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文章以广西平南三桥的拱肋吊装为研究背景，对大跨度钢管混凝土拱桥拱肋节段架设施工、扣索索力问题进行了研究。混凝土灌注时，南岸和北岸拱肋横向偏位基本一致，拱肋失稳可能性降低。通过计算扣索索力，对比仿真计算分析技术、零弯矩法和零位移法的索力值，得到零弯矩法和零位移法的索力值误差较大，而仿真计算分析技术索力值误差较小。在拱肋拱轴线形偏差研究中，分析了三种技术应用效果，实验结果表明仿真计算分析技术设计的拱轴线与期望拱轴线最为接近，说明施工效果较好。从实验结果中可以看出，结合ANSYS软件分析功能，该技术能较好地保证大跨度钢管混凝土拱桥的稳定性，其索力值最大误差为1.2，拱形偏差1 cm。
大跨度钢管混凝土;拱桥拱肋;施工;仿真计算分析;索力
U448.33A230794
0 引言
近几年来，我国建造了越来越多的大跨度拱桥，这种钢管混凝土桥梁具有结构美观、受力大、节约大量建筑材料等优点[1]。伴随着钢管混凝土拱桥建设的增多，推动了桥梁结构分析设计理论与施工技术的创新与发展[2]。但从我国钢管混凝土拱桥的发展历史和经验来看，传统的设计理论和施工工艺存在着诸多问题。如一些钢管混凝土拱桥缺乏合理的设计和施工规范，成桥后在拱背混凝土中出现空鼓现象，造成拱桥质量下降。由于施工方法和安装次序都与拱桥的拱圈形状以及拱桥的结构内力密切相关，而且由于拱桥的结构体系、施工阶段和荷载条件的不同，其内力和变形也会发生变化，因此有必要对拱桥拱肋的安装过程进行详细分析。钢管拱肋斜拉扣挂式悬臂式扣索是由钢绞线或高强度钢丝索制成，利用锚具固定两端，工作状态类似斜拉桥上的缆索，与传统索具相比，工作条件较好，节省材料，且可一次性拉出[3]。
对于在钢管拱肋钢索吊装中的斜拉索吊装施工工艺，有很多方法来确定索力值。部分学者和桥梁设计施工专业人员使用了一种以手动调节拉索受力为主要思想的“零弯矩法”，该方法可实现拉索各拱肋连接处的零弯矩。其不足之处是没有考虑扣塔和锚索的作用，锚索数量调整过多，“接头弯矩为零”不适用。之后，又提出了“零位移法”的技术手段，零位移法的基本思想是假定钢管拱肋上所有索点都能在索力就位后达到预设的拱轴和标高，采用有限元模型计算各拱肋的索力。其缺点是忽略了吊装连接的影响，导致索力增量计算结果不准确。因此有必要对钢管混凝土大跨度拱桥拱肋施工过程进行模拟分析，以解决存在的问题。本文以广西平南三桥拱肋吊装索的受力分析为背景，并与实测数据进行对比分析。
1 大跨度钢管混凝土拱桥拱肋节段架设施工过程
本文以横跨浔江的一座特大桥——广西平南三桥为例，对全长1 035 m、主桥全长575 m的大跨度钢管混凝土拱桥拱肋施工进行分析。
1.1 拱桥拱肋节段吊装
桥上钢管拱肋的吊装系统采用吊索系统的吊钩形式，以门式塔为主要塔型，利用万向杆铰接下端，上扣塔连接拱脚墩。升降系统由绞盘、钢丝绳和跑车组成，該系统在提升过程中由主绳上的牵引力提升，固定紧固索采用15.24 mm预应力钢铰线，标准强度为1 860 MPa，上下对称布置。钢铰线锚采用P型挤出锚固在拱肋扣上，然后相应的索鞍通过扣塔座进入地锚，穿过地锚上的张拉梁，再用夹子夹住张拉锚杆的千斤顶，以达到调节拱肋扣高度、锚固拱肋的目的。在提升过程中，每个肋骨的稳定性也受每个肋骨控制，肋骨轴线也受索横风的调节[4]。通过对索吊系统设计承载力的分析，确定该桥上、下拱肋分别为44、29，共22根，其中提升12根。要求拱的靶面之间位移≤30 mm，拱的对接误差不能超过3 mm，拱的轴线横向位移≤10 mm。
