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【摘要】兖州泗河兴隆大桥主桥为主跨102m的組合提篮系杆拱桥（由双提篮系杆拱及两侧边孔V型钢构组成），本文结合该桥介绍了组合提篮拱桥系杆与吊杆在施工中的关键问题。利用MIDAS软件模拟了主桥系杆施工的张拉过程，提出了考虑张拉顺序时吊杆张拉力的计算方法，该方法可以满足各吊杆均匀张拉的原则，并以此确定了本文桥例的吊杆张拉力。通过比较考虑张拉顺序与未考虑张拉顺序时吊杆张拉长度的分析结果，证明了张拉顺序对吊杆张拉力及张拉长度的确定有较大影响。
【关键词】组合提篮系杆拱桥、系杆张拉、吊杆张拉、张拉顺序、抛高值
中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：
一、工程概况
（一）吊杆
兖州泗河兴隆大桥主桥主副拱各有23对吊杆，吊杆采用环氧喷涂高强度低松弛钢绞线整束挤压型成品索。钢绞线外涂防锈油脂，单根聚乙烯护套防护，整束缠包高强聚脂带再挤包聚乙烯护套，避免了钢束由于一处腐蚀而整束锈蚀。同时钢绞线之间有聚乙烯套相隔，结构阻尼较钢丝拉索的要大，抗震性好；采取特殊制造工艺减少HDPE护套的拉应力，有效减少PE开裂的可能。提高了PE的耐久性。吊杆由OVM成套供货。主拱肋吊杆靠近拱座的最短吊杆采用Фs15.2—27环氧喷涂钢绞线外，其余吊杆采用Фs15.2—22环氧喷涂钢绞线，挤压镦头锚（带球形座）。副拱吊杆采用Фs15.2—9环氧喷涂钢绞线，挤压镦头锚（带球形座）。吊杆顺桥向间距4.2米，同一断面横桥向布置4根吊索（主、副吊杆各2根），具体见图1，分别锚固在主、副拱拱肋和主拱横梁内，拱肋处为张拉端。主拱横梁处为固定端。
图1主桥吊杆布置图
吊杆安装需要先把吊杆用吊车运到预定的位置，将吊杆用特制的连接头与钢丝绳联接，用卷扬机将吊杆吊至预埋管下，拱肋下工作平台上的人员将吊杆对正预留管口，点动卷扬机缓慢起吊（可以辅以倒链就位），直至吊杆提至拱肋上方，安放垫圈，拧上吊杆工作螺母，放下吊杆。如图2。固定端安放完毕后，钢箱梁上工作人员让吊杆下锚头顺利就位，然后安装垫圈，拧上张拉端螺母。按设计要求张拉，使桥面标高达到设计要求。采用4台千斤顶对称同时张拉同一编号的吊杆，张拉以控制桥面线形为主，控制张拉力为辅。
（二）系杆
系杆采用环氧喷涂高强度低松弛钢绞线成品索，配以吨位较大的可换式锚具。每侧系杆由12束Фs15.2—31钢绞线组成。钢绞线外涂防锈油脂，单根聚乙烯护套防护。整束缠包高强聚脂带再挤包聚乙烯护套。避免了钢束由于一处腐蚀而整束锈蚀。所用系杆成品索由OVM厂家提供。系杆在对应拱肋位置通过，锚固于边孔钢构横梁之上。
系杆的张拉要严格按监控单位提供的张拉顺序进行张拉。安装千斤顶和高压油泵，结合实际进度要求分阶段张拉。用4台440t千斤顶在两端两侧进行同步张拉, 张拉力控制为主，张拉控制以变形为辅。系杆张拉时虽能在张拉端较好地平衡拱脚水平推力产生的位移，但因其张拉位置较拱脚距离较远，导致中间区域（混凝土箱梁和V构）被动承受较大压力，施工时要对V构混凝土的受力情况进行监控。系杆减振器的安装应在张拉前进行，减少索力因预埋管偏位造成安装困难，
