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摘要：无背索斜拉和异形拱协作结构属于超静定结构、受力体系复杂，所采用的施工方法和张拉应力控制与成桥后的主梁、拱肋线形和结构内力状态相互关联。拉索与主梁、主塔、拱肋的刚度差距很大，协作体系桥梁的应力受拉索的温差、垂度、施工临时荷载的影响，成桥线型控制困难。这是无背索斜拉和异形拱协作结构桥梁的受力性能与常见的独塔斜拉桥的不同特点
关键词： 协作体系;三维数值分析;张拉应力;误差分析
无背索斜拉和异形拱协作结构为超静定结构，受力体系复杂。索力利用主梁和塔柱倾斜相互平衡，组成一种新的力学平衡体系。异形拱桥拱肋为二次抛物线加直线线型，一侧位于塔座上，另一侧拱脚位于主梁上。整个协作体系结构构造复杂，空间交错受力，尤其是塔墩梁拱固接节点部位承受来自塔墩梁拱的轴力和主梁的剪力、弯矩及扭矩作用，且对误差的影响尤为敏感，这是无背索斜拉和异形拱协作结构桥梁的受力性能与常见的独塔斜拉桥的不同特点。所以，全桥的综合施工技术均有很高的技术含量，要求施工方案详细可靠，方案的技术论证合理，施工工艺完善成熟。
常见的独塔斜拉桥在各施工阶段中，根据状态变量，通过对误差识别、误差预测、以成桥状态为控制目标的适时修正，通过施工控制，总能找到一组索力达到平衡，使结构满足合理成桥状态。无背索斜拉和异形拱协作结构桥梁则不同，在主梁荷载不变的情况下，索塔倾角对合理成桥状态有直接影响，倾角误差一旦形成就无法消除;同时，主拱吊索张拉对主塔拉索受力有直接影响，张拉误差一旦形成就会对合理成桥造成极大影响，因此误差对结构影响的敏感度，表现为对施工标准的高要求。
1 工程概况与数值模型建立
本桥为无背索斜拉和异形拱协作结构，上部结构为：预应力混凝土空心梁，钢筋混凝土实心塔，塔高60m、与法相夹角为34°，钢箱结构拱肋。矩形主塔横向宽度由上部3.5m渐变到根部6m，在主梁和拱、墩固结。
拟建桥梁采用“ANSYS和MIDAS/CIVIL2016”建立模型进行应力分析，如下图所示：
2 施工各阶段受力分析
2.1下部结构及基础施工
2.2主梁施工
（1）地基处理，满堂支架搭设，分级预压。
（2）主梁及拱脚处混凝土浇筑。
（3）预应力张拉：先纵向后横向。
2.3主塔及吊索施工
（1）分段浇筑桥塔混凝土，并张拉桥塔钢束。
（2）分段挂索并进行初张拉（张拉顺序为：S4、S2、S6、S1、S3、S5、S7、S8），张拉力为成桥索力的70%
2.4拱肋及吊杆施工
（1）浇筑混凝土拱脚，预埋拱脚段钢箱拱，并分节吊装其余部分钢箱拱。
（2）安装吊索。
（3）分区间张拉吊索，先张拉拱顶，再对称张拉1/4拱脚处，最后张拉其余吊杆。
（4）张拉拉索到成桥索力，顺序为S1～S8。
2.5附属工程施工及受力二次调整
调整斜拉索S5索力及吊索D4、D9、D15的吊索力至成桥索力
3、施工过程中张拉索力的计算
吊杆张拉力值见下表3-1。
主塔施工时，第一次张拉拉索，顺序为张拉顺序为：S4、S2、S6、S1、S3、S5、S7、S8;第二次张拉拉索到成桥索力，顺序为S1～S8，张拉力见下表3-2。
4、施工精度的影响因素
（1）应力监控
协作体系桥梁对结构应力和成桥线型最重要控制因素的就是的索力计算与调整，所以施工监控拉索应力的准确性极为重要。
（2）线型控制
主塔拉索和钢拱肋吊杆在空间交错，受力角度的的微小误差就会影响成桥线型改变，钢构件场内加工时应预留温差变形量和预留钢结构受重力影响下的截面变形量。
（3）不同材质的刚度影响
