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索塔塔顶位移的检测
日期:2015-9-6 10:32:46 作者:佚名 来源:本站原创
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斜拉桥结构中桥梁所受的交通荷载、主梁自重及置于其上的桥面铺装层重量,大部分是通过斜索传递给索塔,并由索塔来承担的。索塔除了塔根的刚性约束外,其余的受力点就是斜拉索的上锚固点。这些点的力的作用是沿索的轴线方向斜向下的,其水平分力是靠利用索塔两侧索力的对称分布来维持平衡的,竖向分力方向竖直向下,在索塔内产生压应力。由于施工中斜拉索的张拉值主要是通过油压千斤顶控制并显示,其精度与千斤顶油压表精度、千斤顶内摩阻力大小有很大关系,另外先后悬挂的各索间的相互影响、构件的徐变、锚头的松弛等都会引起索力偏离后来的张拉值,使得塔柱两侧对称的斜拉索的索力大小很难调整一致。塔柱除了受轴向压力外,还受到弯矩和剪力的作用。在斜拉桥投入营运后,受到的外界影响因素较多,而这些影响因素是随机不规则的,它们对索塔产生的作用力不可能是对称的,故而也使索塔承受力矩作用。当拉力、剪力增大时,预应力钢筋的变形量也相应增加,达到一定界限后,就会超过抗变形能力,使混凝土开裂、断裂,危及结构的安全使用。

斜拉桥的索塔是悬臂体系,主要承受自重和由斜拉索传递来的桥跨结构的重量及活载引起的作用力。当斜拉索索力的水平分力分布不对称或塔身受到水平荷载时,它还要承受由此引起的弯矩,并产生变形和位移。通常索塔是预应力钢筋混凝土材料,其承受轴向压力能力强,抗弯矩、剪力及抗变形能力相对较弱。虽然在索塔的设计时经过周密的分析、计算,并在施工中给予严格控制,使它在营运期间所受的压力、弯矩等均不会超过它的承载能力,但混凝土是一种脆性材料,反复的荷载作用及变形很容易使其产生疲劳破坏,而斜拉桥又是一种多次超静定的柔性体系桥,外界的水平荷载作用和自身索力的调整在营运期间从不问断。因此,在斜拉桥营运期间对索塔位移进行长期不断的观测,掌握其变形变化及发展趋势,对了解其自身的安全性、稳定性十分重要。这些数据同时也是进行全桥结构性能综合分析、评价的一个重要参数。

要了解索塔变形的详细情况,最好能对塔顶、塔身的每一个斜拉索支点及有关的断面均布设测点进行位移观测,这样就能对塔柱的每个主要截面进行分析,使结果更全面。但这种检测方案只是理想化的,在实际工作中很难做到,一般每个索塔有数十根索之多,而对每个测点的观测又很难同时进行。一个索塔上的所有观测点逐一测量,必然要经历一段较长的时间,而索塔上的斜拉索索力是时刻不停地进行调整的,所处环境的自然影响因素也在不断的变化,它们对索塔产生的综合效应也在时刻变化着,从而使位移的大小不定。可见这种检测,即对一个索塔上的各观测点进行测量的值,是索塔在不同位移状态下的位移值,如将观测结果进行综合分析,就会得到与实际不符的结论,考虑到索塔的位移以塔顶最为显著,且这种位移是各种因素综合作用的结果,故选定塔顶作为索塔位移的观测点。对索塔位移进行观测是了解结构安全性能的一个重要内容。将观测的结果与通过测得的索力计算出的位移进行比较,寻找两者之间的差异,还有助于发现结构中隐藏的病害。

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