大跨双塔钢箱梁斜拉桥模型计算分析
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大跨度斜拉桥不同动力分析模型的比较
２ ． １ 桥 面 系 的 模 拟
序Ｓ Ａ Ｐ ２ ０ ０ ０软 件分 析 大跨 度斜 拉 桥 的动 力 特性 ， 为
ｐ ａ ｒ ｅ ｃ ａ ｌ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｌ ｏ ｎ ｇ — ｓ ｐ ａ ｎ ｃ ａ ｂ ｌ ｅ ・ ｓ ｔ ａ ｙ ｅ ｄ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ． Ａｃ ｃ ｕ ｒ ａ ｃ ｙ ｒ ｅ ｑ ｕ ｉ ｒ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ｃ ａ ｎ ｂ ｅ ｐ ｒ ｏ ｖ ｉ ｄ ｅ ｄ Ｄｅ — ｓ ｉ ｇ ｎ ｅ ｄ ｆ ｏ ｒ ｌ ａ ｒ ｇ ｅ — ｓ ｐ ａ ｎ ｂ ａ ｔ ｔ ｅ ｒ ｔ ｈ ｅ ａ ｓ ｅ ｉ ｓ ｍｉ ｃ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍｏ ｄ ｅ １． Ｒｅ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｃ ｅ ｃ ａ ｎ ｂ ｅ ｐｒ ｏ ｖ ｉ ｄ ｅ ｄ ｏｒ ｆ ｐ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｓ ｅ ｉ ｓ —
朴 泷
（ 港珠澳大桥管理局 ， 广东 珠海 ５ １ ９ ０ ０ ０ ）
［ 摘 要 ］较 系 统 的 介 绍 了大 跨 度 斜 拉 桥体 系 的建 模 过 程 ， 通 过 建 立 不 同 模 型 的 对 比分 析 。 旨在 为 大 跨 空 间 斜 拉 结 构 的抗 震 模 拟 提 供 合 乎 精 度 要 求 的模 型 ， 为实 际 的斜 拉 桥 抗 震 计 算 提 供 参 考 。 ［ 关 键 词 ］斜 拉 桥 ； 抗 震 ；模 拟 ；自振 特 性
ｍｉ ｃ ｃ ａ ｌ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ．
［ Ｋｅ ｙ ｗ ｏ ｒ ｄ ｓ ］ｃ ａ ｂ ｌ ｅ — ｓ ｔ ａ ｙ ｅ ｄ ｂ ｒ ｉ ｄ ｇ ｅ ； ｓ ｅ ｉ ｓ ｍｉ ｃ ； ｓ ｉ ｍ — ｖ ｉ ｂ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓ
序Ｓ Ａ Ｐ ２ ０ ０ ０软 件分 析 大跨 度斜 拉 桥 的动 力 特性 ， 为
ｐ ａ ｒ ｅ ｃ ａ ｌ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｌ ｏ ｎ ｇ — ｓ ｐ ａ ｎ ｃ ａ ｂ ｌ ｅ ・ ｓ ｔ ａ ｙ ｅ ｄ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ． Ａｃ ｃ ｕ ｒ ａ ｃ ｙ ｒ ｅ ｑ ｕ ｉ ｒ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ｃ ａ ｎ ｂ ｅ ｐ ｒ ｏ ｖ ｉ ｄ ｅ ｄ Ｄｅ — ｓ ｉ ｇ ｎ ｅ ｄ ｆ ｏ ｒ ｌ ａ ｒ ｇ ｅ — ｓ ｐ ａ ｎ ｂ ａ ｔ ｔ ｅ ｒ ｔ ｈ ｅ ａ ｓ ｅ ｉ ｓ ｍｉ ｃ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍｏ ｄ ｅ １． Ｒｅ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｃ ｅ ｃ ａ ｎ ｂ ｅ ｐｒ ｏ ｖ ｉ ｄ ｅ ｄ ｏｒ ｆ ｐ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｓ ｅ ｉ ｓ —
朴 泷
（ 港珠澳大桥管理局 ， 广东 珠海 ５ １ ９ ０ ０ ０ ）
［ 摘 要 ］较 系 统 的 介 绍 了大 跨 度 斜 拉 桥体 系 的建 模 过 程 ， 通 过 建 立 不 同 模 型 的 对 比分 析 。 旨在 为 大 跨 空 间 斜 拉 结 构 的抗 震 模 拟 提 供 合 乎 精 度 要 求 的模 型 ， 为实 际 的斜 拉 桥 抗 震 计 算 提 供 参 考 。 ［ 关 键 词 ］斜 拉 桥 ； 抗 震 ；模 拟 ；自振 特 性