钢筋混凝土的主塔、钢拱肋与混凝土箱梁的收缩徐变，对结构应力分布和线型影响较大
（4）临时荷载的影响
划分荷载堆放区域，建立荷载记录制度，严格控制荷载位置与大小变化。
（5）施工温度
施工温度对混凝土、钢结构影响较大，应布控足够的温度检测点，总结规律现场应力随温度变化的规律，减少温度误差。
5、结论
在协作体系桥梁上部结构施工中，为保证应力和成桥线型准确，分阶段张拉吊索和吊杆，应考虑一下因素：
（1）综合施工难度、精度控制和应力安全的要求，吊杆和吊索张拉不宜超过三轮。
（2）为有效控制成桥线型，主塔、拱肋和主梁的挠度值，不宜变化过大。
施工过程中张拉和调整索力主要考虑理想成桥状态和施工安全两方面因素：使上部结构各阶段施工的应力数值处于安全范围内。
参考文献（References）：
[1]陈宝春， 彭桂瀚. 部分斜拉桥发展综述[J]. 华东公路， 2004.3： 263-272.
[2]林桂枫. 下承式单拱斜拉桥吊索张拉施工控制[J]. 钢结构， 2011， 26（11）：68-71.
[3]Dameron R A， Sobash V P， Lam I P. Nonlinear seismic analysis of bridge structures foundation-soil representation and ground motion input[J]. Computers and Structures， 1997， 64（5）： 1251-1269.
[4]龍晓鸿. 斜拉桥及连续梁桥空间地震反应分析[D]. 武汉： 华中科技大学， 2004.
[5]刘杨， 温海英， 李翔， 杨刚. 基于ANSYS的矮塔斜拉桥数值模拟分析[A]. 第22届全国结构工程学术会议[C]. 2013.
[6]严国敏. 再谈部分斜拉桥，兼论多塔斜拉桥[C]. 第十三届全国桥梁学术会议论文集. 上海： 同济大学出版社， 1998.
[7]刘夏平， 于天来， 王岚. 桥梁工程[M]. 北京： 科学出版社， 2005.
关键词： 协作体系;三维数值分析;张拉应力;误差分析
无背索斜拉和异形拱协作结构为超静定结构，受力体系复杂。索力利用主梁和塔柱倾斜相互平衡，组成一种新的力学平衡体系。异形拱桥拱肋为二次抛物线加直线线型，一侧位于塔座上，另一侧拱脚位于主梁上。整个协作体系结构构造复杂，空间交错受力，尤其是塔墩梁拱固接节点部位承受来自塔墩梁拱的轴力和主梁的剪力、弯矩及扭矩作用，且对误差的影响尤为敏感，这是无背索斜拉和异形拱协作结构桥梁的受力性能与常见的独塔斜拉桥的不同特点。所以，全桥的综合施工技术均有很高的技术含量，要求施工方案详细可靠，方案的技术论证合理，施工工艺完善成熟。
常见的独塔斜拉桥在各施工阶段中，根据状态变量，通过对误差识别、误差预测、以成桥状态为控制目标的适时修正，通过施工控制，总能找到一组索力达到平衡，使结构满足合理成桥状态。无背索斜拉和异形拱协作结构桥梁则不同，在主梁荷载不变的情况下，索塔倾角对合理成桥状态有直接影响，倾角误差一旦形成就无法消除;同时，主拱吊索张拉对主塔拉索受力有直接影响，张拉误差一旦形成就会对合理成桥造成极大影响，因此误差对结构影响的敏感度，表现为对施工标准的高要求。
1 工程概况与数值模型建立
本桥为无背索斜拉和异形拱协作结构，上部结构为：预应力混凝土空心梁，钢筋混凝土实心塔，塔高60m、与法相夹角为34°，钢箱结构拱肋。矩形主塔横向宽度由上部3.5m渐变到根部6m，在主梁和拱、墩固结。
拟建桥梁采用“ANSYS和MIDAS/CIVIL2016”建立模型进行应力分析，如下图所示：
