大跨悬索桥施工索塔变形成因分析与监测刘成龙,张德强,黄泽纯(西南交通大学土木工程学院,四川成都610031)摘要:介绍了大跨悬索桥不同施工阶段索塔变形的成因分析以及索塔变形监测的目的和作用,采用了距离差监测法进行索塔变形的监测,取得了较好的监测效果,对同类桥型的施工具有较大的借鉴作用。关键词:悬索桥;索塔;变形;成因分析;监测中图分类号:U448.25文献标识码:ACauseAnalysisandMonitoringofDeformationoftheCableSupportTowerofLargeSpanSuspensionBridgeDuringConstLIUCheng2long,ZHANGDe2qiang,HUANGZe2chun(SchoolofCivilEng.,SouthwestJiaotongUniversity,Chengdu610031,China)Abstract:Thedeformationcausesofthecablesupporttoweroflargespansuspensionbridgeatdifferentconstructionstages,aswellasthepurposeandeffectofmonitoringthecablesupporttowerdeformation,areintroduced.Adistancedifferencemonitoringmethodisusedtomonitorthedeformationofcablesupporttower,obtainingacomparativelygoodresult;andcanbetakenasagoodreferenceforthesamekindofbridgeconstruction.KeyWords:suspensionbridge;cablepylon;deformation;causeanalysis;mo90年代中后期,单跨长度超过600m的大跨度悬索桥,成为一种跨越大江大河并满足大江大河通航标准的主要桥型,如已通车的西陵长江大桥(跨径900m)和虎门大桥(跨径888m),以及正在修建的厦门海沧大桥(跨径648m)、江阴长江大桥(跨径1358m)和重庆鹅公岩大桥(跨径600m)。大跨径悬索桥的一个共同特点,是为满足桥下大吨位轮船的通航净空要求和由于长跨所引起的结构方面的考虑,支撑主缆的两索塔距地面垂直高度均在150m左右,如此高大的塔状钢筋混凝土建筑物,在外界环境的影响下以及在悬索桥上部结构施工,即猫道施工、索股牵引和钢箱梁吊装过程中,均处在不断的变形之中,引起这些变形的原因是什么?变形量有多大、有什么规律,是否危及索塔和施工安全,应该进行变形的成因分析并进行变形监测,以便配合施工,为施工决策服务。大家知道,变形监测中的变形量,是指监测点在某一施工状态下的空间三维坐标,相对于该点在某一基准状态下的三维坐标的坐标差值,因此索塔在不同的工况下监测所得的变形量,具有不同的含义,对施工的指导作用也不一样。本文结合虎门大桥、厦门海沧大桥施工变形监测实践,介绍大跨悬索桥不同施索塔受日照温差影响的静态变形监测索塔封顶后上部构造施工前,应该对索塔塔顶在日照温差作用下的静态变形进行监测。高大于150m的塔状混凝土建筑物,由于日照方向的影响,阳面的混凝土温度比阴面混凝土温度高,该温差将导致阳1收稿日期:1999207215作者简介:刘成龙(1962-),男,副教授,硕士.西南交通大学学报第35卷502的混凝土膨胀,而阴面的混凝土收缩,使索塔顶部产生无外力作用下的扭转变形,随着时间推移,日照的方向在周期性地变化,因此这种扭转变形在一日24h内呈周期性变化。此阶段索塔变形监测的目的,是掌握索塔静态变形的大小和规律,从而获知索塔在一日中变形最小的时间段,并在此时段内放样索塔的几何轴线,测量两锚跨和中跨的跨径,作为主鞍座安装定位和主缆施工线型计算的基准,同时还在此时段内测量索塔顶监测点的基准坐标,作为以后不同工况下索塔变形量计算的依据,因此可以说此阶段索塔的变形监测,是悬索桥施工监控工作的基础。此阶段的索塔变形具有弹性变形的特征,变形的幅度随高度的增加而增大,在南方地区夏季,塔高150m左右最大变形量约为±4cm,索塔的静态变形与日照方向及温度变化呈滞后反应的性质,例如在日落后的晚8～12h,环境温度已趋于一致,但索塔的静态变形仍在持续进行之中1。猫道施工阶段的索塔变形监测索塔封顶及主鞍座安装就位后,进入悬索桥猫道施工阶段。在此之前,索塔处于无外力作用的空缆状态,一旦索塔被挂上猫道索,塔顶即受到猫道索锚跨和中跨方向的水平力作用,当作用在塔顶两侧水平力不相等时,索塔即产生顺桥向方向的变形。猫道施工要求作用在索塔上的锚跨方向和中跨方向的水平力应相等,使索塔在猫道施工中不产生顺桥向方向的变形,并保证在设计跨径下的猫道施工垂度。由于锚跨和中跨猫道索荷载不同,以及受张拉力和应力测试误差...