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异型系杆拱桥是我国学者提出的一种新型桥梁结构体系,其吊杆全部按一定斜率斜向布置,形成偏态的拱轴线。不同的吊杆斜率,可推导出异型度不同、形态各异的合理拱轴线。 异型系杆拱桥因其外形独特、造型新颖美观而成为城市桥梁优先考虑的桥型之一。但由于其偏态的拱轴线与裸拱恒载压力线偏离很大,使其施工过程难以把握而限制了它的推广。因此,研究其施工过程中的受力性能,确定合理成桥状态与合理施工状态是必要的。 文章以黄柏浏阳河大桥为工程背景,提出了异型系杆拱桥合理成桥状态的确定方法——综合法:用最小弯曲能量法初定成桥状态;在此基础上计算系梁活载效应,得到系梁的最大预加力,并配置实际预加力;计入实际配置预加力,获得系梁合理恒载弯矩域;通过建立最大应力最小为目标的索力优化模型,调整恒载弯矩使其在合理弯矩域内,同时使系梁、拱圈的应力均在容许值内,最后得到合理成桥状态。 支架现浇的异型系杆拱桥在施工中不能处于裸拱状态,施工过程中吊杆张拉时机选择和张拉力确定是合理施工状态确定的关键。本文以施工过程中最大应力最小为目标进行索力优化,最后确定多次吊杆张拉力,并应用于黄柏浏阳河大桥的施工控制中。 在施工控制中,采用频率法、液压千斤顶法、荷载传感器法相结合的方法对索力系数进行修正,最后将理论索力与修正的实测索力相比较,误差在容许范围内,证明此修正方法是可行的。通过标高、索力、应力等实测值与理论值的比较,说明黄柏浏阳河大桥的施工控制取得了较好效果。 在施工控制中对异型系杆拱桥系梁、拱圈截面的日照温度进行了观测,并根据实测数据对温度差梯度进行了拟合,符合指数函数分布。 通过荷载试验对建成后的桥梁进行检测,其受力性能良好。