2 施工各阶段受力分析
2.1下部结构及基础施工
2.2主梁施工
（1）地基处理，满堂支架搭设，分级预压。
（2）主梁及拱脚处混凝土浇筑。
（3）预应力张拉：先纵向后横向。
2.3主塔及吊索施工
（1）分段浇筑桥塔混凝土，并张拉桥塔钢束。
（2）分段挂索并进行初张拉（张拉顺序为：S4、S2、S6、S1、S3、S5、S7、S8），张拉力为成桥索力的70%
2.4拱肋及吊杆施工
（1）浇筑混凝土拱脚，预埋拱脚段钢箱拱，并分节吊装其余部分钢箱拱。
（2）安装吊索。
（3）分区间张拉吊索，先张拉拱顶，再对称张拉1/4拱脚处，最后张拉其余吊杆。
（4）张拉拉索到成桥索力，顺序为S1～S8。
2.5附属工程施工及受力二次调整
调整斜拉索S5索力及吊索D4、D9、D15的吊索力至成桥索力
3、施工过程中张拉索力的计算
吊杆张拉力值见下表3-1。
主塔施工时，第一次张拉拉索，顺序为张拉顺序为：S4、S2、S6、S1、S3、S5、S7、S8;第二次张拉拉索到成桥索力，顺序为S1～S8，张拉力见下表3-2。
4、施工精度的影响因素
（1）应力监控
协作体系桥梁对结构应力和成桥线型最重要控制因素的就是的索力计算与调整，所以施工监控拉索应力的准确性极为重要。
（2）线型控制
主塔拉索和钢拱肋吊杆在空间交错，受力角度的的微小误差就会影响成桥线型改变，钢构件场内加工时应预留温差变形量和预留钢结构受重力影响下的截面变形量。
（3）不同材质的刚度影响
钢筋混凝土的主塔、钢拱肋与混凝土箱梁的收缩徐变，对结构应力分布和线型影响较大
（4）临时荷载的影响
划分荷载堆放区域，建立荷载记录制度，严格控制荷载位置与大小变化。
（5）施工温度
施工温度对混凝土、钢结构影响较大，应布控足够的温度检测点，总结规律现场应力随温度变化的规律，减少温度误差。
5、结论
在协作体系桥梁上部结构施工中，为保证应力和成桥线型准确，分阶段张拉吊索和吊杆，应考虑一下因素：
（1）综合施工难度、精度控制和应力安全的要求，吊杆和吊索张拉不宜超过三轮。
（2）为有效控制成桥线型，主塔、拱肋和主梁的挠度值，不宜变化过大。
施工过程中张拉和调整索力主要考虑理想成桥状态和施工安全两方面因素：使上部结构各阶段施工的应力数值处于安全范围内。
参考文献（References）：
[1]陈宝春， 彭桂瀚. 部分斜拉桥发展综述[J]. 华东公路， 2004.3： 263-272.
[2]林桂枫. 下承式单拱斜拉桥吊索张拉施工控制[J]. 钢结构， 2011， 26（11）：68-71.
[3]Dameron R A， Sobash V P， Lam I P. Nonlinear seismic analysis of bridge structures foundation-soil representation and ground motion input[J]. Computers and Structures， 1997， 64（5）： 1251-1269.
[4]龍晓鸿. 斜拉桥及连续梁桥空间地震反应分析[D]. 武汉： 华中科技大学， 2004.
[5]刘杨， 温海英， 李翔， 杨刚. 基于ANSYS的矮塔斜拉桥数值模拟分析[A]. 第22届全国结构工程学术会议[C]. 2013.
[6]严国敏. 再谈部分斜拉桥，兼论多塔斜拉桥[C]. 第十三届全国桥梁学术会议论文集. 上海： 同济大学出版社， 1998.
[7]刘夏平， 于天来， 王岚. 桥梁工程[M]. 北京： 科学出版社， 2005.