每一个拱肋的安装应按以下程序进行：（1）观察钢拱肋前缘各测点的标高，并将其调整到理想位置;（2）安装缆索，但不加力（只是为了克服重量）[5];（3）在索钩吊装起拱肋轴线正下方运输的拱肋段，调整纵角（沿桥），用横向索调整横角;（4）临时架设连接完成后，进行螺栓结构安装;（5）在吊车进行其他作业时，电缆紧固力调整为弹力;（6）利用仿真计算得到的力值调整索力，使钢管拱尽可能接近理想位置，高强度螺栓采用偏心微调紧，对称下提[6]。
1.2 拱肋合龙
安装拱肋时，由于各体系受力最大，安全系数最小，因此，对钢管拱的成功合龙是最终控制的关键，也是最危险的环节，所以必须设计合理的合龙方式及施工工艺。
为了保证最终合龙的安全性，广西平南三桥采用单侧预埋式，跨中留空，对钢管桁架的处理遵循对称性原理，先对称两侧的台面，第一等待段为梁底与横臂之间，第二等待段为上，第三等待段为钢管拱肋吊装的最后北面，钢管拱肋吊装南岸，调整吊装高度，往复第一等待段;第一等待段结束后，采用套焊方式，第一等待段固定后，将切口永久关闭[7]。这同样适用于上游和下游。再次测量拱肋合龙前的截面高度、轴线及索力。通过调节索力和索风，在保证索力安全的前提下，使北拱拱肋的高度误差和拱轴误差达到设计允许值。
1.3 松扣索
广西平南三桥拱肋上、下合龙时，主弦节点、横梁焊接完毕。拱脚主弦管焊接补强后，松散拉索索力程序如下：（1）千斤顶离拱脚一步一步地松开1/4串扣索力，两侧对称，分批同步[8];（2）当拱肋标高较高时，应注意索应先松后紧，并可通过重力轴对其进行调整，使其与设计值更吻合[9];（3）为确保混凝土浇筑过程中钢管的安全，钢丝绳松开后应保持不动，以便在钢丝应力超过极限值时，能局部调整。
1.4 线缆吊装
本项目主要研究广西平南三桥空钢管析架拱肋的吊装方案，包括目标函数、设计变量、状态变量，设计无支撑吊装系统，采用预应力钢丝绳吊装。线缆升降系统的主塔为门式塔，其下端由一根万向杆支撑，并用6根密封钢丝绳封住，弧垂直径为20.0 m。升降系统由升降机、钢丝绳和跑车组成，各个部分通过牵引绳与主绳相连。广西平南三桥拱肋吊装斜拉系统是一种不受缆索吊装系统影响的系统，扣式塔架也是门式万能杆，底部有铰链，因客观条件限制，南北塔高存在差异[10]。 悬吊扣挂系统的扣索采用15.25 mm预应力钢铰线，通过以下方法实现锚固：P型锚碇由预应力钢铰线推进至锚肋点，相应的索鞍由悬吊塔进入锚固位置，通过锚上拉力调整锚肋高度和锚固拱肋高度，千斤顶用夹具和锚具张拉[11]。该桥拱上、下拱肋对称性地分为22节，整座桥共有44节拱肋，采用弓形肋骨交叉留置间隙，单侧嵌合折叠。其折叠形式为：钢管桁架遵循对称的原则，上下两截21齐头并进，上两截22位于南端，上两截22位于上两截22之间。两端拉索的锚固结构受桥梁两侧地形和桥塔高度的限制，与桥梁中跨、悬吊系统等均不对称[12]。图1为广西平南三桥缆索吊装系统。
2 大跨度钢管混凝土拱桥拱肋节段架扣索索力计算
2.1 索力分析模型构建
对大跨度钢管混凝土拱桥拱肋某个吊装阶段，使用空间梁单元有限元控制方程来描述，由此构建索力分析模型：
Wx=F（1）
式中：
W——大跨度钢管混凝土拱桥拱肋吊装整体刚度矩阵;
x——拱桥拱肋吊装节点位移向量;
F——拱桥拱肋吊装节点等效力向量[13]。
針对某个特定的吊装阶段，拱桥拱肋吊装节点位移向量是索力向量的函数，可表示为：
x=x（G）（2）
