斜拉橋結構中橋梁所受的(de)交通荷載、主梁自重及置於(yú)其上的橋麵鋪裝層重量,大部分是通(tōng)過斜索傳遞給索塔,並由索塔來承擔的。索塔除了塔根的剛性約束外,其餘的受力點就是斜拉索的上錨固點。這些點的力的作用是沿索的軸(zhóu)線方向斜向下(xià)的,其水(shuǐ)平分力是靠利用索塔兩側索力的對稱分布來維持平衡的,豎向(xiàng)分力方向豎直向(xiàng)下,在索塔內產生壓(yā)應力(lì)。由於施工(gōng)中斜拉索的張拉值主要是通過油壓千斤頂控製並顯示,其精度與千斤頂油壓表精度、千斤頂內摩(mó)阻(zǔ)力大小(xiǎo)有很(hěn)大關(guān)係,另外先(xiān)後懸掛的(de)各索間的相互影響、構件的徐變、錨頭的鬆弛等都(dōu)會引起索力(lì)偏(piān)離後來的張拉值,使(shǐ)得塔(tǎ)柱兩側(cè)對(duì)稱的斜拉索的索力(lì)大(dà)小很難調整一致。塔柱除了受軸向壓(yā)力外,還受到彎矩和剪力的作用(yòng)。在斜拉橋投(tóu)入營運後,受(shòu)到的外界影響因(yīn)素較多,而這些影響因素是隨機不規(guī)則的,它們對索塔(tǎ)產生的作用力不(bú)可能是對稱的,故而(ér)也使索塔(tǎ)承受力矩(jǔ)作用。當拉力、剪力增大時,預應力鋼筋的變形量(liàng)也相應增加,達到(dào)一定界限後,就會超過(guò)抗變(biàn)形能力,使混凝(níng)土開裂、斷裂,危及結構(gòu)的安全(quán)使用。
斜(xié)拉橋的索塔是懸臂體係,主要承受自重和由(yóu)斜拉索傳遞(dì)來的橋跨結構的重量及活載引起的作用力。當斜拉索索力的水平分力分布不對稱或塔身(shēn)受到水平荷(hé)載時,它還要承受由此引起的彎矩,並產(chǎn)生變形和位移。通常(cháng)索塔是(shì)預(yù)應力鋼筋混凝土(tǔ)材料,其承受軸(zhóu)向壓力能(néng)力強,抗彎矩、剪力及抗變形能力(lì)相對較弱。雖然在索塔的(de)設計時經過(guò)周密的分析、計算,並在施工中給予嚴格控製,使(shǐ)它在營運期間所受的壓力、彎矩(jǔ)等均不會超過它的承(chéng)載能力,但混(hún)凝土是(shì)一種脆性材料,反複的荷載作用及變形很容易使其產生疲勞破壞(huài),而斜拉橋又是一種多次超靜定的柔(róu)性體係橋,外界的水(shuǐ)平荷載作用和自(zì)身索力的調整在營運期間從不問(wèn)斷。因此(cǐ),在斜拉橋營運期間對索塔位移進行長期不斷的觀測,掌握其變形變化及發展趨勢,對了解其自身的(de)安全性、穩定性十分(fèn)重要。這些數據同時(shí)也是進行全橋結構性能綜合分析、評價的一個重要參數(shù)。
要了(le)解索塔變形的詳細情況,最好能對塔頂、塔身的每一(yī)個斜拉索支點(diǎn)及有關的斷(duàn)麵均布設測(cè)點進(jìn)行位移觀測,這樣就能(néng)對塔柱的每個主要截(jié)麵進行分析,使結果更(gèng)全麵。但這種檢測(cè)方(fāng)案隻是理想化的,在實際工作中很難做到,一般每個索塔有數十根索之(zhī)多(duō),而對每個測點的觀測又(yòu)很難同時進行(háng)。一個索塔上的所有觀測點逐一測量,必然要經曆一段較長的時間,而索塔上的斜拉索索力是時刻不停地進行調整的,所處環境的自然影響因素也在不斷的變化,它們對索塔產生的(de)綜合效應也在時刻變化著,從而使位移的大小不定(dìng)。可見這種檢測,即對一個(gè)索塔上(shàng)的各觀測點進行測(cè)量的(de)值,是索(suǒ)塔在不同(tóng)位移狀態下的位移值(zhí),如將(jiāng)觀測結果進行綜合分析,就會得到(dào)與實際不符的結論,考慮到(dào)索塔的位移以塔頂最為顯著,且這種位移是各種因素(sù)綜合作用(yòng)的結果,故選定塔頂作為索塔位移的觀測點。對索塔位移進行觀測是了解結構安全性能的一個(gè)重要內(nèi)容。將觀(guān)測的結果與通過測得的索力(lì)計算出的位移(yí)進行比較,尋找(zhǎo)兩者之間的差異,還有助於發現結構中隱藏的病害。