由于桥面系杆、吊杆与拱肋之间组成超静定体系，受力复杂，吊杆的张拉顺序对其最终内力影响较大，需要在施工前通过计算确定吊杆的张拉方案和张拉力。系杆和吊杆是整个拱桥体系中的重要部分，确定其施工方案和张拉力亦成为本工程的难点，因此需深入研究。
二、系杆施工过程控制
系杆张拉力主要由拱桥在拱脚处产生的水平推力控制，在拱肋施工过程中，拱脚处水平推力随施加在拱肋上的竖向荷载变化而改变。为平衡拱脚处水平推力，需要根据施工顺序对系杆进行多次张拉。
（一）系杆施工顺序如表1所示
表1主桥施工过程
（二）系杆张拉施工控制
系杆张拉时张拉端变形由其下部结构在拱脚水平推力作用下产生的水平位移控制，而土体对桩体的变形限制是决定下部结构在拱脚水平推力作用下水平位移的关键因素。本文采用弹簧单元模拟土体对桩体的变形限制，弹簧刚度通过m法确定。模型中将主拱横梁自重与桥面铺装荷载平均分配到相应吊杆与拱肋的交点处。
根据上述方法，并考虑施工过程对结构的影响，计算得到三次系杆张拉力如表2所示
值得注意的是，系杆张拉虽然能够在张拉点处平衡拱脚产生的水平推力，但从拱脚至张拉点区域内的混凝土箱梁承受了较大的轴向力，应当给予重视。
表2 系杆张拉力计算结果
三、吊杆施工过程控制
（一）吊杆张拉原则
兴隆大桥桥面系采用预制纵梁，在各个方向均具有较大的刚度，因此按照不同的张拉原则张拉吊杆会使各吊杆的张拉长度及张拉力不同，进而引起拱肋线形的差异。所以，计算吊杆张拉力的首要问题是给出吊杆的张拉原则。为使各吊杆受力均匀，本文采用将纵梁荷载按比例分配到主副拱肋吊杆作为吊杆的张拉原则。
（二）吊杆张拉顺序
由于兴隆大桥的吊杆数量较多，施工时不可能同时张拉所有吊杆，而后张拉的吊杆在张拉时会引起已张拉吊杆的预应力损失。本文假设吊杆张拉顺序如图2所示，即从两侧向跨中对称张拉，张拉过程中每根吊杆仅张拉一次。
图2 桥面系、吊杆与拱肋之间形成受力体系及吊杆的张拉顺序
（三）张拉控制数据：
表3主吊杆张拉应力计算结果
(四）吊杆张拉施工控制
吊杆张拉过程中以桥面线性控制为主，同时辅以应力控制。在吊杆张拉过程中，当控制应力达到设计应力时，随着主副吊杆的同步张拉该体系达到平衡，此时张拉应力不再发生变化，但是随着张拉的进行，该位置的桥面高程不断发生变化，这就要求在张拉进程中同时进行桥面高程（线性）控制，同时该高程控制应考虑纵梁安装及桥面系施工完成后，由于荷载增加引起的吊杆伸长即桥面下降。因此应在吊杆张拉控制高程基础之上增加该位置的抛高值。
四、结论
本文以兖州泗河兴隆大桥为例，介绍了组合提篮系杆拱桥吊杆与系杆张拉的相关问题，着重强调了系杆及吊杆分别对称张拉的重要性并加以分析，同时论述了吊杆张拉完毕后增加桥梁自重造成的影响并提出了解决方法。
【参考文献】
[1]陈德来，钢管混凝土简支系杆拱桥系杆张拉力控制，[J]. 市政技术，2007，04：259-261.
[2]王光明，钢管混凝土拱桥系杆施工技术，[J]. 华东公路，2008，06：59-63
[3]王弘，郭良友，王朝华，钢管混凝土拱桥吊杆索力的误差状况分析，[J]. 世界桥梁，2004，03：45-48
[4]杜思义，殷学纲，陈淮，中_下_承式拱桥吊杆静张力分析方法的改进，[J]. 世界地震工程，2006，04：99-103
[5]于琦，孟少平，系杆拱桥吊杆张拉控制有限元模拟方法研究，[J].特种结构，2008，01：88-91.
