独塔单索面混凝土斜拉桥受力分析
单索面部分斜拉桥拉索区横隔梁空间应力分析
单索面部分斜拉桥拉索区横隔梁空间应力分析在工程结构中，单索面部分斜拉桥通常由主梁和拉索组成，其中拉索起到承担主梁荷载的作用。
本文将对单索面部分斜拉桥的拉索区横隔梁空间应力进行分析。
首先，我们需要明确横隔梁在单索面部分斜拉桥中的位置和作用。
横隔梁位于拉索的上方，用于支撑上部结构和主梁。
在单索面部分斜拉桥中，拉索通常呈斜拉角度排列，使得主梁的弯矩减小，从而降低结构的整体应力。
横隔梁通过连接拉索和主梁来传递荷载，同时承受来自上部结构和主梁的重力荷载。
在进行横隔梁空间应力分析之前，我们需要了解一些相关参数，包括拉索和主梁的几何参数、荷载参数、材料参数等。
拉索的材料通常是高强度钢丝绳，主梁和横隔梁的材料通常是钢材。
我们还需根据工程需要进行荷载组合和安全系数的设定。
横隔梁受到的主要荷载有以下几种：来自主梁的荷载、来自上部结构的荷载以及来自拉索的张拉力。
这些荷载将产生相应的弯矩、剪力和轴力作用于横隔梁上。
根据横隔梁的结构形式（如梁橼、桁架）和荷载形式（如均布荷载、集中荷载），可以进行相应的受力计算和应力分析。
在进行横隔梁空间应力分析时，一种常用的方法是采用有限元分析方法。
通过将横隔梁划分成若干个小单元，然后利用有限元软件计算每个单元的应力分布。
根据材料力学性质，可以计算出各个单元的变形和应力。
根据应力分析的结果，可以得到横隔梁上各个点的应力大小和分布情况。
根据设计要求和安全性要求，可以对应力进行评估。
如果应力超过了允许的极限值，需要对结构进行进一步优化设计或增加支撑措施，以确保结构的安全可靠性。
总结起来，单索面部分斜拉桥横隔梁空间应力分析是结构设计中必不可少的一项工作。
通过合理的荷载分析和有限元分析，可以获得横隔梁在荷载作用下的应力分布情况。
这对于确保结构的安全性和可靠性具有重要意义，为工程结构的建设和维护提供了科学依据。
斜拉桥的检测与承载能力评定
・
１２ ・ ８
２ ０ １ １年 ４ 月
山 西 建 筑
Ｓ ＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩ Ｈ ＴＥＣ ＵＲＥ ｒ
Ｖ０ ． ７ Ｎｏ １ １３ ． ０
Ａｐ ． ｒ ２ １ ０１
文章 编 号 ：０ ９ ６ ２ （０ ）０ ０ ８ —２ １０ － ８ ５ ２ １ １ — １ ２０ １
３ 结语
［］ 王 ２
建 ． 宁铁 路 滁 河 大桥 １７ｍ 钢 混 组 合 梁 架 设 施 工 技 合 ３
切 实 有 效 的施 工 方 法 能 指导 施 工 队 在 具 体 Ｔ梁 架 设 操 作 过程 在 ３ 中有据可依 ， 按规范流程来 指导安全生产 ， 在安全第一的今天 ， 规范 ［ ］ 冯 军 政 ． 不 增 加 用 地 条 件 下 增 加 制 梁 场 存 梁 台位 的 技 术 措施 ［ ］ 铁 道 标 准 设 计 ，０ ９ Ｓ ） ｌ２１５ Ｊ． ２０ （ １ ：ｌ —１ ． 操作流程 ， 加强安全教育 ， 是安全 、 高效完成工程 的有效手段 。 参考文献 ：