ｍｉ ｃ ｃ ａ ｌ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ．
［ Ｋｅ ｙ ｗ ｏ ｒ ｄ ｓ ］ｃ ａ ｂ ｌ ｅ — ｓ ｔ ａ ｙ ｅ ｄ ｂ ｒ ｉ ｄ ｇ ｅ ； ｓ ｅ ｉ ｓ ｍｉ ｃ ； ｓ ｉ ｍ — ｖ ｉ ｂ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓ
双斜塔钢箱梁斜拉桥全桥气动弹性模型设计
双斜塔钢箱梁斜拉桥全桥气动弹性模型设计大度桥梁的气动弹性模型在设计的过程中，不仅要满足与实物的相似度，而且还要还要满与整个桥梁的气动外形相似，这种设计的要求很多，这样就增加了整个桥梁气动模型设计的困难。
全桥气动弹性模型设计是大跨度桥梁风洞试验中的重要环节。
本文主要以双斜塔钢箱梁斜拉桥为例，详细介绍了在进行大跨度桥梁风洞试验中使，对于全桥气动弹性模型的设计过程、制作方法、安装和调试方法。
标签大跨度斜拉桥；风洞试验；气弹模型；设计；制造气动弹性模型的设计主要是为了进行桥梁风动试验，这个试验的目的就是能够保证在一定基础上桥梁的稳定性和桥梁的承载性。
这些试验都是在设计大跨度桥梁的时候才进行的，这样就要求我们了解斜拉桥的种类，分为双斜和单斜两种。
对于大跨度桥梁一般都是使用双斜塔的构造模式。
1.大跨度桥梁抗风性能的评估随着建筑业的发展，建筑说技术水平不断提高。
这样在对我国的桥梁建设有一定的影响，现在建设大跨度桥梁都具有轻巧、柔、阻力小等很多特点，这样就会使风能够影响整个桥梁的建设。
这样斜拉桥抗风性能评估成为大跨度桥梁设计的必要环节。
1.1抗风性评估办法整个大桥的抗风性能评估根据数据进行理论分析和根据全桥气动弹性模式的设计和试验。
这种应用风洞试验是目前最可靠评估的手段。
在很多种风洞试验的过程中，全桥气弹模型风洞试验可。
利用一些科技手段能够真实地模拟在自然风作用，对整个桥梁结构的风洞的作用和桥梁结构的主要模型之间的关系。
这种试验能够准确的判断整个桥梁的颤振、抖振、涡激振动及静风稳定性。
是一种最直接和最准确有效的方法。
这样评估大跨度桥梁，全桥气动弹性模型风洞试验是评估其抗风性能的主要手段。
用这种手段的主要原因就是影响整个桥梁的因素主要都是气动外形因素、结构动力抗风特性和自然风特性。
这样对于模型的设计就有一定的要求。
2.全桥气动模型设计办法在进行全桥气动模型的设计中必须同时具备两种要求，对于相对于桥梁的节段模型风洞试验要注意模拟状态下的频率和阻力。
斜拉桥的计算课件
斜拉桥起源于20世纪中期， 经过数十年的发展，已成 为现代桥梁建设中的重要 类型。
技术进步
随着材料力学、结构分析、 施工工艺等方面的进步， 斜拉桥的设计和施工技术 不断提高。
应用实例
国内外已建成了多座具有 代表性的斜拉桥，如中国 苏通大桥、法国诺曼底大 桥等。
02
斜拉的力学性能分析
静力分析
静力分析的概述
稳定性分析的局限性 稳定性分析只能给出结构是否稳定的条件，不能给出结构 在不稳定区的具体行为。
03
斜拉的算法
常规设计计算方法
弹性力学方法
基于弹性力学理论，通过应力、应变关系计算斜 拉桥的受力情况。
结构动力学方法
利用结构动力学原理，通过建立模型进行地震等 动力响应分析。
线性代数方法
使用线性代数工具，求解斜拉桥的线性方程组， 获得结构内力。
斜拉桥的特点
01
02
03
04
结构新颖
跨度大
施工方便
斜拉桥是一种新型的桥梁结构， 具有独特的造型和受力特点。
由于斜拉索的支撑作用，斜拉 桥能够实现大跨度的桥梁设计。
采用预制和吊装相结合的方法， 施工难度相对较小。
适用范围广
适用于城市、山区、河流等不 同地形和环境条件下的桥梁建
设。
斜拉桥的发展历程
起源与发展
动力分析的局限性
动力分析的精度取决于模型的复 杂性和所选取的边界条件，同时
还需要考虑阻尼的影响。
稳定性分析
稳定性分析的概述 稳定性分析是研究结构在受到扰动后是否能恢复到原始平 衡状态的能力，主要是为了找出结构的失稳临界点。
稳定性分析的方法 常用的稳定性分析方法有线性稳定性分析和非线性稳定性 分析。线性稳定性分析主要采用特征值法，而非线性稳定 性分析主要采用直接积分法和能量法等。
技术进步
随着材料力学、结构分析、 施工工艺等方面的进步， 斜拉桥的设计和施工技术 不断提高。
应用实例
国内外已建成了多座具有 代表性的斜拉桥，如中国 苏通大桥、法国诺曼底大 桥等。
02
斜拉的力学性能分析
静力分析