[6]林刘赞，贾丽君，系杆拱桥吊杆多次张拉的计算方法，[C]. 第十八届全国桥梁学术会议论文集（下册），2008
【关键词】组合提篮系杆拱桥、系杆张拉、吊杆张拉、张拉顺序、抛高值
中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：
一、工程概况
（一）吊杆
兖州泗河兴隆大桥主桥主副拱各有23对吊杆，吊杆采用环氧喷涂高强度低松弛钢绞线整束挤压型成品索。钢绞线外涂防锈油脂，单根聚乙烯护套防护，整束缠包高强聚脂带再挤包聚乙烯护套，避免了钢束由于一处腐蚀而整束锈蚀。同时钢绞线之间有聚乙烯套相隔，结构阻尼较钢丝拉索的要大，抗震性好；采取特殊制造工艺减少HDPE护套的拉应力，有效减少PE开裂的可能。提高了PE的耐久性。吊杆由OVM成套供货。主拱肋吊杆靠近拱座的最短吊杆采用Фs15.2—27环氧喷涂钢绞线外，其余吊杆采用Фs15.2—22环氧喷涂钢绞线，挤压镦头锚（带球形座）。副拱吊杆采用Фs15.2—9环氧喷涂钢绞线，挤压镦头锚（带球形座）。吊杆顺桥向间距4.2米，同一断面横桥向布置4根吊索（主、副吊杆各2根），具体见图1，分别锚固在主、副拱拱肋和主拱横梁内，拱肋处为张拉端。主拱横梁处为固定端。
图1主桥吊杆布置图
吊杆安装需要先把吊杆用吊车运到预定的位置，将吊杆用特制的连接头与钢丝绳联接，用卷扬机将吊杆吊至预埋管下，拱肋下工作平台上的人员将吊杆对正预留管口，点动卷扬机缓慢起吊（可以辅以倒链就位），直至吊杆提至拱肋上方，安放垫圈，拧上吊杆工作螺母，放下吊杆。如图2。固定端安放完毕后，钢箱梁上工作人员让吊杆下锚头顺利就位，然后安装垫圈，拧上张拉端螺母。按设计要求张拉，使桥面标高达到设计要求。采用4台千斤顶对称同时张拉同一编号的吊杆，张拉以控制桥面线形为主，控制张拉力为辅。
（二）系杆
系杆采用环氧喷涂高强度低松弛钢绞线成品索，配以吨位较大的可换式锚具。每侧系杆由12束Фs15.2—31钢绞线组成。钢绞线外涂防锈油脂，单根聚乙烯护套防护。整束缠包高强聚脂带再挤包聚乙烯护套。避免了钢束由于一处腐蚀而整束锈蚀。所用系杆成品索由OVM厂家提供。系杆在对应拱肋位置通过，锚固于边孔钢构横梁之上。
系杆的张拉要严格按监控单位提供的张拉顺序进行张拉。安装千斤顶和高压油泵，结合实际进度要求分阶段张拉。用4台440t千斤顶在两端两侧进行同步张拉, 张拉力控制为主，张拉控制以变形为辅。系杆张拉时虽能在张拉端较好地平衡拱脚水平推力产生的位移，但因其张拉位置较拱脚距离较远，导致中间区域（混凝土箱梁和V构）被动承受较大压力，施工时要对V构混凝土的受力情况进行监控。系杆减振器的安装应在张拉前进行，减少索力因预埋管偏位造成安装困难，
由于桥面系杆、吊杆与拱肋之间组成超静定体系，受力复杂，吊杆的张拉顺序对其最终内力影响较大，需要在施工前通过计算确定吊杆的张拉方案和张拉力。系杆和吊杆是整个拱桥体系中的重要部分，确定其施工方案和张拉力亦成为本工程的难点，因此需深入研究。
二、系杆施工过程控制
