無(wú)應(yīng)力狀態(tài)法[建筑實(shí)用]

1、無(wú)應(yīng)力狀態(tài)法摘要：本文介紹了大跨度橋梁施工控制一種結(jié)構(gòu)計(jì)算方法，即無(wú)應(yīng)力狀態(tài)法。通過(guò)建立分階段施工結(jié)構(gòu)的力學(xué)平衡方程, 從理論上闡明橋梁構(gòu)件單元的無(wú)應(yīng)力狀態(tài)量是影響分階段施工結(jié)構(gòu)內(nèi)力和位移的本質(zhì)因素, 并得出無(wú)應(yīng)力狀態(tài)控制法原理: 在結(jié)構(gòu)外荷載、結(jié)構(gòu)體系、支承邊界條件、單元無(wú)應(yīng)力長(zhǎng)度、無(wú)應(yīng)力曲率一定的情況下, 其對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)內(nèi)力和位移是惟一的, 與結(jié)構(gòu)的形成過(guò)程無(wú)關(guān)。安裝計(jì)算時(shí)通過(guò)無(wú)應(yīng)力狀態(tài)量直接解算施工中間狀態(tài)的內(nèi)力和位移, 在分階段施工橋梁施工過(guò)程中實(shí)現(xiàn)了多工序并行作業(yè)和溫度、臨時(shí)荷載影響的自動(dòng)過(guò)濾。關(guān)鍵詞：分階段施工橋梁；無(wú)應(yīng)力長(zhǎng)度；無(wú)應(yīng)力曲率；施工控制；原理； 應(yīng)用Unstressed

2、state methodAbstract：This paper introduces a method of structure calculation in the construction control about large span bridge, which is unstressed state method. By establishing the mechanical equilibrium equations for the structure, it is theoretically explained that the unstressed state amount o

3、 f the element of the structure is the essential factor that has influence on the internal force and displacement of the structure constructed in stages and the principle of the unstressed state control is obtained, that is, under the certain conditions of the external load, structural system, suppo

4、rting boundary condition, element unstressed length and unstressed curvature, the structural internal force and displacement corresponding to the conditions is sole and has no relationship with the formation process of the structure .At the time of calculation for erection, the internal force and di

5、splacement in the interim state of construction are directly calculated by means of the unstressed state amount and the parallel operation of multiple working procedures and the automatic filtration of influences from temperatures and temporary load can be therefore well realized in the construction

6、 process of the bridges constructed in stages.Keyword：bridge constructed in stages; unstressed length; unstressed curvature; construction control; principle; application1 前言無(wú)應(yīng)力狀態(tài)控制法是中鐵大橋局總工程師秦順全提出的一種解決橋梁分階段施工的理論控制方法。該方法的理念在20世紀(jì)80年代末形成, 在1992年的全國(guó)橋梁結(jié)構(gòu)學(xué)術(shù)會(huì)議上正式發(fā)表第1篇論文, 于1993年完成程序編制工作并在武漢長(zhǎng)江二橋工程上第1次成功運(yùn)用, 至

7、今該方法已經(jīng)在國(guó)內(nèi)外30多座橋梁上成功運(yùn)用1?，F(xiàn)階段施工控制中橋梁結(jié)構(gòu)的計(jì)算方法主要包括：正裝分析法、倒裝分析法和無(wú)應(yīng)力狀態(tài)計(jì)算法2。倒拆計(jì)算法以結(jié)構(gòu)的倒拆計(jì)算建立了施工中間狀態(tài)與最后成橋目標(biāo)狀態(tài)之間的聯(lián)系;正裝計(jì)算法可以通過(guò)試算的辦法建立結(jié)構(gòu)施工的中間狀態(tài)，并使結(jié)構(gòu)施工的中間狀態(tài)的內(nèi)力和線形滿足成橋目標(biāo)的要求。兩種計(jì)算方法都是以結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和線形建立中間狀態(tài)與最終狀態(tài)之間的聯(lián)系。而內(nèi)力和位移狀態(tài)與結(jié)構(gòu)體系和外荷載緊密相關(guān)，外荷載和結(jié)構(gòu)體系發(fā)生變化時(shí)，結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和位移也會(huì)隨之發(fā)生變化，但結(jié)構(gòu)中各構(gòu)件或單元的無(wú)應(yīng)力長(zhǎng)度和曲率是一個(gè)確定的值，在橋梁結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中或成橋后，不論結(jié)構(gòu)溫度如何變化，如何位