结合式（2），可将求索力问题转化为有约束条件的极小值问题，表达式为：
min：f（G）=∑i（xj（G）-xj）2（3）
式中：
f——最小目标函数，作为约束条件的求索力;
G——扣索索力向量组;
xj——吊装节点位移状态变量[14]。
式（3）的约束条件为：
Gi≥0，i=1，2…Nh≤Xj（G）≤h，j=1，2…H（4）
式中：
Gi——第i个位置扣索的索力值;
Xj（G）——拱桥拱肋第j个节点竖向位移状态变量;
h和h——分别拱肋标高偏差上下限;
N——扣索数量;
H——标高节点的总数。
2.2 扣索索力计算
扣挂系统设计为对称体系，分为南、北两岸，保证扣塔高度、扣索的组数、水平倾角及扣点位置全部相同，而且两侧位置与原设计岸扣一致，上、下游拱轴线标高偏差如图2所示。
由图2可知，该预埋式仍采用留置空间预埋式，但已由单边式改为双边式，即在第6节上下段预埋式安装完毕后，再进行跨中预埋式。在这一工序中，假定钢管拱肋吊装时，索力计算精度较低，且安装误差较大，当拱肋合龙时，上下拱肋的实测线值相差较大，因此索力调整的最佳数量只有在完成4～5 cm后才能确定，从而达到设计要求。拱肋顺利合龙后，在最佳条件下，其线形和受力状态都能满足设计要求[15]。将调整线各扣索索力的调整量作为最优设计变量，大桥南北半跨拱肋各有22对扣索，同侧拱肋上各扣索索力应相同，总设计变量n=22。
由于最不利应力产生在扣索力的调整范围、钢管拱肋高程控制点的变形以及受内力控制的截面上，必须进行变量的约束。因此将状态变量设置在索力调整的优化搜索计算中，扣索力设计值与扣索力的调节范围、存在程度有关。各个扣索张力值及调整后的数值如表1所示。
由表1可知，经各个扣索力值调整后，南北两岸索力值差异较小，因此完成钢管混凝土大跨度拱桥拱肋施工，效果更为精确。
3 实验
本文以广西平南三桥拱肋吊装为实验对象，对所研究的大跨度钢管混凝土拱桥拱肋施工过程仿真计算分析技术有效性，进行实验验证分析。
3.1 基于ANSYS实验过程分析
基于ANSYS实验过程分析步骤如下：
步骤1：生成包含整个分析过程的循环分析文件，并具备以下条件：（1）参数化建模;（2）求解;（3）提取并指定状态变量和目标函数。
步骤2：建立ANSYS数据库，其中变量与ANSYS变量的参数相对应。
步骤3：根据参数指定分析文件。
步骤4：声明优化变量。
步骤5：选择优化工具或优化方法。
步骤6：指定最优循环控制模式。
步骤7：优化分析。
步骤8：检查设计排序结果和后续处理。
根据上述分析过程，对扣索索力计算结果和拱轴线形偏差进行详细分析，并将本文所研究的技术与传统零弯矩法和零位移法进行对比。
3.2 扣索索力计算结果比较分析
结合ANSYS分析功能，分别采用本文提出的仿真计算分析技术、零弯矩法和零位移法对广西平南三桥拱肋吊装中南岸第1、5、10、12位置，北岸第11、15、20、22位置的扣索索力求取结果进行对比分析，并与实际施工期望索力值进行比较，如表2所示。
由表2可知，使用零弯矩法与实际施工期望索力值的最大误差为2.8;使用零位移法与实际施工期望索力值的最大误差为1.8;使用仿真计算分析技术与实际施工期望索力值的最大误差为1.2。通过该对比结果可知，使用仿真计算分析技术的扣索索力计算结果与实际施工期望索力值更加接近。
3.3 拱轴线形偏差比较分析
采用本文提出的仿真计算分析技术、零弯矩法和零位移法对广西平南三桥拱肋的拱轴线形偏差进行对比分析，对比结果如图3所示。
