独塔双索面曲线斜拉桥方案设计
独塔斜拉桥方案设计
独塔斜拉桥方案设计某独塔斜拉桥为三跨双塔双索面混合梁斜拉桥，主梁采用混凝土梁与钢箱梁组合的组合结构，钢箱梁采用预应力混凝土结构。
主塔采用A形混凝土结构，斜拉索采用三角形布置。
斜拉桥由主梁、塔、索和塔下基础组成。
主梁采用单箱三室变截面箱形截面，塔柱为钻石形断面，塔柱顶部设置横隔板。
对主塔、斜拉索和塔下基础进行了详细的方案设计，并对各主要结构进行了详细计算分析。
结果表明：该桥方案设计合理、技术可行，为今后类似独塔斜拉桥设计提供参考。
工程概况某独塔斜拉桥为三跨双塔双索面混合梁斜拉桥，主跨160m，主梁采用单箱三室变截面箱形截面，混凝土主梁顶宽32.5m，底宽15.25m，截面高度2.5m；钢箱梁采用高强度Q345qE的优质钢材制作，钢梁顶、底板厚度为1.5cm和0.8cm。
主塔塔高156.30m，塔柱为钻石形断面；斜拉索采用三角形布置，斜拉索布置间距为9根/2m（见图1）。
该桥位于珠江三角洲核心地带，属亚热带季风气候区，气候温和多雨。
主桥桥位地质条件良好，处于软土地基上。
主梁位于淤泥质土层上，最大洪水位为153.59m；斜拉索为微风化岩石材料，最大拉应力为9.29MPa；主桥结构体系简单。
总体设计该桥全长579m，主跨280m，桥面宽22.4m，跨径布置为（60+80+40）m三跨双塔双索面混合梁斜拉桥。
主梁采用钢箱梁与混凝土梁组合的新型结构，钢箱梁长24m，宽13.8m，高5.65m；混凝土梁长38m，宽6.5m，高3.5m。
主塔高120~160m，塔柱为钻石形断面，塔宽25.6~27.0m，塔柱高14.8~21.0m。
索塔锚固区及辅助墩位置设置钢板桩基础。
索塔与主梁固结，主梁单根钢束全长为1.65倍索长的预应力钢绞线。
拉索每根钢束由16根直径为0.22mm、抗拉强度为1860MPa的低松弛钢绞线组成。
主梁采用单箱三室变截面箱形截面，腹板高6.5~8.0cm、宽6.5~8.5cm；底板厚2.0cm，高2.0~2.5cm；顶板厚3.0cm，高3.0~3.5cm；边腹板厚5.0cm、宽3.0~4.5cm。
斜拉桥施工方案
桥梁宽度：1.0(护索区）+0。5m（护栏)+净—7。0m(行车道）
+0。5m（护栏）+1。0（护索区）=10.0m
桥面横坡：2％
桥梁纵坡：2.6％
设计荷载：汽车—20级,挂车—100
地震烈度：基本烈度Ⅶ度，按Ⅷ度设防
桥面铺装：6~13cm厚40号混凝土调平层+6cm沥青混凝土铺装
3
3
箱梁、桥塔：50号混凝土
我国一直以发展混凝土斜拉桥为主，近几年我国开始修建钢与混凝土混合式斜拉桥，如汕头石大桥，主跨518m；武汉长江第三大桥，主跨618m。钢箱斜拉桥如南京长江第二大桥南汊桥，主跨628m;前几年上海建成的南浦（主跨423m）和杨浦（主跨602m）大桥为钢与混凝土的结合梁斜拉桥。
一般说，斜拉桥跨径300~1000m是合适的，在这一跨径范围，斜拉桥与悬索桥相比，斜拉桥有较明显优势。德国著名桥梁专家F.leonhardt认为，即使跨径1400m的斜拉桥也比同等跨径悬索桥的高强钢丝节省二分之一,其造价低30％左右。
（8)边跨支架应待箱梁预应力束全部张拉完毕，且管道压浆的强度均达到设计强度的90%以上时方可进行,落架应遵循全孔多点、对称、缓慢、均匀的原则，从跨中向支点拆卸.斜拉索张拉前，边跨支架应拆卸完毕.