斜 拉 桥 的 检 测 与 承 载 能 力 评 定
李 中胜 温 天 宇 吴 高杰
摘 要： 以一单塔单索 面斜拉桥 为例 ， 简要介绍 了斜拉桥的检测 内容 、 测试 方法、 测过程 中的工作要 点 。 检 以及 结构承 载
能 力评 定 方 法 ， 以期 为 斜拉 桥 的 承 载 能 力 评 定提 供 指 导 。
Ｏ ｎ ｂｒｄ ｅ ｃ ｎ ｔ ｕ ｔｏ ｅ ｈ ｄ ｔ ｂ ｉ ｅ ｍ ａ ｈｉ ｅ ｆ ｒ Ｔ－ ｅ ｍ ｉ ｇ ｏ ｓｒ ｃ ｉ ｎ ｍ ｔ ｏ ｓ ｗｉｈ ｒｄｇ ｃ ｎ ｏ ｂ ａ
ＮＩ Ｂｏ Ｕ
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｏ ｉ ｉ ｇ ｗ ｔ ｎ — ｅ ｒｐ ａ ｔ ａ ｘ ｅ ｅ ｃ ，ｔ ｅ ｐ ｐ ｒｉｄ ｃ ｔｓ ｔｅ ｃ ｎ ｔ ｃ ｉｎ ｐ ｉ ｔ ｆ ｒｔ ｅ ｅ ｔｂ ｉｈ ｎ ｆＴ ｂ ａ ｗｉ ｈ ｓｒ ｃ ：Ｃ ｍｂｎ ｎ ｉ ｍａ ｙ ｙ ａ ｒ ｃｉ ｌｅ ｐ ｒ ｎ ｅ ｈ ａ ｅ ｎ ｉａｅ ｈ ｏ ｓ ｕ ｔ ｏｎ ｓ ｏ ｓ ｌ ｍｅ ｔｏ — ｅ ｍ ｔ ｔ ｅ ｈ ｃ ｉ ｒ ｏ ｈ ａ ｓ ｈ ｂ ｉ ｇ ｃ ｉ ｅ ｏ ｎ ｓｏ ｔｔ ｅ ｏ ｅ ａｉｎ ｐ ｏ ｅ ｓ ｉ ｈ ｏ ｓｒ ｃ ｉｎ ｐ ｏ ｅ ｓ ｎ ｎ ｒｄ ｃ ｓｔ ｅ ｆ ｃｕ ｌｃ ｎ ｔｕ ｔ ｎ ｍｅｈ ｄ ，Ｓ ｓ ｔ ｒｖ ｄ ｒ ｅ ｍａ ｈｎ ，ｐ ｉ ｔ ｕ ｈ ｐ ｒｔ ｒ ｃ ｓ ｎ ｔ ｅ ｃ ｎ ｔ ｔ ｒ ｃ ｓ ，ａ ｄ ｉ ｔ ｕ ｅ ｈ ａ ｔ ａ ｏ ｓｒ ｃ ｉ ｔ ｏ ｓ Ｏ ａ ｏ ｐ ｏ ｉｅ ｄ ｏ ｕ ｏ ｏ ｏ ｔｅ ｄ ｒ ｃｉｎ ｆｒＴ ｂ ａ ｃ ｎ ｔ ｃｉｎ ｗ ｔ ｉ ｌｒ ｃ ｎ ｉ ｏ ｓ ｈ ｉ ｔ ｏ ． ｅ ｍ ｏ ｓｒ ｔ ｉ ｌｓ ａ ｏ ｄｔ ｎ ． ｅ ｏ ｕ ｏ Ｉ ｍｉ ｉ Ｋｅ ｒ ｓ ｒ ｇ ｃ ｉ ｅ，ｅ ｔｂ ｉｈ ｎ ，Ｔ— ｅ ｍ，ｃ ａｔｐ ｏ ｅ ｓ ｏ ｓ ｃ ｉｎ ｍｅｈ ｄ ｙ ｗｏ ｄ ：ｂ ｄ ｅ ｍａ ｈ ｎ ｉ ｓ ｌ ｍｅ ｔ ａ ｓ ｂａ ｒ ｆ ｒ ｃ ｓ ，ｃ ｎ ｔ ｔ ｔ ｏ ｓ ｕ ｒ ｏ
斜拉桥主塔弹性稳定简化分析
中图分类号： ４ Ｕ４
文献标识码 ： Ａ
文章编号 ：０６ ４ １（０ ０）１０ ３ 一 １ １０ — ３ ２ １ ２ — １８ Ｏ ｌ
式 中 ， 拉 索总 数 ，ｊ ｎ为 Ｐ 为第 ｉ 拉 索 拉 力 ， 为斜 拉 索抗 拉 刚 根 Ｅ 度， ｑ为拉 索 与 主梁 夹 角 。 由最小势能原理 ， 将式（ 】 ｂ求偏导便可得 ： １对
ｉ ． Ｖ２） Ｂ ｏ＝ ∑ｋ ∑ｋ）Ｉｚｉ ＂ｓ ０ 厂 ｝ ｓ ｃ１ ｆ ｎ ３ （
、 ＝ Ｉ 】 】 ＝ Ｉ
一
