王永　马自鹏

摘要：以一座单跨下承式拱桥为列，采用MIDAS.CIVIL建立相关桥梁模型，将吊杆进行合理分组，并建立相应施工阶段进行分析，并且采取三种不同的吊杆张拉方案，观察不同张拉方案下吊杆力之间的相互影响，然后对三种不同方案的吊杆力张拉结果进行对比分析，最终得到该桥桥吊杆力张拉之间的相互影响结果，分析结果可为同类型桥梁的设计与施工提供一定的参考价值。

关键字：下承式拱桥；吊杆；张拉；影响

0引言

下承式拱桥在我国已有一定的发展历史，特别是在现今城市建设中作为景观桥梁具有显著意义[1]。通常，下承式拱桥是一个由拱肋、吊杆、横梁、纵梁及桥面系梁板等协同工作的组合结构体系。下承式拱桥有刚性吊杆、半刚性吊杆和柔性吊杆三种构造形式。刚性吊杆一般采用预应力混凝土矩形截面，半刚性吊杆则为钢管混凝土圆形截面，而柔性吊杆常采用高强钢丝束制成，钢丝束外采取防护措施[2]。由于吊杆的张拉方案对整个桥梁的受力和变形都有极大的影响，因此在桥梁的施工过程中，吊杆的张拉设计方案一直都是一个重要复杂的问题。吊杆的张拉次数有一次张拉，初张拉和调整张拉、多处张拉等三种方式[3]。本文中示例模型采用一次张拉方法，在MIDAS.CIVIL中建立模型，对其所有吊杆张拉完成后吊杆力的相互影响进行相关研究。

1模型概况

本文模型为一个单跨下承式拱桥，吊杆采用桁架单元，其余构件采用梁单元进行分析，全桥长50m，宽14.6m，桥梁横向布置形式为：0.3m护栏+1.75m人行道+3×3.5m行车道+1.75m人行道+0.3m护栏。拱肋为钢箱拱，矢跨比为1/5，吊杆布设形式为5m等间距。全桥施工顺序为先施工主梁及横梁，再架设拱肋及横撑等，最后张拉吊杆。桥梁模型见图1。

2吊杆张拉方案

为了对吊杆力张拉的相互影响进行多方面的分析，因此建立了三种不同的张拉方案进行对比分析，由于全桥共有18根吊杆，考虑至少2根吊杆同时进行张拉，将其分成9组，具体划分情况如图1所示，由于吊杆采用桁架单元进行分析，在MIDAS.CIVIL中采用输入初拉力的方法进行吊杆力的加载，然后根据不同的张拉顺序建立相应的施工工况。且本文为了研究吊杆张拉顺序的相互影响，因此吊杆力均为30KN，三种张拉方案的张拉顺序如表1所示。

方案一为由桥梁两侧向中部对称张拉，方案二张拉顺序与方案一相反，然而方案三则是尽可能使两组相邻吊杆的张拉隔开，减少吊杆间距离较近的影响。

3吊杆张拉结果

为了能更加明显的对吊杆张拉间的相互影响进行研究，各方案的吊杆力均去最后一组吊杆张拉后，即所有吊杆均张拉完成后，但在进行桥面系施工前进行取值对比分析。各方案全部吊杆张拉完成后吊杆力见表2，对比图见图3。

4张拉结果分析

由表2可知，由于吊杆张拉之间的相互影响，当张拉好一组吊杆后，张拉下一组时，前面张拉好的吊杆必然会出现松弛现象，吊杆力会逐渐减小。图2张拉力对比图可明显看出方案一与方案二吊杆力的变化趋势恰好相反，方案三与方案二的趋势比较接近，但方案三各组吊杆间的相互影响比方案二要小。三种方案的张拉结果均有一个共同点：吊杆4+6与吊杆5之间的影响始终都较大，因此在设计与施工中应对其进行更加详细的考虑，以减小其相互影响，使得桥梁的设计与施工更加合理。

5总结

结合对该桥吊杆三种不同张拉方案的结果对比分析，最终可得到以下结论：

（1）當张拉好一组吊杆后，张拉下一组时，前面张拉好的吊杆必然会出现松弛现象；张拉的吊杆间距越近，其影响越大，建议在桥梁施工中尽可能采用跳跃式吊杆张拉的方法；

（2）吊杆张拉顺序对吊杆力的影响很大，因此在进行桥梁施工时，应对吊杆的张拉进行合理的方案设计，以使得吊杆张拉完成后桥梁的线形及受力都能达到良好的承载状况；

（3）不是所有的吊杆都是因为张拉顺序的不同而受到很大影响，本文中吊杆4+6与吊杆5之间的影响在三种方案中结果始终较大，这是因为其处于桥梁跨中位置，桥梁线形变化最大处，可见其应成为设计与施工中重要考虑的问题。

由于本文是在相同的吊杆张拉力下对吊杆之间相互影响的研究，因此没有考虑由于吊杆长度和位置的不同而采用不同吊杆力的情况，但根据本文结果，可为该桥型下桥梁设计与施工考虑不同吊杆张拉顺序及不同吊杆力的张拉方式提供一定的参考价值。

参考文献

[1]金鹏涛，孙学先.系杆拱桥吊杆施工张拉力的控制[J].交通标准化，2008.2（3）：51—53.

[2]姚玲森.桥梁工程—（第二版）[M].北京：人民交通出版社，2008.

[3]张同飞.先梁后拱施工的系杆拱桥吊杆张拉方案研究[J].桥梁，2011.

[4]莫晓华，陈文杰.于成拱桥吊杆施工索力优化[J].湖南交通科技，2012.38（3）：79—82.

[5]寇明国.下承式钢管混凝土系杆拱桥设计计算要点[J].工程与设计，2011.25（5）：650—652.

[6]彭宣茂.系杆拱桥吊杆初始张拉力的计算方法[J].水利水电科技进展，2000.20（6）：32—35.