（9)施工时箱梁顶底板的上、下层钢筋及腹板的内、外层钢筋之间应采用Φ12短钢筋(两端用90°弯钩)固定绑扎成整体。
第3章工程概况
3.1
本桥是高速公路第二合同段，净宽7m上跨车行天桥。桥梁起讫桩号K0+307。17～K0+417.17，全长110m,中心桩号K0+362。17，与高速公路交叉桩号K18+225.上部结构采用（20+32+32+20）m预应力钢筋混凝土斜拉桥-连续梁组合体系，塔墩梁固结。下部结构采用圆端形桥墩、肋式台、钻孔灌注桩基础。
独塔双索面斜拉桥挂索施工工法 (2)
独塔双索面斜拉桥挂索施工工法一、前言独塔双索面斜拉桥挂索施工工法是一种新型的施工工法，采用这种工法能够实现高效、安全和优质的施工效果。
本文将详细介绍该工法的特点、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析和工程实例，为实际工程提供参考。
二、工法特点独塔双索面斜拉桥挂索施工工法具有以下特点：1. 技术成熟：该工法是在研究不同施工工法的基础上发展而来的，经过多次实践和验证，技术成熟可靠。
2. 施工周期短：采用该工法能够实现高效施工，缩短施工周期，降低施工成本。
3. 安全性高：该工法采用的是对称挂索和斜拉索相互支撑的施工方式，施工过程中安全系数高，不易发生意外事故。
4. 工艺先进：采用先进的工艺技术，实现精准施工，施工效果更加符合设计要求。
5. 良好的效果：最终成品具有良好的质量和美观的外观效果。
三、适应范围独塔双索面斜拉桥挂索施工工法适用于以下工程：1. 长跨度桥梁：由于该工法具有对称挂索和斜拉索相互支撑的施工方式，适用于长跨度桥梁的施工。
2. 大型水利工程：适用于大型水利工程的施工，如大型水库闸门等。
3. 大型矿山设备：适用于大型矿山设备的施工。
4. 大型建筑工程：适用于大型建筑工程的施工，如高层建筑、广场等。
四、工艺原理该工法的施工工艺原理主要是通过对挂索和斜拉索的控制来实现桥梁的稳定和均衡。
首先，在施工过程中，桥梁的两端设置支撑墩，而在中间位置设置唯一的塔柱。
接下来，安装对称挂索和斜拉索，使其与塔柱相连，并采用现场测量技术进行调整和校正，以确保各项尺寸的准确性和一致性。
最后，安装桥梁板，对其进行调整和校正，以确保其与挂索和斜拉索的连接牢固稳定。
通过以上过程，实现了挂索和斜拉索相互支撑的施工方式。
这种方式具有以下优点：1. 可以保证挂索和斜拉索之间的均衡。
2. 可以确保桥梁板的平稳和稳定。
3. 可以保证施工过程中的安全性和稳定性。
四、施工工艺1. 安装支撑墩在施工现场，根据设计要求，在桥梁两端设置支撑墩，并在中间位置安装唯一的塔柱。
斜拉桥的分类
斜拉桥的总体布置与结构体系总体布置主要有跨径布置、拉索及主梁的布置、索塔高度与布置。
一、跨径布置主要有下面三种类型（1）双塔三跨式。
为目前应用最广泛的跨径布置方式。
下面是立面图与其荷载作用不同位置时发生的索塔与主梁的形变。
（2）独塔双跨式。
这也是应用较为广泛的一种跨径布置，但由于它的主孔跨径一般比双塔三跨式的小，故特别适用于跨越中小河流、谷地及作为跨线桥，或用于跨越较大河流的主航道部分，也可用主跨跨越河流，索塔及边跨布置在河流一岸的方式。
独塔双跨式斜拉桥立面图（3）多塔多跨式。