（） ２ ຫໍສະໝຸດ 般 况 ∑ｋ 情 下． ∑ｋ ０因 必 ｓｂｏ ＝ 表明ｂ ｚ ， 此 有： ｓ ０ ≠ ｊ ｃｂ 。 ｎ 的
ｉ： ｌ ｉ＝ ｌ
取值只能在坐标轴上 ， 即主塔 失稳 必然在拉索平面 内或与其垂直的 平面 内。 对于侧向失稳，ｏｂ Ｏ 由此 ， ｅｓ＝ 。 简化（ 】 １式后， Ｄ 求偏导后 对 即可得主塔侧 向稳定安全系数为 ：
性分析 更显 必要 。
Ａｂｓｒ ｃ ：Ｔ ａ ｄ ｄ ｖ ｌｐｍｅ ｔｏ ｔｏ ｌｅ ｏ ｏ ｎ ａｉｎ ｌｉ ｅ ｔ ｎ ｎ ｉｆａ ｔｕ ｔｒ ｒｖｄ ｓ ａｇ ｏ ｏ ｄｔｏ ｏ ｕ ｈ ｒｅ ｈａ ｃｎ ｈ ｔ ａ ｔ ｈｅｒｐｉ ｅ ｅｏ ｎ ｆｎａｉｎａ ｃ ｎ ｍｙ ａ ｄ ｎ ｔ ａ ｎｖ ｓｍｅ ｔｉ ｎ ｒｓｒ ｃｕ ｅ ｐ ｏ ｉｅ ｏ ｄ ｃ ｎ ｉ ｎ ｆｒｆ ｆ ｅ ｎ ｎ ｉｇ ｔｅ ｏ ｉ ｌ ｄ ｖ ｌｐ ｎ ｆｌｎ ｐ ｎ ｂ ｉ ｅ ｎ Ｃｈ ｎ ｉ ｈ ａｔｄ ｃ ｄ ， ａ ｌ ｓａ ｅ ｒｄ ｅ ｄ ｖ ｌｐ ｄ ｒｐ ｄｙ ｉ ｉａ ｅ ｅｏ ｍｅ ｔｏ ｏ ｇ ｓ ａ ｒｄｇ ｓｉ ｉａ，ｎ ｔｅ ｌｓ ｅ ａ ｅ ｃ ｂｅ－ ｔｙ ｄ ｂ ｇ ｅ ｅｏ ｅ ａ ｉ ｌ ｎ Ｃｈｎ ．Ａｓｔ ｅ ｓ ｓ ｅ ｓｏ ｒｄ ｅｓ ｍａｎ ｔｗｅ ｉ ｈ ｕ ｐ ｎ ｉｎ ｂ ｇ ＇ ｉ ｏ ￣ ｉ ｎ ｅ ｏ ｂ ｎ ｅ ｒ ａ ｘａ ｅ ｓ ｒ ａ ｄ ｗｉ ｈ ｒｄ ｅ ｓ ａ ｎ ｒａ ｅ ，ｈ ｍａｎ ｔｗｅ ｅ ｏ ｓ ｈｇ ｅ ｎ ｉｈ ｒｗｉｈ ｍｏｅ ｆｅ ｉ ｅ ｓｒ ｔｒ ｉ ｅ ｄ ｔ ｅ ｕ ｄ ｒｇ ｅ ｔａ ｉｌｐｒｓｕ ｅ， ｎ ｔ ｔｅ ｂ ｇ ｐ ｎ ｉｃｅ ｓ ｓ ｔｅ ｈ ｉ ｉ ｏ ｒ ｂ ｃ ｍｅ ｉｈ ｒａ ｄ ｈｇ ｅ ｔ ｒ ｘｂｌ ｔｕｃｕ ｅ，ｔ ｌ ｓ ｓａ ｉｔ ｓａ ｖ ｒ ｒ ｍｉ ｅ ｔｉｓ ｅ ｔｂｌ ｙ ｉ ｅｙ ｐ ｏ ｎ ｎ ｓｕ ．Ｅｓ ｅ ｉｌ ｔ ａｅ ａ ｔｂｌｔ ｎ ｔｅ ｄ ｓｇ ｅ ｄ ｖ ｎ ｍｏ ｅ ｓ ｅ ｉｌａｔｎｉｎ ｎ ｐ ｒｉｕｌｒ ｏ ｅ ｓｎｇｅｔｗｅ ａ ｌ － ｉ ｐ ｃａｌ ｉｓｌｔｒ ｓａ ｉｉ ｉ ｈ ｅ ｉｎ ｎ ｅ ｓｅ ｅ ｒ ｐ ｃａ ｔｅ ｔ ．Ｉ ａ ｔ ａ ， ｎ ｉ ｌ ｏ ｒｃ ｂ ｅ ｙ ｌ ｙ ｏ ｃ ｐａ ｅｃ ｂ ｅ ｔｙ ｄ ｂ ｄｇ ｎ ｔｅｆ ｒｅａ ｄ ｓａ ｉｉ ｆｓ ａ ｅ ａｅｒ ｌｔ ｅｙｗｅ ｋ， ｎｄｉｓｓａ ｉｉ ａｙ ｉ ｓｅ ｅ ｒ ｅ ｅ ｓ ｒ ｌｎ ａ ｌ—ｓａ ｅ ｒ ｅ ｉ ｈ ｏ ｃ ｎ ｔｂ ｌｙ ｏ ｐ ｃ ｒ ｅａｉ ｌ ａ ａ ｔ ｔｂｌｔ ａ ｌ ｓｓｉ ｖ ｎ ｍｏ ｅｎ ｃ ｓａｙ． ｉ ｔ ｖ ｙｎ
独塔单索面钢箱梁斜拉桥