由图3可知，使用仿真计算分析技术的拱轴线与期望拱轴线最为接近，拱形偏差最大为1 cm;使用零弯矩法与期望拱轴线相差最大，最大拱形偏差为14.5 cm;使用零位移法最大拱形偏差为4.9 cm。通过该对比结果可知，使用仿真计算分析技术设计的拱轴线与期望拱轴线最为接近。
根据以上分析结果，可以得出以下结论：采用模拟计算分析技术，对拱桥拱肋段的架设进行分析，对44节拱肋扣索的索力值进行精确计算，虽然计算结果有一定的偏差，但与实际施工的期望索力值接近，影响较小，且模拟计算分析技术的拱轴线与预期拱轴线最接近，说明该施工技术具有良好的施工效果。 4 结语
本文以广西平南三桥的拱肋吊装为研究背景，对大跨度钢管混凝土拱桥拱肋节段架设施工、扣索索力问题进行了研究。混凝土灌注时，南岸和北岸拱肋横向偏位基本一致，拱肋失稳可能性降低。通过计算扣索索力，对比仿真计算分析技术、零弯矩法和零位移法的索力值，得到零弯矩法和零位移法的索力值误差较大，而仿真计算分析技术索力值误差较小。在拱肋拱轴线形偏差研究中，分析了三种技术的应用效果。实验结果表明，仿真计算分析技术设计的拱轴线与期望拱轴线最为接近，说明施工效果较好。
通过模拟分析大跨度钢管混凝土拱桥的施工过程，能够解决节段架设和索力计算问题，有效保障拱桥的施工质量。但受建筑环境及一些外部因素的影响，仍有一些问题有待进一步探讨：
（1）对于大跨度钢管混凝土拱桥，尽管全部采用了膨胀混凝土，但密实性仍难以保证。研究结果表明，如果混凝土不密实，钢管混凝土结构的承载能力将大大降低。
（2）受温度变化影响，钢管内温度在温度荷载作用下快速发生变化，而钢管混凝土的温度变化较慢，导致钢管应力增大，会产生二次温度应力，使混凝土应力降低。因此，对大跨径钢管混凝土拱桥应力分析应考虑温度荷载作用的影响。
（3）目前，钢管混凝土应力-应变关系的理论基础是室内试验，针对户外钢管混凝土的应力-应变关系还不够成熟，需要进一步深入研究。
（4）针对大跨径钢筋混凝土拱桥拱肋建设，应严格规范其设计和施工方案。增加对膨胀混凝土收缩徐变特性的研究，尤其是长期荷载作用下的收缩徐变模型，确保建筑质量。
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大跨度钢管混凝土;拱桥拱肋;施工;仿真计算分析;索力
U448.33A230794
0 引言
近几年来，我国建造了越来越多的大跨度拱桥，这种钢管混凝土桥梁具有结构美观、受力大、节约大量建筑材料等优点[1]。伴随着钢管混凝土拱桥建设的增多，推动了桥梁结构分析设计理论与施工技术的创新与发展[2]。但从我国钢管混凝土拱桥的发展历史和经验来看，传统的设计理论和施工工艺存在着诸多问题。如一些钢管混凝土拱桥缺乏合理的设计和施工规范，成桥后在拱背混凝土中出现空鼓现象，造成拱桥质量下降。由于施工方法和安装次序都与拱桥的拱圈形状以及拱桥的结构内力密切相关，而且由于拱桥的结构体系、施工阶段和荷载条件的不同，其内力和变形也会发生变化，因此有必要对拱桥拱肋的安装过程进行详细分析。钢管拱肋斜拉扣挂式悬臂式扣索是由钢绞线或高强度钢丝索制成，利用锚具固定两端，工作状态类似斜拉桥上的缆索，与传统索具相比，工作条件较好，节省材料，且可一次性拉出[3]。