多塔多跨式斜拉桥适用于需要多个大通航孔的大江大河、宽阔湖泊或海峡上，但这种结构一般采用较少，主要原因是中间塔顶没有端锚索来有效地限制它的变位，使结构柔性及变形增大，整体刚度差。
多塔多跨式斜拉桥示意图二、拉索的布置，拉索的布置分为空间上的布置与索面内的布置。
（1）拉索索面在空间可布置成单索面和双索面，而双索面又可分为竖直双索面和倾斜双索面。
单索面斜拉桥（临海大桥）竖直双索面斜拉桥倾斜双索面斜拉桥（2）拉索在索面内的布置形式主要有以下三种：辐射形、竖琴形及扇形。
辐射形：拉索与水平面的平均交角较大，拉索的垂直分力较大，故拉索的用量最省。
由于在拉索的水平分力在塔顶基本平衡，故索塔的弯矩较小，索塔高度也较小，但由于拉索都固定在塔顶，所以塔顶的结构复杂，集中应力现象突出，给施工和养护带来困难。
竖琴形：所有拉索的倾角完全相同，且拉索与索塔的锚固点分散布置，使拉索与索塔、拉索与主梁的连接构造简单，易于处理。
竖琴形布置拉索加强了索塔的顺桥向刚度，对减少索塔的弯矩和提高索塔的稳定性都有利。
但是其拉索的倾角与水平方向的交角较小故所需的拉索数量大，布置密集，一般都用于中小跨径的斜拉桥中。
扇形：扇形兼有辐射形和竖琴形索的特点，又可灵活布置，与索塔的各种构造形式相配合。
扇形是采用最多的一种索型。
三、索塔与主梁的布置（1）索塔的布置主要在于高度的确定，矮塔斜拉桥为桥塔高度与主跨长度的比值在1/8~1/13之间的斜拉桥。
独塔双索面曲线斜拉桥方案设计
关键词 ： 斜拉桥 ； 限元 ； 索面 ； 有 双 独塔 ； 方案设计
中图分类号 ：４ ２５ Ｕ ４． ４ 文献标识码 ： Ａ 文章编号：６ ２ ９ ８ （ ００ ０ — ０ ２ ０ １７ — ８９ ２ １ ）３ ０ ３ — ５
Ｓ ｈｅ ｅＤｅ ｉ ｎ ｏ ｒ ｉ ｎｅ ｒ Ｃａ ｌ ・ ｔ ｙ ｄ Ｂｒ ｄ ｅｗｉｈ ｉ ｇ ｅ－ ｗｅ ｎ ｃ ｍ ｓｇ ｆａ Ｃｕ ｖ ｌ ａ ｂ ｅ－ ａ ｅ ｉ ｇ ｔ Ｓ ｎ ｌ －ｏ ｒａ ｄ ｉ ｓ ｔ
ａ ｄ ｔ ｅ ｃ ｏｃ ｆｃ ｌ ｈ ｐ ． ｏ ｅ ｓ ｒ ｈ ｔ ｃ ｕ ａ ａ ｅｙ， ｉ ｉ ｌ ｍｅ ｔ ｍｏ ｅ ｓ ｅ ｔ ｂｉｈ ｄ ｆｒ ｓａｉ ｎ ｎ ｈ ｈ ｉｅ ｏ ａ ｅ ｓ ａ ｅ Ｔ ｎ ｕ ｅ ｔｅ ｓｒ ｔ ｒ ｓ ｆ ｔ ａ ｆｎｔ ｅ ｅ ｎ ｄ ｌｉ ｓａ ｌ ｅ ｏ ｔｔ ａ ｄ ｂ ｕ ｌ ｅ ｓ ｃ ｄ ｎ ｍｉ ａ ａｙ ｉ ，ｈ ｓ ｌ ｈ ｗ ｔａ ｌ ｐ ｒｓ ａ ｌ— ｔｙ ｄ ｂ ｄ ｅｉ ｒ ａ ｏ ａ ｌ ｎ ａ ｉ ｌ ． ｙ ａ ｃ ｎ ｓｓ ｔ ｅｒ ｕｔ ｓ ｏ ｔ ｌ ａ ｔ ｃ ｂ ｅｓａ ｅ ｒ ｇ ｅ ｓ ｎ ｂ ｅａ ｄｆ ｓ ｅ ｌ ｅ ｓ ｈ ａ ｆ ｏ ｉ ｓ ｅ ｂ
置 超高 ， 横坡 为 ２ ％。应 采取措 施处 理桥 面排水 以及
本桥位于 ３ ０ 半径 的圆曲线上 ，斜拉索径 ０ ４ ｉ ｎ
向力 对索 塔 和主梁 均 产生 不利 影 响 ， 桥 梁宽 度 达 且 到 ４ ．ｉ， 塔 和主 梁 的空 间受 力 问题 显 得尤 为 突 ０ 索 ５ｎ
Ａｂ ｔ ｃ ： ｈ ｓ ａ ｅ ｔ ｄ ｃ ｓｔｅｓ ｈ ｍｅｄ ｓｇ ｆ ｕ ｖ ｌ ｅ ｒ ａ ｌ・ ｔｙ ｄ ｂ ｄ ｅｗ ｔ ｉ ｇｅ－ ｗｅ ｎ ｏ ｂ ｅ ｓ ｒ ｔ Ｔ ｉ ｐ ｒ ｎｒ ｕ ｅ ｃ ｅ ｅ ｉｎ ｏ ｃ ｒ ｉ ｎ ａ ｂ ｅｓａ ｅ ｒ ｇ ｉ ｓｎ ｌ・ｏ ｒ ｄ ｄ ｕ ｌ － ａ ｐ ｉ ｏ ｈ ａ ｉ ｃ － ｉ ｈ ｔ ａ －第 ７卷第Βιβλιοθήκη ３期 ２１ ０ ０年 ６月