独塔单索面钢箱梁斜拉桥摘要：本文结合深港西部通道工程深圳湾大桥通航孔桥的工程实践，介绍一种大跨斜拉桥主塔动态施工的条件下，索道管测量放样数据计算的理论和方法，该方法对深圳湾大桥的索道管施工测量具有实际的指导价值，对其他的类似桥型也有一定的参照意义。
关键词：斜拉桥独斜塔索道管放样数据0 引言斜拉桥的上部构造主要地由索塔、斜拉索和主梁组成。
在斜拉桥的施工监控中，斜拉索的应力和主梁的线形是其重要的内容，而斜拉索的线形主要由塔上索道管和梁上索道管的空间位置决定的，因此索道管是将斜拉索两端分别锚固在索塔和主梁上的重要构件。
为了防止斜拉索与索道管口发生摩擦而影响工程质量，同时防止索道管锚固点偏心产生的附加弯矩超过设计允许值而影响工程安全，对索道管顶口和底口中心的三维空间坐标的测量放样，提出了高达±5mm的精度要求，所以说在大型斜拉桥的施工中，索道管测量放样数据的计算和定位，是一项精度要求很高、工作难度最大、对成桥质量影响显著的测量工作。
1 通航孔桥概况西部通道深圳湾公路大桥，位于深圳市西南侧，西北岸为深圳市南山区的蛇口工业区，东北部为深圳市新兴发展区和文化旅游区，东南部为香港新界的元朗和屯门地区，是跨越深圳湾海域的特大型桥梁。
通航孔桥采用墩、塔、梁固结，变截面独斜塔单索面钢箱梁斜拉桥，主跨跨径为180m，跨径组合为180m+90m+75m，全长345m。
主梁采用栓焊式流线形钢箱梁，梁高4.12m，标准节段长12m，全宽38.6m，总节数31节。
桥面以上索塔高115.874m，索塔呈中心线仰角80°倾斜状，深圳侧及香港侧塔柱倾斜仰角不同，其中深圳侧仰角为78.7°，香港侧仰角为81.3°,为变截面独斜塔。
2 通航孔桥主塔索道管的设计参数和测量定位方法塔上索道管的设计参数是相对于桥轴线坐标原点(主2＃墩高程为0的平面中心点)为坐标原点，顺桥向(指向香港方向)为X轴，横桥向(指向外海方向)为Y轴，指向高度方向为Z轴的通航孔桥的局部坐标系而言的。
绥芬河独塔斜拉桥塔的设计与稳定分析
道休息 平台 ，以方便对塔 身内部 的
１ 主桥结构设计
２ 塔 的结构设计
养护 和 维 修 。 身顶 部 封 顶 ， 间 留 塔 中
１ ２Ｉ ×１ ０ｍ检 查 孔 ， 时 以盖 板 ． ｌ ． ｌ 平
绥 芬 河 独 塔 斜 拉 桥 主 桥 跨 径 组 ２． 塔 的 构 造 型 式 １ 合 为 １ ０ｍ＋１ ０ｍ， 用 独 塔 、单 索 ０ ０ 采
２ ｌ ． 桩 径 １ ２ ５ ｍ、 ５ ７ ｍ， ． 桩数 各 斜拉 索 竖 向 间距 ｍ， 为 ６根 （ １ 。 图 ）
一
致 。塔 身 下部
朱林根 ：中铁上 海设 计院集 团有 限公 司，高级工程师 ，上海 ２ ０ ７ ００Ｏ
＠ ＭＲＢＲＩ ／ １ 代 市 垣 趣 ＯＮＡＡ ２ ０坝 城 轨 交 ＤＵＮＮ ３ ０ ＥＲＴＳ Ｔ
图 ２ 塔的横截 面图 （ 单位：ｃ ｍ）
塔 身 内的 预 应 力 体 系 采 用 相 互 交 叉 的 双 向 直 线 预 应 力 筋 ， 应 力 预
筋 采 用 采 用 ｌ× ７ １ ２ ｌ ６ ０ ５． ８ ＧＢ／５ ２ ２ ０ ２ ４ ０ ３预 应 力 钢 绞 线 。 在 塔 身 横 截 面 上 ，前 壁 各 布 置 ２道