8、移，如何加載，各構(gòu)件或單元的無(wú)應(yīng)力長(zhǎng)度和曲率恒定不變，只是構(gòu)件或單元的有應(yīng)力長(zhǎng)度和曲率改變，我們用構(gòu)件或單元的無(wú)應(yīng)力長(zhǎng)度和曲率這一個(gè)抽象的控制量將橋粱結(jié)構(gòu)安裝的中間狀態(tài)和成橋狀態(tài)之間聯(lián)系起來(lái)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析的方法就叫無(wú)應(yīng)力狀態(tài)法3。2 無(wú)應(yīng)力狀態(tài)量結(jié)構(gòu)體系內(nèi)任意構(gòu)件單元，受荷載變形后單元兩節(jié)點(diǎn)間的幾何距離稱(chēng)為單元的有應(yīng)力長(zhǎng)度，假設(shè)卸除該單元的軸向力，單元軸向變形恢復(fù)，此時(shí)單元上兩節(jié)點(diǎn)間的幾何距離定義為構(gòu)件單元的無(wú)應(yīng)力長(zhǎng)度。橋梁結(jié)構(gòu)中，在單元長(zhǎng)度足夠細(xì)分的情況下，分析計(jì)算時(shí)可僅考慮單元的桿端力，這時(shí)單元的變形曲線一定是一個(gè)三次曲線。利用結(jié)構(gòu)受荷載變形后單元上兩節(jié)點(diǎn)的水平位移。豎向位移和轉(zhuǎn)角可計(jì)

9、算單元上任意截面的撓度曲線的曲率，這就是單元的有應(yīng)力曲率，假設(shè)在此基礎(chǔ)上卸除該單元的彎矩，單元的彎曲變形恢復(fù)，此時(shí)單元撓度曲線的曲率即稱(chēng)之為單元的無(wú)應(yīng)力曲率。無(wú)應(yīng)力狀態(tài)量是單元無(wú)應(yīng)力長(zhǎng)度和單元無(wú)應(yīng)力曲率兩個(gè)狀態(tài)量的總稱(chēng);無(wú)應(yīng)力狀態(tài)量是一個(gè)結(jié)構(gòu)的固有量，如同結(jié)構(gòu)的質(zhì)量、密度等一樣，只要不對(duì)結(jié)構(gòu)本身進(jìn)行變動(dòng)，這種本質(zhì)的特性是不會(huì)變化的，因此利用它可以建立起結(jié)構(gòu)任意兩個(gè)狀態(tài)的內(nèi)在關(guān)系。3 分階段施工橋梁結(jié)構(gòu)力學(xué)平衡方程分階段成形結(jié)構(gòu)的任意中間施工過(guò)程狀態(tài)(或結(jié)構(gòu)最終狀態(tài))如圖1所示,用能量法來(lái)建立以結(jié)構(gòu)總內(nèi)力或總位移表述的力學(xué)平衡方程。圖1 分階段施工的斜拉橋不論結(jié)構(gòu)形成過(guò)程如何,構(gòu)件單元在什么階段