独塔双索面曲线斜拉桥方案设计(精)
1概述本桥为一座跨海特大桥 , 主桥采用独塔双索面斜拉桥 , 跨径布置为 150m+150m , 桥面宽 40.5m 。
主梁采用流线型扁平封闭钢箱梁 , 主塔为 H 形混凝土塔 , 索塔总高度为 90.3m , 桥面以上高度为70.6m , 高跨比为 0.47。
根据工程所处的地理位置和建设条件 , 本工程具有以下特点 :(1 曲线斜拉桥、 H 形索塔不设上横梁本桥位于 3400m 半径的圆曲线上 , 斜拉索径向力对索塔和主梁均产生不利影响 , 且桥梁宽度达到 40.5m , 索塔和主梁的空间受力问题显得尤为突出。
国内设计的曲线斜拉桥跨径不大且桥宽较窄 , 一般索塔均设计成横向刚度较大的 A 形以抵抗斜拉索径向力的影响 , 增加全桥横向刚度及稳定性。
而本桥由于景观需要 , 设计成 H 形索塔且不设置上横梁 , 如何采取构造措施确保结构的安全性是本桥需重点考虑的内容。
(2 桥位处设计风速大桥位处基本风速达到了 41.2m/s, 桥梁的抗风稳定性和安全性是设计必须解决的问题。
特别是在低风速情况下塔柱易发生涡振 , 而涡激振动能激发竖向和扭转2种振型 , 发生扭转失稳和颤振 , 对行车人产生不舒服的感觉 , 而且经常诱发涡流的振动将导致结构构件在承受相应的脉动力时引起疲劳。
因此设计过程中 , 应采用数值风洞技术 , 选取气动性能好的断面 , 减少动风荷载对结构的不利影响。
(3 主桥平、纵、横参数复杂本桥位于 3400m 半径的平曲线上 , 桥梁纵坡平缓 , 相邻两个纵坡分别为 -0.627%和 0.504%。
设置超高 , 横坡为 2%。
应采取措施处理桥面排水以及单向坡钢箱梁设计等问题。
(4 海洋环境侵、腐蚀严重桥址区常年气温较高 , 湿度大 , 季候风强烈 , 海水含盐度高 , 涨、落潮的干湿侵、腐蚀效应 , 海洋大气的侵、腐蚀作用对大桥的使用寿命有较大影响。
独塔双索面曲线斜拉桥方案设计戴捷 , 周彦锋 , 王立新 , 韩大章(江苏省交通规划设计院有限公司 , 江苏南京 210005摘要:介绍了一座独塔双索面曲线斜拉桥方案设计的内容, 包括结构体系选择、主梁类型选择、索塔横向受力研究及斜拉索索形选择等。
独塔双索面斜拉桥变截面桥塔施工工法(2)
独塔双索面斜拉桥变截面桥塔施工工法独塔双索面斜拉桥变截面桥塔施工工法一、前言独塔双索面斜拉桥变截面桥塔施工工法是一种应用于大跨度桥梁建设的先进工法，具有简化施工工序、加快工期、提高施工质量和降低成本等优点。
本文将详细介绍该工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析以及工程实例。
二、工法特点独塔双索面斜拉桥变截面桥塔施工工法具有以下特点：1. 采用变截面桥塔，可根据实际需要调整桥梁截面形状，灵活适应各种特殊地质条件。
2. 采用独立塔架设索面，减少施工对主梁的影响，提高施工效率。
3. 采用斜拉索进行荷载传递，增加桥梁的承载能力，使桥梁更加稳定可靠。
4. 工法简洁、施工工序少，减少人力和材料的浪费，提高施工效益。