对于在钢管拱肋钢索吊装中的斜拉索吊装施工工艺，有很多方法来确定索力值。部分学者和桥梁设计施工专业人员使用了一种以手动调节拉索受力为主要思想的“零弯矩法”，该方法可实现拉索各拱肋连接处的零弯矩。其不足之处是没有考虑扣塔和锚索的作用，锚索数量调整过多，“接头弯矩为零”不适用。之后，又提出了“零位移法”的技术手段，零位移法的基本思想是假定钢管拱肋上所有索点都能在索力就位后达到预设的拱轴和标高，采用有限元模型计算各拱肋的索力。其缺点是忽略了吊装连接的影响，导致索力增量计算结果不准确。因此有必要对钢管混凝土大跨度拱桥拱肋施工过程进行模拟分析，以解决存在的问题。本文以广西平南三桥拱肋吊装索的受力分析为背景，并与实测数据进行对比分析。
1 大跨度钢管混凝土拱桥拱肋节段架设施工过程
本文以横跨浔江的一座特大桥——广西平南三桥为例，对全长1 035 m、主桥全长575 m的大跨度钢管混凝土拱桥拱肋施工进行分析。
1.1 拱桥拱肋节段吊装
桥上钢管拱肋的吊装系统采用吊索系统的吊钩形式，以门式塔为主要塔型，利用万向杆铰接下端，上扣塔连接拱脚墩。升降系统由绞盘、钢丝绳和跑车组成，該系统在提升过程中由主绳上的牵引力提升，固定紧固索采用15.24 mm预应力钢铰线，标准强度为1 860 MPa，上下对称布置。钢铰线锚采用P型挤出锚固在拱肋扣上，然后相应的索鞍通过扣塔座进入地锚，穿过地锚上的张拉梁，再用夹子夹住张拉锚杆的千斤顶，以达到调节拱肋扣高度、锚固拱肋的目的。在提升过程中，每个肋骨的稳定性也受每个肋骨控制，肋骨轴线也受索横风的调节[4]。通过对索吊系统设计承载力的分析，确定该桥上、下拱肋分别为44、29，共22根，其中提升12根。要求拱的靶面之间位移≤30 mm，拱的对接误差不能超过3 mm，拱的轴线横向位移≤10 mm。
每一个拱肋的安装应按以下程序进行：（1）观察钢拱肋前缘各测点的标高，并将其调整到理想位置;（2）安装缆索，但不加力（只是为了克服重量）[5];（3）在索钩吊装起拱肋轴线正下方运输的拱肋段，调整纵角（沿桥），用横向索调整横角;（4）临时架设连接完成后，进行螺栓结构安装;（5）在吊车进行其他作业时，电缆紧固力调整为弹力;（6）利用仿真计算得到的力值调整索力，使钢管拱尽可能接近理想位置，高强度螺栓采用偏心微调紧，对称下提[6]。
1.2 拱肋合龙
安装拱肋时，由于各体系受力最大，安全系数最小，因此，对钢管拱的成功合龙是最终控制的关键，也是最危险的环节，所以必须设计合理的合龙方式及施工工艺。
为了保证最终合龙的安全性，广西平南三桥采用单侧预埋式，跨中留空，对钢管桁架的处理遵循对称性原理，先对称两侧的台面，第一等待段为梁底与横臂之间，第二等待段为上，第三等待段为钢管拱肋吊装的最后北面，钢管拱肋吊装南岸，调整吊装高度，往复第一等待段;第一等待段结束后，采用套焊方式，第一等待段固定后，将切口永久关闭[7]。这同样适用于上游和下游。再次测量拱肋合龙前的截面高度、轴线及索力。通过调节索力和索风，在保证索力安全的前提下，使北拱拱肋的高度误差和拱轴误差达到设计允许值。
1.3 松扣索
广西平南三桥拱肋上、下合龙时，主弦节点、横梁焊接完毕。拱脚主弦管焊接补强后，松散拉索索力程序如下：（1）千斤顶离拱脚一步一步地松开1/4串扣索力，两侧对称，分批同步[8];（2）当拱肋标高较高时，应注意索应先松后紧，并可通过重力轴对其进行调整，使其与设计值更吻合[9];（3）为确保混凝土浇筑过程中钢管的安全，钢丝绳松开后应保持不动，以便在钢丝应力超过极限值时，能局部调整。
1.4 线缆吊装