考 虑 不 在 塔 内进 行 张 拉 作 业 ， 塔 身 在 拉 索 锚 固 力 的 作 用 下 开 裂 ，
塔 高 ６１ ０ｍ。主 桥 墩 （ 墩 ） 用 重 在 塔 内前 壁 内侧 布 置 三 角 形 斜 拉 索 在 塔 身 横 截 面 内设 置 顺 桥 向和 横 桥 ． 塔 选 力 式 ，墩 高 １ ． １ ７ｍ，墩 身截 面 为 矩 锚 固齿 块 ，齿 块 的 大 小 和 形 状 满 足 向 的双 向预 应 力 。
独斜塔锚固区受力分析
设 一个 辅助 墩 。斜 拉 索按 单 索 面 布置 ， 个 索 面 每 布置 ２根 斜 拉索 。其 中边 跨 布置 ８对索 ， 主跨 布
置 ｌ ５对索 ； 、 边 主跨 索距 均 为 １ ． 。 ２ ０ｉ ｎ
主塔 布置在 中央分 隔带 ， 用 钢筋 混 凝 土 结 采 构 ， 形截 面 。塔 高 约 ９ 距 桥 面 以上 ） 主 塔 箱 ８ｍ（ ， 纵 向倾 斜角 为 ７ 。塔顶 截 面横 向宽 ３ ０ｃ 梁 底 ５， ５ ｍ， 截 面横 向宽为 ５ ０ｃ 塔 顶 截面 纵 向宽 ５ ０ＣＩ ０ ｍ； ０ Ｉ， Ｉ
类 ， 中 ： 形 束 采 用 １－ 、 ５１ 其 Ｕ ５９ １ －２和 １一５钢 绞 ５ｌ
线 ； 线 束 采 用 １ — 、 ５７钢 绞线 。钢 束 沿 塔 柱 直 ５９ １ — 中心线 径 向布 置 ， 形 束 均 采 用 两 端 张 拉 ， 线 ｕ 直 束 均为一 端 张拉 。主桥全 桥模 型见 图 ｌ 。
总 第 ２ ３期 ５ ２１ ０ ２年 第 ４期
交
通
科
技
Ｔｒｎ ｐ ｒａｉｎＳ ｉｎ ｅ ８ ｃ ｎ ｌｇ ａ ｓ ｏ ｔｔ ｃｅ ｃ ＬＴｅ ｈ ｏｏ ｙ ｏ
Ｓ ｒａ ． ５ ｅ ｉｌＮｏ ２ ３ Ｎ ｏ ４ Ａ ｕ ２Ｏ１ ． ｇ． ２
独斜 塔 锚 固区受 力 分 析
吴 进 来
（ 国市 政 工 程 西 北 设 计 研 究 院 有 限公 司 武汉 中 ４０５） ３０ ６
摘 要
我 国斜 拉 桥 中大 部 分 采 用 预 应 力 混 凝 土 索塔 。 索塔 锚 固 区 域 结 构 受 力 复 杂 ， 设 计 的 关 是
键 。某 大 桥 采 用 独 斜 塔 ， 、 跨 非 对 称 布 置 斜 拉 索 结 构 。文 中 采 用 有 限元 方 法 对 某 大 桥 主 塔 锚 主 边 固 区进 行 了受 力 分 析 ， 根据 应 力 大 小 指 导 钢 束 配 制 。 以 关 键 词 预 应 力 混凝 土 独斜塔 索 塔 锚 固 区 有 限 元
混凝土斜独塔斜拉桥的稳定分析
块， 以利拉 索 的锚 固及力 系传 递 。 主梁 采用纵 、 横、 竖三 向预应力 体 系。箱梁 纵 向 预应 力体 系采用 １ ５ ． ２ ０高强 度低 松 弛 钢绞 线 （ 标 准强度 １ ８ ６ ０ ＭＰ ａ ） 及 ３ ２高强精 轧 螺纹 钢筋 。箱 梁 桥 面板 横 向预 应力 体 系采 用 １ ５ ． ２ ０高强 度 低 松