10、施工安裝,最終狀態(tài)(也可以是中間施工階段)構(gòu)件單元的變形勢(shì)能只與單元的最終變形和零應(yīng)力(無(wú)應(yīng)力)時(shí)的長(zhǎng)度和曲率有關(guān)。由于結(jié)構(gòu)是分階段成形的,后續(xù)單元安裝時(shí),已有結(jié)構(gòu)上的節(jié)點(diǎn)可能有變形存在,構(gòu)件單元的變形勢(shì)能不能以節(jié)點(diǎn)位移的“零”為起算點(diǎn),而必須以構(gòu)件單元零應(yīng)力時(shí)的長(zhǎng)度和曲率為起算點(diǎn)。最終狀態(tài)單元i, j的軸向變形,如圖2所示。圖2 局部坐標(biāo)系下的單元變形經(jīng)典力學(xué)平衡方程： (1) 為構(gòu)件單元的無(wú)應(yīng)力長(zhǎng)度。 (2)i,j單元上無(wú)單元荷載時(shí),曲率K沿單元長(zhǎng)度方向的變化一定是線性的。設(shè)i端的曲率為，j端的曲率為：同樣有： (3)由結(jié)構(gòu)的平衡條件可以推導(dǎo)出結(jié)構(gòu)的平衡方程： (4) 式(4)中，具有與(

11、1)相同的形式。對(duì)于二維梁?jiǎn)卧?，定義單元無(wú)應(yīng)力長(zhǎng)度和無(wú)應(yīng)力曲率兩個(gè)無(wú)應(yīng)力狀態(tài)量，為： (5)式(4)就是分階段成形結(jié)構(gòu)的力學(xué)平衡方程。對(duì)于任意類(lèi)型單元,只要定義相應(yīng)的無(wú)應(yīng)力狀態(tài)量都可以推導(dǎo)出類(lèi)似的平衡方程。不同的單元類(lèi)型,式(5)具有不同的形式。對(duì)比式(1)和式(4)可以看出,分階段成形結(jié)構(gòu),由于結(jié)構(gòu)分階段成形,結(jié)構(gòu)恒載施加于不同的結(jié)構(gòu)體系上,后續(xù)安裝的構(gòu)件單元實(shí)際安裝在已變形的結(jié)構(gòu)上,形成一個(gè)廣義的附加荷載L0 。如果結(jié)構(gòu)一次成形, L0 等于零,式(4)自然退化成式(1)的形式。4 無(wú)應(yīng)力狀態(tài)控制法原理由式(4)的平衡方程可以看出,分階段施工的橋梁結(jié)構(gòu)最終狀態(tài)的內(nèi)力和位移由下述4個(gè)條件惟一

12、決定4:(1) 外荷載(結(jié)構(gòu)恒載) 的作用位置和大小。(2) 結(jié)構(gòu)體系。組成結(jié)構(gòu)的構(gòu)件單元的幾何尺寸、位置和剛度。(3) 邊界條件。(4) 構(gòu)件單元無(wú)應(yīng)力狀態(tài)下的幾何長(zhǎng)度和曲率。對(duì)于任意的分階段施工橋梁結(jié)構(gòu),當(dāng)上述4個(gè)條件一定時(shí),組成的橋梁結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形是確定的,惟一的,與結(jié)構(gòu)構(gòu)件單元的安裝形成過(guò)程無(wú)關(guān)。這個(gè)結(jié)論對(duì)考慮幾何非線性的結(jié)構(gòu)也是適用的。傳統(tǒng)的分階段施工橋梁結(jié)構(gòu)分析中之所以會(huì)得出橋梁的最終內(nèi)力和位移狀態(tài)與結(jié)構(gòu)的施工過(guò)程緊密相關(guān)的結(jié)論,是因?yàn)槠浞治鲞^(guò)程未關(guān)注組成結(jié)構(gòu)的構(gòu)件單元的無(wú)應(yīng)力狀態(tài)量。換句話說(shuō),分階段施工的橋梁結(jié)構(gòu)最終狀態(tài)的結(jié)構(gòu)內(nèi)力和位移與組成結(jié)構(gòu)的構(gòu)件單元在無(wú)應(yīng)力時(shí)的幾何長(zhǎng)度和