本项目主要研究广西平南三桥空钢管析架拱肋的吊装方案，包括目标函数、设计变量、状态变量，设计无支撑吊装系统，采用预应力钢丝绳吊装。线缆升降系统的主塔为门式塔，其下端由一根万向杆支撑，并用6根密封钢丝绳封住，弧垂直径为20.0 m。升降系统由升降机、钢丝绳和跑车组成，各个部分通过牵引绳与主绳相连。广西平南三桥拱肋吊装斜拉系统是一种不受缆索吊装系统影响的系统，扣式塔架也是门式万能杆，底部有铰链，因客观条件限制，南北塔高存在差异[10]。 悬吊扣挂系统的扣索采用15.25 mm预应力钢铰线，通过以下方法实现锚固：P型锚碇由预应力钢铰线推进至锚肋点，相应的索鞍由悬吊塔进入锚固位置，通过锚上拉力调整锚肋高度和锚固拱肋高度，千斤顶用夹具和锚具张拉[11]。该桥拱上、下拱肋对称性地分为22节，整座桥共有44节拱肋，采用弓形肋骨交叉留置间隙，单侧嵌合折叠。其折叠形式为：钢管桁架遵循对称的原则，上下两截21齐头并进，上两截22位于南端，上两截22位于上两截22之间。两端拉索的锚固结构受桥梁两侧地形和桥塔高度的限制，与桥梁中跨、悬吊系统等均不对称[12]。图1为广西平南三桥缆索吊装系统。
2 大跨度钢管混凝土拱桥拱肋节段架扣索索力计算
2.1 索力分析模型构建
对大跨度钢管混凝土拱桥拱肋某个吊装阶段，使用空间梁单元有限元控制方程来描述，由此构建索力分析模型：
Wx=F（1）
式中：
W——大跨度钢管混凝土拱桥拱肋吊装整体刚度矩阵;
x——拱桥拱肋吊装节点位移向量;
F——拱桥拱肋吊装节点等效力向量[13]。
針对某个特定的吊装阶段，拱桥拱肋吊装节点位移向量是索力向量的函数，可表示为：
x=x（G）（2）
结合式（2），可将求索力问题转化为有约束条件的极小值问题，表达式为：
min：f（G）=∑i（xj（G）-xj）2（3）
式中：
f——最小目标函数，作为约束条件的求索力;
G——扣索索力向量组;
xj——吊装节点位移状态变量[14]。
式（3）的约束条件为：
Gi≥0，i=1，2…Nh≤Xj（G）≤h，j=1，2…H（4）
式中：
Gi——第i个位置扣索的索力值;
Xj（G）——拱桥拱肋第j个节点竖向位移状态变量;
h和h——分别拱肋标高偏差上下限;
N——扣索数量;
H——标高节点的总数。
2.2 扣索索力计算
扣挂系统设计为对称体系，分为南、北两岸，保证扣塔高度、扣索的组数、水平倾角及扣点位置全部相同，而且两侧位置与原设计岸扣一致，上、下游拱轴线标高偏差如图2所示。
由图2可知，该预埋式仍采用留置空间预埋式，但已由单边式改为双边式，即在第6节上下段预埋式安装完毕后，再进行跨中预埋式。在这一工序中，假定钢管拱肋吊装时，索力计算精度较低，且安装误差较大，当拱肋合龙时，上下拱肋的实测线值相差较大，因此索力调整的最佳数量只有在完成4～5 cm后才能确定，从而达到设计要求。拱肋顺利合龙后，在最佳条件下，其线形和受力状态都能满足设计要求[15]。将调整线各扣索索力的调整量作为最优设计变量，大桥南北半跨拱肋各有22对扣索，同侧拱肋上各扣索索力应相同，总设计变量n=22。
由于最不利应力产生在扣索力的调整范围、钢管拱肋高程控制点的变形以及受内力控制的截面上，必须进行变量的约束。因此将状态变量设置在索力调整的优化搜索计算中，扣索力设计值与扣索力的调节范围、存在程度有关。各个扣索张力值及调整后的数值如表1所示。
由表1可知，经各个扣索力值调整后，南北两岸索力值差异较小，因此完成钢管混凝土大跨度拱桥拱肋施工，效果更为精确。
3 实验
本文以广西平南三桥拱肋吊装为实验对象，对所研究的大跨度钢管混凝土拱桥拱肋施工过程仿真计算分析技术有效性，进行实验验证分析。
3.1 基于ANSYS实验过程分析
基于ANSYS实验过程分析步骤如下：
步骤1：生成包含整个分析过程的循环分析文件，并具备以下条件：（1）参数化建模;（2）求解;（3）提取并指定状态变量和目标函数。