（ ８ ） 通航净高 ： 无通航要求 ； （ ９ ） 设计洪水频率 ： １ ／ １ ０ ０ ， 设计水位 １ ２ ． ５ ｍ 。
１ ． ３ 主要材 料特征
（ １ ） 主梁
图 １ 箱梁标准横断面图
Hale Waihona Puke 上部结 构采 用大悬 臂单箱 三 室梁 。梁高 ３ ． ０ ｍ，
（ ２ ） 主塔
第４ 期
化到 ０号段处 ６ ０ ｅ ｍ。腹板 共设 ４道 ， 内腹 板采 用直 立形式 ， 厚度 为 ３ ５～７ ０ ｅ ｍ。外腹 板 为 斜 置 ， 厚 度 为
３ ２ ～６ ０ｃ ｍ。
１ ． １ 主桥 设计 简介
福 清 跨 龙 江 独 塔 斜 拉 桥 位 于 福 清市 的 城关 组 团， 位于福 清 市城 区的 中轴 线 附近 ， 是 福清市 城 区重
横梁。
１ ． ２ 设 计 标 准
横 梁 在纵 桥 向每对 拉索 锚 固位 置 布 置一 道 ， 厚
度５ ０ ｃ ｍ， 悬臂 板下对应 横梁 位置设 置劲板 ， 厚 度
２ ５ ｃ ｍ。为 了加 强 大 悬 臂 板 和 箱 内顶 板 的 横 向抗 弯 能力 ， 在 每两道横 梁之 间设一 道顶板 横 向加 劲肋 ， 并 外伸 至外挑 悬臂 板下 。斜 拉 索锚 固在主梁 中室 内的
京新高速上地斜拉桥横向计算分析
２ 结构 设 计
２ ． １ 普 通截 面横框计 算
（ １ ） 模 型建 立
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３～ ０ ５—３ １ 第一作者简介 ： 邵长胜 （ １ ９ ８ ｌ 一） ， 毕业于西南交通大学桥 梁与隧道工程 专业 ， 工学硕士 ， 工程师 。
拉， 左右侧间隔布置张拉端的方法进行布设 ， 并根据纵 向计算结果及纵 向预应力布置 ， 钢束横 向布置不得 与 纵 向预 应力 钢束 冲 突。横 向预应力 布 置见 图 ２ ； 图 ２中 圆 圈 代 表 纵 向 预 应 力 束 位 置 ， 图中Ａ Ｐ Ｍ 与 肼 为横向预应力束 ， 每延米两种钢束各 配置一根 ，
１ 延米 作 为计算 单元 ， 截 面顶 板 、 底板 及 腹 板 均采 用 梁 单 元进 行建 模 ， 顶 底板 与腹 板连 接处 采用 刚性 连接 ； 考
力混凝土曲线斜拉桥 ， 跨度为 （ ４ ６ ＋ ４ ６ ＋ ２ ３ ０ ＋ ９ ８ ＋ ９ ０ ） ｍ， 全长 ５ １ ０ ｍ， 主梁 宽 ３ ５ ． ５ ｒ ｆ ｌ ， 双 向六 车 道 ， 主塔 高 ９ ９ ｒ ｆ ｌ 。
Ｔｒ ａ ｎ ｓ ｖ ｅ ｒ ｓ ａ ｌ Ｃａ ｌ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｓ ｈａ ｎ ｇ ｄ ｉ Ｃａ ｂ ｌ ｅ － ｓ ｔ ａ ｙ ｅ ｄ