13、曲率有關(guān)。從分階段施工結(jié)構(gòu)的力學(xué)平衡方程可以很容易地得出無(wú)應(yīng)力狀態(tài)控制法原理一: 在結(jié)構(gòu)外荷載、結(jié)構(gòu)體系、支承邊界條件、單元無(wú)應(yīng)力長(zhǎng)度、無(wú)應(yīng)力曲率一定的情況下, 其對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)內(nèi)力和位移是惟一的, 與結(jié)構(gòu)的形成過(guò)程無(wú)關(guān)。對(duì)于圖3所示結(jié)構(gòu), 如果按照頂推法施工, 不論中間頂推的過(guò)程如何復(fù)雜, 最終狀態(tài)內(nèi)力、位移都將和一次成形結(jié)構(gòu)內(nèi)力、位移完全相同。這和目前教科書(shū)上“結(jié)構(gòu)內(nèi)力、位移和結(jié)構(gòu)形成過(guò)程有關(guān)”的說(shuō)法是矛盾的。但是用無(wú)應(yīng)力狀態(tài)控制法原理就很好理解了, 因?yàn)轫斖剖┕r(shí), 各單元均在臺(tái)座上澆筑完成, 其無(wú)應(yīng)力狀態(tài)量和一次成形時(shí)是完全相同的,所以最終狀態(tài)內(nèi)力、位移也和一次成形結(jié)構(gòu)內(nèi)力、位移相同。圖3

14、 三跨連續(xù)梁根據(jù)簡(jiǎn)單地推導(dǎo)還可以得到無(wú)應(yīng)力狀態(tài)法原理二: 結(jié)構(gòu)單元的內(nèi)力和位移隨結(jié)構(gòu)的加載、體系轉(zhuǎn)換和斜拉索的張拉而變化, 單元無(wú)應(yīng)力長(zhǎng)度只有人為地調(diào)整才會(huì)發(fā)生變化, 當(dāng)荷載和結(jié)構(gòu)體系一定時(shí), 單元無(wú)應(yīng)力長(zhǎng)度的變化必然惟一地對(duì)應(yīng)單元軸力的變化。5 無(wú)應(yīng)力狀態(tài)控制法的工程應(yīng)用5. 1 斜拉橋安裝計(jì)算問(wèn)題依據(jù)無(wú)應(yīng)力狀態(tài)控制法原理一，只要外荷載、結(jié)構(gòu)體系、支承邊界條件和單元的無(wú)應(yīng)力長(zhǎng)度和無(wú)應(yīng)力曲率確定，則最終恒載完成后的成橋狀態(tài)的內(nèi)力和線形是確定的、惟一的。下面分別研究斜拉橋安裝計(jì)算中的4個(gè)決定成橋最終狀態(tài)內(nèi)力和線形的因素。（1)外荷載。施工過(guò)程結(jié)構(gòu)的恒載雖然分次施加，但最后成橋時(shí)所有構(gòu)件單元恒載一

15、定施加完畢；施工中結(jié)構(gòu)上作用的施工臨時(shí)荷載在整個(gè)斜拉橋施工中的大小和位置都在發(fā)生變化，但在橋梁施工完成時(shí)均全部拆除。所以，安裝計(jì)算中斜拉橋成橋時(shí)外荷載（恒載）是確定的。（2)結(jié)構(gòu)體系。斜拉橋分階段施工中，結(jié)構(gòu)體系多變，但斜拉橋施工完成時(shí)， 其結(jié)構(gòu)體系一定是成橋理想狀態(tài)要求的結(jié)構(gòu)體系。（3)支承邊界條件。與外荷載、結(jié)構(gòu)體系一樣，分階段施工的斜拉橋施工完成后其支承邊界也一定與設(shè)計(jì)要求的成橋目標(biāo)狀態(tài)一致。（4)單元無(wú)應(yīng)力曲率。節(jié)段預(yù)制拼裝的橋梁結(jié)構(gòu)，節(jié)段在臺(tái)座上預(yù)制時(shí)的幾何外形應(yīng)滿足斜拉橋成橋目標(biāo)狀態(tài)該節(jié)段無(wú)應(yīng)力曲率的要求；若節(jié)段懸臂澆注， 則應(yīng)通過(guò)懸澆時(shí)節(jié)段前后的高差來(lái)控制節(jié)段未受載時(shí)的曲率與成橋