三、适应范围独塔双索面斜拉桥变截面桥塔施工工法适用于跨度较大的桥梁、各类地质条件下的桥梁以及需要灵活调整截面形状的桥梁。
它可以广泛应用于高速公路、城市道路和铁路等交通工程中。
四、工艺原理独塔双索面斜拉桥变截面桥塔施工工法的实际应用基于以下几个方面的工艺原理：1. 施工工法与实际工程之间的联系：将施工工法与实际工程要求相结合，在满足设计要求的前提下，选择合适的工法进行施工。
2. 采取的技术措施：通过合理的技术措施，确保施工过程中各个工序的顺利进行，保证桥梁的质量和安全。
五、施工工艺独塔双索面斜拉桥变截面桥塔施工工法的施工工艺包括以下几个阶段：1. 前期准备：包括测量、勘察、设计等工作，确定施工方案及参数。
2. 施工设备就位：准备施工所需的机具设备，并进行安装和调试。
3. 索面制作：根据设计要求制作索面，并进行检验和调整。
4. 变截面桥塔施工：根据设计要求，采用变截面桥塔进行施工，包括浇筑混凝土、安装钢筋等工作。
5. 索缆张拉：将施工完成的索面连接到桥塔上，并进行索缆张拉工作，确保索面的稳定和牢固。
6. 主梁安装：根据设计要求，安装主梁，并进行调整和加固。
双塔双索面斜拉桥主塔施工方案
主塔施工方案1、概述********斜拉桥为双塔双索面斜拉桥，其中主塔分别为位于盐河水道与京杭大运河交界处的27#主墩（以下称北塔）和位于京杭大运河南侧的28#主墩（以下称南塔）。
南北主塔均采用“H”型结构，高137.1m,断面形式完全一致，分为下、中、上塔柱及上、下横梁。
⑴主塔结构尺寸（见图1）下塔柱高13.1m，其底标高为+13.737m,呈双肢向外的分布形式，最宽处为塔身最宽处，距离48.3m （外-外）。
下塔柱采用“十”字隔板的钢筋砼箱型断面。
底部截面尺寸11.0m （顺桥）义7.0m （横桥），顶部截面尺寸（位于横梁中心处）为8.0m X4.5m o中塔柱高47:m呈双肢向内的分布形式，其底部（标高+26.837m）与下塔柱相交于下横梁中心处，其截面尺寸为8.0m X4.5m。
顶部（标高+73.837m）与上塔柱相交于上横梁底部，其截面尺寸为7.0m X4.5m。
中塔柱为箱型结构，四角与下塔柱一样设有R=30cm的圆弧倒角。
上塔柱高77m （含塔冠），呈双肢平行的分布形式，顶标高+150.837m。
双塔肢中- 中间距为36.0m,单塔肢截面尺寸从上至下均为7.0m X4.5m的箱型结构，其中在箱内顺桥向对称布置有30对斜拉索索套管和张拉齿板结构。
上塔柱内布有146 根环向预应力。
塔冠高2.6m,为角边向外的直角三角形结构。
横梁主塔在双塔肢间设有上下两条横梁，下横梁高6m,宽6.8m,长39.3m,中心高程为+26.837m,空心矩形截面，预应力钢筋砼结构，其中预应力采用270 级高强低松弛钢绞线体系。
上横梁高6m,宽6.0m,长31.5m。
底高程为+73.837m。
主塔塔身（含塔柱及横梁内）设有劲性骨架以满足塔身钢筋施工的需要。
⑵主要工程数量主塔施工工艺流程图见下图3、主塔施工测量（见主塔施工测量方案）4、主要施工方法4.1主塔主要施工工艺⑴塔柱使用满堂脚手加翻模的施工工艺，整座塔柱塔肢分31次对称浇筑完成，其中翻模采用新的整体钢模，固定采用“H”螺母预埋施工。
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图 3 塔柱与梁上锚固点相对位置示意