Ｂ ｒ ｉ ｄ ｇ ｅ Ｌ ｏ ｃ ａ ｔ ｅ ｄ ｏ ｎ Ｈｉ ｇ ｈ ｗ ａ ｙ ｆ ｒ ｏ ｍ Ｂ ｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ ｔ ｏ Ｕ ｒ ｕ ｍｑ ｉ
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２ ０ １ ３年第 ４期
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独塔单索面混凝土斜拉桥受力分析
作者：刘旭勇
来源：《中国房地产业·下半月》2015年第10期
【摘要】本文通过有限元分析软件Midas Civil 2015对一座独塔单索面预应力混凝土斜拉桥进行计算，对其主要受力特点进行分析，为此类斜拉桥的设计提供参考。
【关键词】独塔单索面斜拉桥；调索
引言
斜拉桥按其桥塔的数目一般分为独塔式、双塔式和多塔式。
独塔斜拉桥具有跨越性强的优点，可以跨越中小河流，使用最为广泛。
本文通过有限元分析软件Midas Civil 2015对一座独塔单索面预应力混凝土斜拉桥进行计算，对其主要受力特点进行分析，为此类斜拉桥的设计提供参考。
1 工程概况
主桥采用独塔单索面预应力混凝土斜拉桥，总长160m，桥面以上塔高53.0m，塔柱纵向中距3.3m。
斜拉索在主梁上标准索距6.5m，主塔上1.8m，桥面宽25.4米。
斜拉桥边墩墩顶处支座采用纵向无约束支座形式，梁塔采用固结形式联结。
主梁单箱三室斜腹板截面，箱梁顶宽25.16m，底板宽15.0m，悬臂长4.0m，箱梁对称中心线处梁高2.8m。
标准箱梁顶板厚0.28m，底板厚0.25m，外腹板厚0.3m，中腹板为直腹板，厚0.40m。
斜拉索为单索面体系，主梁上索距6.5m，主塔上索距1.8m，全桥斜拉索共有9对，18根。
索塔为钢管混凝土结构；索塔总高自桥面起为53m。
主塔墩采用圆台形结构，顶面半径2.75m，底面半径3.5m。
转体施工用设备均布在承台上，承台下布置7根φ1.8m的钻孔灌注桩，呈梅花形布置，桩长40m。
待转体完成后，将主墩与承台固结，形成塔墩梁固结形式。
2 技术标准
荷载：城—A级；地震烈度：7度；风速： 31.7m/s；桥面路幅宽度：0.6m（护栏）+3.0m （人行道）+8.0m（车行道）+2.2m（索锚区）+ 8.0m（车行道）+ 3.0m（人行道）+ 0.6m（护栏）=25.4m；桥面纵坡：±2.5%；桥面横坡：行车道±1.5%；
3 整体结构分析
对桥梁主体结构，利用Midas civil进行结构建模计算，模型中采用桁架单元模拟斜拉索，采用实体梁单元模拟主梁结构。
梁与索，索与塔之间采用刚性连接进行边界模拟。
全桥模型共有160个单元，170个节点。
本模型主要分析在考虑施工阶段的情况下，主桥在正常使用极限状态下以及承载能力极限状态下的受力特性。
模型主要计算的荷载形式包括桥梁的自重以及二期荷载，移动荷载，温度荷载，风荷载等可变荷载。
所建立的模型如图1所示。
图1 主桥模型图
3.1 荷载组合