16、目標(biāo)狀態(tài)下該節(jié)段單元的無(wú)應(yīng)力曲率相等。在滿足了上述外荷載、結(jié)構(gòu)體系、支承邊界條件和單元無(wú)應(yīng)力曲率等條件后， 只要分階段施工的斜拉橋施工完成時(shí)斜拉索的無(wú)應(yīng)力長(zhǎng)度也和成橋目標(biāo)狀態(tài)斜拉索的無(wú)應(yīng)力長(zhǎng)度相等，依據(jù)無(wú)應(yīng)力狀態(tài)控制法原理一，則通過(guò)分階段施工形成的最終成橋狀態(tài)的內(nèi)力和線形一定自動(dòng)逼近設(shè)計(jì)要求的成橋目標(biāo)狀態(tài)。是否可以通過(guò)控制斜拉索的下料長(zhǎng)度來(lái)滿足其無(wú)應(yīng)力長(zhǎng)度相等的條件呢？答案是否定的！主要因?yàn)? 斜拉索的下料長(zhǎng)度和塔、梁錨固點(diǎn)之間距離的測(cè)量精度往往難以滿足要求。更重要的一點(diǎn)，不能只關(guān)心建成的斜拉橋是否滿足成橋目標(biāo)狀態(tài)內(nèi)力和線形的要求，而同時(shí)更應(yīng)關(guān)注橋梁分階段施工過(guò)程中，各施工中間階段結(jié)構(gòu)的狀態(tài)，

17、即斜拉橋的中間施工過(guò)程結(jié)構(gòu)是否安全。要解決上述問(wèn)題， 必須應(yīng)用無(wú)應(yīng)力狀態(tài)控制法原理二，建立起斜拉索無(wú)應(yīng)力長(zhǎng)度和斜拉索索力的對(duì)應(yīng)關(guān)系，檢算施工中間過(guò)程結(jié)構(gòu)的安全度。當(dāng)斜拉橋分階段施工中的應(yīng)力控制需要時(shí)，斜拉索的無(wú)應(yīng)力長(zhǎng)度應(yīng)分步到位。綜上所述，用無(wú)應(yīng)力狀態(tài)控制法確定斜拉橋施工中間過(guò)程理想狀態(tài)時(shí)，其分析計(jì)算過(guò)程如下:（1）計(jì)算設(shè)計(jì)指定的成橋目標(biāo)狀態(tài)各斜拉索的無(wú)應(yīng)力長(zhǎng)度。（2）根據(jù)斜拉橋的實(shí)際施工過(guò)程，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分階段的正裝計(jì)算。正裝計(jì)算過(guò)程中，根據(jù)施工階段結(jié)構(gòu)受力的需要，每根斜拉索可多次張拉或放松，惟最后一次主動(dòng)張拉（張拉到位）時(shí)需將該斜拉索的無(wú)應(yīng)力長(zhǎng)度通過(guò)張拉調(diào)整至成橋目標(biāo)狀態(tài)的無(wú)應(yīng)力長(zhǎng)度（計(jì)算值

18、）。如果是鋼結(jié)構(gòu)斜拉橋或混凝土斜拉橋不考慮混凝土收縮徐變影響時(shí)，按上述第2步得到的成橋狀態(tài)一定自動(dòng)逼近成橋目標(biāo)狀態(tài)。當(dāng)考慮混凝土收縮徐變影響時(shí)，上述第2步得到的成橋狀態(tài)將會(huì)偏離成橋目標(biāo)狀態(tài)，這時(shí)需通過(guò)人為地調(diào)整斜拉索使安裝得到的成橋狀態(tài)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力滿足成橋目標(biāo)狀態(tài)的要求，重新計(jì)算目標(biāo)狀態(tài)無(wú)應(yīng)力長(zhǎng)度，再按第2步要求重新進(jìn)行正裝計(jì)算，直至收斂。成橋狀態(tài)位移的偏差可通過(guò)主梁安裝過(guò)程中的預(yù)拱度來(lái)調(diào)整。需要指出，對(duì)于混凝土斜拉橋上述混凝土收縮徐變影響的迭代過(guò)程是必然的。主要因?yàn)橹付ǖ某蓸蚶硐肽繕?biāo)狀態(tài)未考慮或未完全考慮斜拉橋分階段施工過(guò)程的收縮徐變影響。用傳統(tǒng)的“倒退分析法”也有此迭代過(guò)程。使用無(wú)應(yīng)力狀態(tài)法