由于空间索面和主梁平曲线的综合影响，斜拉 索横向水平分力产生的塔柱弯矩较大，内侧塔柱控 制断面的横向弯矩约为 102 600 kN·m，外侧塔柱控 制断面的横向弯矩约为 200 170 kN·m。 外侧塔柱受 力最为不利，强度不能满足要求，应采取措施降低 塔柱横向弯矩 ，主 要 考 虑 的 措 施 有 3 种 ：（1）加 宽 钢箱梁，主梁锚固点外移，减少主梁锚固点与塔中 心线间的偏位，可以降低索塔弯矩 ；（2）在 塔 内 施 加竖向预应力， 以抵消斜拉索水平分力产生的弯 矩；（3）前 2 种方法综合使用。 表 1、表 2 为计算结 果汇总表。
通常斜拉桥主梁可采用钢箱梁、叠合梁、混合 梁及混凝土梁等几种形式。 混凝土梁具有造价低、 刚度大、后期养护简单等优点，但是混凝土梁施工 速度慢，斜拉索索距小，景观效 果 不 好 ［2］，本 桥 桥 面 宽，采用混凝土梁易引起开裂。 且索塔的横向受力 是整个结构的薄弱环节，应尽可能降低索力，减小 斜拉索径向力对塔柱的不利影响，因此应选择自重 小的主梁形式。 而钢箱梁自重小，施工速度快，质量 可靠。 由于钢箱梁诸方面的明显优势，推荐采用钢 箱梁方案。
考虑构造和施工要求，主梁划分为 A、B、C、D、E 共 5 种类型，共 25 个梁段，其中 A 梁段为 0# 段梁 段，B、C 为索塔区加强段、D 为标准节段，E 为梁端 节段，桥梁中心线位于半径 3 400 m 的平曲线上，标 准节段在桥梁中心线处长 12.8 m。 梁段之间的连接 采用全断面焊接方式。 2.3 索塔横向受力研究
表 1 内侧塔柱控制断面恒载工况下计算结果
壁厚 1m
壁厚 1.2m 壁厚 1.5m
措施
弯矩值/ （kN·m）
σ压 max/
σ拉 max/
σ压 max/
σ拉 max/
σ压 max/
σ拉 max/
MPa MPa MPa MPa MPa MPa
无 102 600 8.74 -0.54 8.32 -0.33 7.86 -0.31
1 1 870 4.19 4.02 4.07 3.91 3.84 3.70
2
6.67 6.67 6.21 6.21 5.66 5.66
3
5.38 5.38 5.10 5.10 4.72 4.72
4 27 070 5.33 2.88 5.13 2.85 4.85 2.69
注：1 为梁对称加宽 2 m，主梁共加宽 4 m；2 为施加 50 000 kN 预应力，以抵消斜拉索产生的弯矩；3 为梁对称加宽 1 m， 施加 25 000 KN 预应力；4 为梁对称加宽 1.5 m，主梁共加宽 3 m。
主梁断面含风嘴全宽 48 m，不含风嘴宽44.3 m， 箱梁高度4 m。 箱梁设 3 道纵隔板，主体结构为单箱 4 室截面。 箱梁顶、底面平行布置，顶面单向 2%横坡由 梁体绕设计高程点旋转而成。 主梁标准断面如图 1 所示。
由于箱梁内外侧拉索面外角度不同，内外侧外 腹板倾斜角度也不同。
图 1 主梁标准横断面图
从图 3 所示的塔柱和斜拉索梁上锚固点的相 对位置示意图中可以看出，主梁的圆曲线使得主梁 外侧锚固点逐渐偏离塔柱中心线，而主梁内侧锚固 点逐渐靠近塔柱中心线。 圆曲线的外矢距（E 值）为 2.933 m。
表 2 外侧塔柱控制断面恒载工况下计算结果
壁厚 1 m 壁厚 1.2 m 壁厚 1.5 m
措施
弯矩值/ （kN·m）