参考城市桥梁设计规范以及桥梁通用设计规范，利用承载能力极限状态组合计算成桥荷载。
分别考虑长期组合、短期组合以及标准组合三种荷载组合工况。
考虑荷载包括恒载、二期、预应力、系统温度、温度梯度以及混凝土收缩徐变。
短期组合温度梯度取0.8，风载取0.75；长期组合人群取0.4，温度梯度取0.8；标准组合及其余系数均为1.
3.2 正常使用极限状态裂缝验算
查阅规范，主桥在正常使用情况下的抗裂性能应按照部分预应力A类进行计算，经过计算得到正应力在短期组合下为-0.12，容许应力1.76；主应力1.836，容许应力1.840。
正应力在长期组合下-0.134，容许应力0。
主梁主拉应力在短期组合下略超过规范允许值。
查看应力图发现，超标位置发生在靠近索塔处未设置斜拉索的区域，独塔斜拉桥存在一定扭转效应，考虑该处超限主要是扭转引起的。
计算结果表明，采用平面杆系进行结构分析时，主梁最大主拉应力在只考虑剪切单独作用的情况下数值为0.33Mpa，在规范允许范围内。
当共同考虑剪切和扭转作用并计入剪扭的情况下，主拉应力会略微超过规范的允许范围。
主梁最大正弯矩发生在靠近主塔最近的拉所处，此处支座负弯矩相对较大，设计时应予以足够的重视。
3.3 第一次调索
第一次张拉调索的目标是使大悬臂状态位移小于0.001m。
初次估索可以按CS2中的临时支撑反力除以索的sin值来反求索力，最后在施工阶段分析控制中把最终施工设置为CS4。
调整后，发现1～3号索，1t的索力会引起该索锚固点1mm的位移变化，同时对附近节点位移影响也很大，而6，7号索的节点位移对其他索的索力变化不敏感，类似虚铰，而8，9号索，则要10t的索力变化才能产生1mm的位移变化，而且对其他节点影响不大。
按这个规律就可以很快把位移调整好。
3.4 第二次调索
第二次调索的主要目的是配合预应力刚束的作用，使全桥能通过运营阶段和承载能力的检算，而其中抗裂性又是控制因素。
预应力刚束的主要作用是承受运营活载，可以以此为目标先初步配束，然后，第二次张拉索力设为第一次张拉的1/4，根据短期组合的应力状态，重新调整预应力刚束，预应力刚束调整后，根据位移状态再调整第二次张拉索力，整个过程比较烦琐。
4 结论
（1）本桥为一次性支架现浇，分批张拉，脱架再转体的方法，支架只在索梁连接点与主梁接触，只能手工调索。
（2）对主梁受力分析，主梁抗裂在规范允许范围内。
（3）主拉应力在考虑剪扭共同作用下，会超过规范允许范围，此时可以利用增大截面尺寸的方法增加抗扭刚度来改变受力。
（4）第一次调索以零位移为目的，第二次调索需要同时调整应力、位移，难点在于预应力钢束的设计。
参考文献
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[2] 肖汝诚，项海帆. 斜拉桥索力优化的影响矩阵法[J]. 同济大学学报：自然科学版，1998， 26（3）： 235-240.
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