步骤2：建立ANSYS数据库，其中变量与ANSYS变量的参数相对应。
步骤3：根据参数指定分析文件。
步骤4：声明优化变量。
步骤5：选择优化工具或优化方法。
步骤6：指定最优循环控制模式。
步骤7：优化分析。
步骤8：检查设计排序结果和后续处理。
根据上述分析过程，对扣索索力计算结果和拱轴线形偏差进行详细分析，并将本文所研究的技术与传统零弯矩法和零位移法进行对比。
3.2 扣索索力计算结果比较分析
结合ANSYS分析功能，分别采用本文提出的仿真计算分析技术、零弯矩法和零位移法对广西平南三桥拱肋吊装中南岸第1、5、10、12位置，北岸第11、15、20、22位置的扣索索力求取结果进行对比分析，并与实际施工期望索力值进行比较，如表2所示。
由表2可知，使用零弯矩法与实际施工期望索力值的最大误差为2.8;使用零位移法与实际施工期望索力值的最大误差为1.8;使用仿真计算分析技术与实际施工期望索力值的最大误差为1.2。通过该对比结果可知，使用仿真计算分析技术的扣索索力计算结果与实际施工期望索力值更加接近。
3.3 拱轴线形偏差比较分析
采用本文提出的仿真计算分析技术、零弯矩法和零位移法对广西平南三桥拱肋的拱轴线形偏差进行对比分析，对比结果如图3所示。
由图3可知，使用仿真计算分析技术的拱轴线与期望拱轴线最为接近，拱形偏差最大为1 cm;使用零弯矩法与期望拱轴线相差最大，最大拱形偏差为14.5 cm;使用零位移法最大拱形偏差为4.9 cm。通过该对比结果可知，使用仿真计算分析技术设计的拱轴线与期望拱轴线最为接近。
根据以上分析结果，可以得出以下结论：采用模拟计算分析技术，对拱桥拱肋段的架设进行分析，对44节拱肋扣索的索力值进行精确计算，虽然计算结果有一定的偏差，但与实际施工的期望索力值接近，影响较小，且模拟计算分析技术的拱轴线与预期拱轴线最接近，说明该施工技术具有良好的施工效果。 4 结语
本文以广西平南三桥的拱肋吊装为研究背景，对大跨度钢管混凝土拱桥拱肋节段架设施工、扣索索力问题进行了研究。混凝土灌注时，南岸和北岸拱肋横向偏位基本一致，拱肋失稳可能性降低。通过计算扣索索力，对比仿真计算分析技术、零弯矩法和零位移法的索力值，得到零弯矩法和零位移法的索力值误差较大，而仿真计算分析技术索力值误差较小。在拱肋拱轴线形偏差研究中，分析了三种技术的应用效果。实验结果表明，仿真计算分析技术设计的拱轴线与期望拱轴线最为接近，说明施工效果较好。
通过模拟分析大跨度钢管混凝土拱桥的施工过程，能够解决节段架设和索力计算问题，有效保障拱桥的施工质量。但受建筑环境及一些外部因素的影响，仍有一些问题有待进一步探讨：
（1）对于大跨度钢管混凝土拱桥，尽管全部采用了膨胀混凝土，但密实性仍难以保证。研究结果表明，如果混凝土不密实，钢管混凝土结构的承载能力将大大降低。
（2）受温度变化影响，钢管内温度在温度荷载作用下快速发生变化，而钢管混凝土的温度变化较慢，导致钢管应力增大，会产生二次温度应力，使混凝土应力降低。因此，对大跨径钢管混凝土拱桥应力分析应考虑温度荷载作用的影响。
（3）目前，钢管混凝土应力-应变关系的理论基础是室内试验，针对户外钢管混凝土的应力-应变关系还不够成熟，需要进一步深入研究。
（4）针对大跨径钢筋混凝土拱桥拱肋建设，应严格规范其设计和施工方案。增加对膨胀混凝土收缩徐变特性的研究，尤其是长期荷载作用下的收缩徐变模型，确保建筑质量。
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