σ压 max/
σ拉 max/
σ压 max/
σ拉 max/
σ压 max/
σ拉 max/
MPa MPa MPa MPa MPa MPa
无 200 170 13.2 -4.95 12.4 -4.44 11.7 -4.19
1 99 540 8.61 -0.40 8.19 -0.20 7.73 -0.19
2
9.23 9.23 8.43 8.43 7.55 7.55
1 概述
本桥为一座跨海特大桥，主桥采用独塔双索面 斜拉桥，跨径布置为 150 m+150 m，桥面宽 40.5 m。 主梁采用流线型扁平封闭钢箱梁， 主塔为 H 形混 凝 土 塔 ， 索 塔 总 高 度 为 90.3 m， 桥 面 以 上 高 度 为 70.6 m，高跨比为 0.47。
根据工程所处的地理位置和建设条件，本工程 具有以下特点：
体系、塔梁固结体系、刚构体系。 对于独塔钢箱梁斜 拉桥而言，刚构体系和支承体系较合适。
刚构体系的特点是塔梁墩相互固结，这种体系 的优点是既免除了大型支座又能满足悬臂施工的 稳定要求；结构的整体刚度比较好，主梁挠度小。 由 于本桥采用钢箱梁和混凝土索塔，存在钢箱梁与混 凝土索塔下横梁的钢混连接问题，接头处是结构特 性和材料特性突变处，容易形成结构的弱点，处理 不当极易出现问题，导致混凝土开裂，影响结构的 耐久性。 另外，钢梁和混凝土梁 2 种材料的收缩系 数不同，结构刚度也不同，直接影响到桥面铺装使 用的耐久性；若采用 2 种铺装形式，还存在不同铺 装 的 衔 接 问 题 ［3］。
第 7 卷第 3 期 2010 年 6 月
现代交通技术 Modern Transportation Technology
Vol.7 No.3 June 2010
独塔双索面曲线斜拉桥方案设计
戴 捷，周彦锋，王立新，韩大章
（江苏省交通规划设计院有限公司，江苏 南京 210005）
摘 要：介绍了一座独塔双索面曲线斜拉桥方案设计的内容，包括结构体系选择、主梁类型选择、索塔横向受力 研究及斜拉索索形选择等。为确保结构安全，建立有限元模型进行了详细的静、动力分析，结果表明斜拉桥各部 分构造合理可行。 关键词：斜拉桥；有限元；双索面；独塔；方案设计 中图分类号：U442.54 文献标识码：A 文章编号：1672－9889（2010）03－0032－05
而支承体系采用在下横梁顶面设置支座及挡 块，约束主梁的横向、纵向及竖向位移。 结构受力明 确，可计算求得支承反力，并对钢箱梁相应部位进 行加劲，计算理论成熟，可靠性好，结构安全度高。 并且主梁为全钢箱梁构造， 通过长效油漆防腐体 系，可确保结构的耐久性。
对于结构设计而言，受力应越明确越好。 因此 从方案的可靠性、安全性、耐久性等角度出发，选用 支承体系的结构形式。 2.2 主梁类型选择
（2）桥位处设计风速大 桥位处基本风速达到了 41.2 m/s， 桥梁的抗风 稳定性和安全性是设计必须解决的问题。 特别是在 低风速情况下塔柱易发生涡振，而涡激振动能激发 竖向和扭转 2 种振型，发生扭转失稳和颤振，对行 车人产生不舒服的感觉，而且经常诱发涡流的振动 将导致结构构件在承受相应的脉动力时引起疲劳。 因此设计过程中，应采用数值风洞技术，选取气动 性能好的断面，减少动风荷载对结构的不利影响。 （3）主桥平、纵、横参数复杂 本桥位于 3 400 m 半径的平曲线上， 桥梁纵坡 平缓，相邻两个纵坡分别为-0.627%和 0.504%。 设 置超高，横坡为 2%。 应采取措施处理桥面排水以及 单向坡钢箱梁设计等问题。 （4）海洋环境侵、腐蚀严重 桥址区常年气温较高，湿度大，季候风强烈，海 水含盐度高，涨、落潮的干湿侵、腐蚀效应，海洋大 气的侵、 腐蚀作用对大桥的使用寿命有较大影响。