系杆张拉力主要由拱桥在拱脚处产生的水平推力控制，在拱肋施工过程中，拱脚处水平推力随施加在拱肋上的竖向荷载变化而改变。为平衡拱脚处水平推力，需要根据施工顺序对系杆进行多次张拉。
（一）系杆施工顺序如表1所示
表1主桥施工过程
（二）系杆张拉施工控制
系杆张拉时张拉端变形由其下部结构在拱脚水平推力作用下产生的水平位移控制，而土体对桩体的变形限制是决定下部结构在拱脚水平推力作用下水平位移的关键因素。本文采用弹簧单元模拟土体对桩体的变形限制，弹簧刚度通过m法确定。模型中将主拱横梁自重与桥面铺装荷载平均分配到相应吊杆与拱肋的交点处。
根据上述方法，并考虑施工过程对结构的影响，计算得到三次系杆张拉力如表2所示
值得注意的是，系杆张拉虽然能够在张拉点处平衡拱脚产生的水平推力，但从拱脚至张拉点区域内的混凝土箱梁承受了较大的轴向力，应当给予重视。
表2 系杆张拉力计算结果
三、吊杆施工过程控制
（一）吊杆张拉原则
兴隆大桥桥面系采用预制纵梁，在各个方向均具有较大的刚度，因此按照不同的张拉原则张拉吊杆会使各吊杆的张拉长度及张拉力不同，进而引起拱肋线形的差异。所以，计算吊杆张拉力的首要问题是给出吊杆的张拉原则。为使各吊杆受力均匀，本文采用将纵梁荷载按比例分配到主副拱肋吊杆作为吊杆的张拉原则。
（二）吊杆张拉顺序
由于兴隆大桥的吊杆数量较多，施工时不可能同时张拉所有吊杆，而后张拉的吊杆在张拉时会引起已张拉吊杆的预应力损失。本文假设吊杆张拉顺序如图2所示，即从两侧向跨中对称张拉，张拉过程中每根吊杆仅张拉一次。
图2 桥面系、吊杆与拱肋之间形成受力体系及吊杆的张拉顺序
（三）张拉控制数据：
表3主吊杆张拉应力计算结果
(四）吊杆张拉施工控制
吊杆张拉过程中以桥面线性控制为主，同时辅以应力控制。在吊杆张拉过程中，当控制应力达到设计应力时，随着主副吊杆的同步张拉该体系达到平衡，此时张拉应力不再发生变化，但是随着张拉的进行，该位置的桥面高程不断发生变化，这就要求在张拉进程中同时进行桥面高程（线性）控制，同时该高程控制应考虑纵梁安装及桥面系施工完成后，由于荷载增加引起的吊杆伸长即桥面下降。因此应在吊杆张拉控制高程基础之上增加该位置的抛高值。
四、结论
本文以兖州泗河兴隆大桥为例，介绍了组合提篮系杆拱桥吊杆与系杆张拉的相关问题，着重强调了系杆及吊杆分别对称张拉的重要性并加以分析，同时论述了吊杆张拉完毕后增加桥梁自重造成的影响并提出了解决方法。
【参考文献】
[1]陈德来，钢管混凝土简支系杆拱桥系杆张拉力控制，[J]. 市政技术，2007，04：259-261.
[2]王光明，钢管混凝土拱桥系杆施工技术，[J]. 华东公路，2008，06：59-63
[3]王弘，郭良友，王朝华，钢管混凝土拱桥吊杆索力的误差状况分析，[J]. 世界桥梁，2004，03：45-48
[4]杜思义，殷学纲，陈淮，中_下_承式拱桥吊杆静张力分析方法的改进，[J]. 世界地震工程，2006，04：99-103
[5]于琦，孟少平，系杆拱桥吊杆张拉控制有限元模拟方法研究，[J].特种结构，2008，01：88-91.
[6]林刘赞，贾丽君，系杆拱桥吊杆多次张拉的计算方法，[C]. 第十八届全国桥梁学术会议论文集（下册），2008