論計(jì)算數(shù)據(jù)的對(duì)比，在考慮了測量誤差等因素之后二者是基本吻合的，說明通過該文介紹的程序得到的理論計(jì)算結(jié)果是基本準(zhǔn)確的。
　　(2)在升溫狀態(tài)下，靠近懸臂前端的斜拉索索力增大，越往懸臂前端變化越大，往后索力基本都為減小，鋼塔附近和靠近懸臂前端索力增加的區(qū)域之后的幾對(duì)索變化明顯，降溫狀態(tài)下情況恰好相反。
　　(3)索力受溫度的影響主要是由主梁、鋼塔、斜拉索在不勻溫度荷載下的變形量不一致引起的。
　　(4)在實(shí)際施工中，由于工期等原因很難對(duì)索力進(jìn)行定量的實(shí)時(shí)溫度修正，只能通過回避溫度影響以及定性的溫度影響消除方法來進(jìn)行溫度修正。
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