Scheme Design of a Curvilinear Cable-stayed Bridge with Single-tower and Double-cable Planes
Dai Jie，ZhouYanfeng，Wang Lixin，Han Dazhang （Jiangsu Provincial Communication Planning and Design Institute Co.，Ltd，Nanjing 210005，China）
3
7.95 7.95 7.32 7.32 6.60 6.60
4
6.67 6.67 6.21 6.21 5.66 5.66
5 44 720 8.66 4.68 8.06 4.36 7.41 3.91
注：1 为梁对称加宽 2 m，主梁共加宽 4 m；2 为施加 100 000 kN 预应力，以抵消斜拉索产生的弯矩；3 为梁对称加宽 1 m，施 加 75 000 kN 预应力；4 为梁对称加宽 2 m，施加 50 000 kN 预应力；5 为梁对称加宽 1.5 m，施加 40 000 kN 预应力。
作者简介：戴捷（1973-），男，江苏阜宁人，高级工程师，主要从事桥梁设计作。
第3期
戴 捷，等：独塔双索面曲线斜拉桥方案设计
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合理的结构设计和有效的防侵、腐措施，是确保结 构在设计使用寿命年限内结构安全和正常使用的 前提条件。
2 方案研究
2.1 结构体系选择 斜拉桥常用的结构体系包括：飘浮体系、支承
从计算结果看， 外侧塔柱较内侧塔柱受力更 为不利，在梁对称加宽 2 m 的情况下，内侧塔柱 的横向弯矩基本能消除，而外侧塔柱仍存在将近 100 000 kN·m 的弯矩， 可通过施加 50 000 kN 预应 力的方式消除（预应力筋力臂为 2 m），或者通过配 置普通钢筋的方式抵抗横向弯矩。 梁对称加宽 2 m 后增加钢材用量 660 t，约增加造价 920 万元，且钢 箱梁全宽将达到 49 m。 设计中考虑尽量减少钢箱梁 的宽度，以降低造价，改善钢箱梁的横向受力，且塔 柱弯矩应尽可能通过普通钢筋承受，尽量减少预应 力度。 经综合考虑，钢箱梁采用对称加宽 1.5 m，且 外侧塔柱内配置 40 000 kN 竖向预应力， 恒载及风 荷载作用下的横向弯矩通过配置普通钢筋的方式 来承受。
索塔采用 H 形索塔，由左、右 2 根塔柱和下横 梁以及索塔附属结构设施（避雷设施，航空警示灯 等）组成。 索塔总高度为 90.3 m，索塔在桥面以上高 度为 70.6 m，高跨比为 0.47。 索塔顺桥向宽度由塔 顶的 6 m 直线变化至塔底的 8 m； 横桥向宽度由塔 顶的 4.5 m 直线变化至塔底的 5.5 m，塔柱采用箱形 断面。 索塔在主梁底设一道下横梁，横梁采用箱形 断面，宽 7.68 m，高 5 m。 索塔构造如图 2 所示。