19、可以很明確地表明安裝得到的成橋狀態(tài)的內(nèi)力完全逼近于成橋目標(biāo)狀態(tài)，收縮徐變的影響主要反應(yīng)在位移的偏差上，這種位移的偏差用預(yù)拱度來(lái)調(diào)整。斜拉橋中索力的變化有2種，一種是改變斜拉索自身無(wú)應(yīng)力長(zhǎng)度（利用千斤頂張拉）時(shí)的索力變化，另一種是由于外荷載、體系改變、混凝土收縮徐變和其他斜拉索張拉等引起的變化。無(wú)應(yīng)力狀態(tài)法更關(guān)注由于斜拉索自身無(wú)應(yīng)力長(zhǎng)度改變引起的索力變化。所謂“到位張拉”就是指某一根斜拉索最后一次主動(dòng)調(diào)索，使其無(wú)應(yīng)力長(zhǎng)度調(diào)整至成橋目標(biāo)要求的長(zhǎng)度。斜拉索到位張拉后，后續(xù)階段索力還會(huì)發(fā)生變化， 但成橋后索力一定會(huì)自動(dòng)逼近成橋目標(biāo)狀態(tài)的索力。5. 2 施工過(guò)程溫度與臨時(shí)荷載影響的過(guò)濾斜拉橋?qū)嶋H施工時(shí)，

20、斜拉橋上一般都布置有應(yīng)力、索力、線形和溫度測(cè)點(diǎn)。在特定的監(jiān)控測(cè)試階段，選擇凌晨日出前氣溫較為恒定的時(shí)段同時(shí)測(cè)試結(jié)構(gòu)的應(yīng)力、索力、線形和溫度，當(dāng)橋上有施工臨時(shí)荷載時(shí)記錄其大小和位置。由于測(cè)試的應(yīng)力、索力和主梁線形數(shù)值有對(duì)應(yīng)的溫度和臨時(shí)荷載，在計(jì)算機(jī)里很容易把應(yīng)力、索力和線形的實(shí)測(cè)值修正至設(shè)計(jì)溫度和標(biāo)準(zhǔn)荷載條件下的數(shù)值。將這些經(jīng)過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化處理后的實(shí)測(cè)值與對(duì)應(yīng)的中間施工過(guò)程理想狀態(tài)的計(jì)算值進(jìn)行對(duì)比，可以判斷當(dāng)前結(jié)構(gòu)的狀態(tài)，并決定下一階段的操作，下達(dá)下道工序的操作指令。上述施工測(cè)試的信息收集和制定控制對(duì)策的信息處理過(guò)程在理論上是嚴(yán)密的，實(shí)際操作的效果也是非常好的。但是，第三步信息的反饋- 監(jiān)控指令的執(zhí)行

21、卻是一個(gè)難題。監(jiān)控指令中的索力調(diào)整是在設(shè)計(jì)溫度條件下的，不太可能要求現(xiàn)場(chǎng)的溫度就是設(shè)計(jì)溫度，對(duì)施工時(shí)的溫度預(yù)測(cè)也是困難的，即使嚴(yán)格要求監(jiān)控指令的施工操作在凌晨氣溫穩(wěn)定時(shí)進(jìn)行，但也只能消除日照的影響，況且這么做也是不實(shí)際的。所以傳統(tǒng)做法監(jiān)控指令的實(shí)施效果很差。按照無(wú)應(yīng)力狀態(tài)法與過(guò)程無(wú)關(guān)的原理，如果監(jiān)控指令中斜拉索的調(diào)整不用索力為調(diào)整依據(jù)，而是用兩狀態(tài)之間斜拉索無(wú)應(yīng)力長(zhǎng)度的差值作為調(diào)整的依據(jù)，則可完全避開(kāi)溫度和橋上施工臨時(shí)荷載變動(dòng)的影響。當(dāng)用伸長(zhǎng)量( 無(wú)應(yīng)力長(zhǎng)度差值) 調(diào)整時(shí)，如果結(jié)構(gòu)溫度和橋上臨時(shí)荷載恰巧與設(shè)計(jì)條件一致，則索力的變化與理論計(jì)算值相同，如果溫度和臨時(shí)荷載與設(shè)計(jì)值有差異，則橋上的實(shí)際

22、索力變化與理論值也會(huì)不一致，但這個(gè)實(shí)際索力的變化回歸到設(shè)計(jì)溫度和標(biāo)準(zhǔn)荷載時(shí)，索力的變化必然趨近于理論計(jì)算值。5. 3 斜拉橋施工中的同步作業(yè)問(wèn)題混凝土斜拉橋主梁節(jié)段懸澆時(shí)，為了控制節(jié)段混凝土全部澆注完成時(shí)主梁上緣的拉應(yīng)力水平，節(jié)段混凝土澆注前必須張拉Cn斜拉索，使主梁上緣儲(chǔ)存一定的壓應(yīng)力。當(dāng)節(jié)段混凝土數(shù)量較大時(shí)，往往由于Cn索在混凝土澆注前預(yù)張拉時(shí)主梁下緣拉應(yīng)力控制，使上緣的預(yù)壓應(yīng)力不足，這時(shí)需要在主梁節(jié)段混凝土的澆注過(guò)程中增加一次調(diào)索。如圖4所示，傳統(tǒng)的做法是: 節(jié)段混凝土澆注前預(yù)張拉Cn索至一定數(shù)值, 澆注1/2節(jié)段混凝土，再次張拉Cn索，繼續(xù)澆注節(jié)段混凝土直至完成。上述的做法存在如下問(wèn)題

23、: 由于Cn索的調(diào)整是以索力作為調(diào)整控制量，而索力與節(jié)段混凝土澆注的數(shù)量密切相關(guān)，1/2節(jié)段混凝土數(shù)量的估計(jì)在實(shí)踐中很難準(zhǔn)確，由于荷載估計(jì)不準(zhǔn)，索力調(diào)整的實(shí)際精度差。由于施工現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)索需要一定的時(shí)間, 為了穩(wěn)定橋上荷載而暫時(shí)中斷現(xiàn)場(chǎng)的混凝土灌注會(huì)給施工帶來(lái)風(fēng)險(xiǎn)。實(shí)踐中，也有在1/2節(jié)段混凝土澆注完成時(shí)Cn只粗略調(diào)整（不要求節(jié)段混凝土的重量準(zhǔn)確），節(jié)段混凝土澆注完成時(shí)再將Cn索張拉至設(shè)計(jì)值。這樣做的最大風(fēng)險(xiǎn)在于節(jié)段混凝土澆注完成時(shí)，接縫處混凝土一般已經(jīng)初凝，再調(diào)索可能會(huì)影響節(jié)段混凝土的質(zhì)量。圖4 階段混凝土施工狀態(tài)如果按照無(wú)應(yīng)力狀態(tài)控制法的基本思想，圖4中的步驟（a）(c)Cn斜拉索的調(diào)索和節(jié)段混凝土的澆注是可以同步并行操作的。具體做法是: 節(jié)段混凝土連續(xù)澆注,混凝土澆注過(guò)程中同步調(diào)整斜拉索索力,Cn索的調(diào)整以步驟(c)與步驟(a) 兩狀態(tài)之間的無(wú)應(yīng)力長(zhǎng)度差來(lái)控制，同時(shí)預(yù)先通過(guò)計(jì)算設(shè)定Cn索調(diào)索的最早開(kāi)始調(diào)索時(shí)間和最遲完成調(diào)索時(shí)間，確保結(jié)構(gòu)的安全。最早開(kāi)始調(diào)索時(shí)間: 節(jié)段混凝土澆注至一定數(shù)量，如1/4節(jié)段混凝土，開(kāi)始調(diào)Cn斜拉索, 假設(shè)此時(shí)Cn 斜拉索的調(diào)整即告完成, 利用無(wú)應(yīng)力狀態(tài)控制法原理二計(jì)算Cn 索的索力, 進(jìn)