静力分析的概述
稳定性分析的局限性 稳定性分析只能给出结构是否稳定的条件，不能给出结构 在不稳定区的具体行为。
03
斜拉的算法
常规设计计算方法
弹性力学方法
基于弹性力学理论，通过应力、应变关系计算斜 拉桥的受力情况。
结构动力学方法
利用结构动力学原理，通过建立模型进行地震等 动力响应分析。
线性代数方法
使用线性代数工具，求解斜拉桥的线性方程组， 获得结构内力。
斜拉桥的特点
01
02
03
04
结构新颖
跨度大
施工方便
斜拉桥是一种新型的桥梁结构， 具有独特的造型和受力特点。
由于斜拉索的支撑作用，斜拉 桥能够实现大跨度的桥梁设计。
采用预制和吊装相结合的方法， 施工难度相对较小。
适用范围广
适用于城市、山区、河流等不 同地形和环境条件下的桥梁建
设。
斜拉桥的发展历程
起源与发展
动力分析的局限性
动力分析的精度取决于模型的复 杂性和所选取的边界条件，同时
还需要考虑阻尼的影响。
稳定性分析
稳定性分析的概述 稳定性分析是研究结构在受到扰动后是否能恢复到原始平 衡状态的能力，主要是为了找出结构的失稳临界点。
稳定性分析的方法 常用的稳定性分析方法有线性稳定性分析和非线性稳定性 分析。线性稳定性分析主要采用特征值法，而非线性稳定 性分析主要采用直接积分法和能量法等。
主跨(150 230 816 80 3×50)米双塔混合梁斜拉桥主要计算结果.
斜拉索索力一览表
3.5、全桥结构验算结果3.5.1、正常使用状态应力验算1、钢箱梁全桥体系应力上缘应力：最大压应力：σ最小拉应力：σ下缘应力：最大压应力：σ最小拉应力：σ max＝131.82MPa min＝-43.02MPa max＝99.7MPa min＝-60.83MPa由以上计算可知，不计局部应力和施工产生的附加应力，钢箱梁全桥体系应力σ max＝131.82MPa，σ min＝-60.83MPa，均小于钢材容许应力210MPa。2、混凝土梁全桥体系应力上缘应力：最大压应力：σ最小压应力：σ下缘应力：最大压应力：σ最小压应力：σ max＝12.78MPa min＝2.25MPa max＝11.94MPa min＝0.84MPa由以上计算可知，不计局部应力和施工产生的附加应力，混凝土梁全桥体系最大压应力σ范要求。3、索塔应力验算索塔塔柱的最大压应力σ索塔塔底的最小压应力σ hamax＝12.42MPa≤0.5Ra b b max＝12.78MPa≤0.5Ra＝19.25MPa，σ min＝0.84MPa，满足规＝17.5MPa hamin＝1.12MPa，满足规范要求。hamin＝3.03MPa，满足规范要求。组合四作用下桥塔最小压应力σ 3.5.2、主梁竖向挠度验算汽车荷载作用下主梁竖向最大挠度为：f max0.99 ml2.04 m（l为主桥跨径）400 3.5.3、拉索验算16
1
M ρ=
式中:M V H C C C、、—主梁体轴各方向的横向力系数、竖向力(升力系数,扭转力矩系数;B H、—分别为主梁的高度和宽度(m。
对于桥塔和拉索,其静风荷载只计阻力,即
n H 2g H A C V 2
1
F ρ=
式中:H C —桥梁各构件的阻力系数;n A —桥梁各构件顺风向投影面积(2m ,对于斜拉索取为其直径乘以其投影面积。2.2、荷载组合
3.5、全桥结构验算结果3.5.1、正常使用状态应力验算1、钢箱梁全桥体系应力上缘应力：最大压应力：σ最小拉应力：σ下缘应力：最大压应力：σ最小拉应力：σ max＝131.82MPa min＝-43.02MPa max＝99.7MPa min＝-60.83MPa由以上计算可知，不计局部应力和施工产生的附加应力，钢箱梁全桥体系应力σ max＝131.82MPa，σ min＝-60.83MPa，均小于钢材容许应力210MPa。2、混凝土梁全桥体系应力上缘应力：最大压应力：σ最小压应力：σ下缘应力：最大压应力：σ最小压应力：σ max＝12.78MPa min＝2.25MPa max＝11.94MPa min＝0.84MPa由以上计算可知，不计局部应力和施工产生的附加应力，混凝土梁全桥体系最大压应力σ范要求。3、索塔应力验算索塔塔柱的最大压应力σ索塔塔底的最小压应力σ hamax＝12.42MPa≤0.5Ra b b max＝12.78MPa≤0.5Ra＝19.25MPa，σ min＝0.84MPa，满足规＝17.5MPa hamin＝1.12MPa，满足规范要求。hamin＝3.03MPa，满足规范要求。组合四作用下桥塔最小压应力σ 3.5.2、主梁竖向挠度验算汽车荷载作用下主梁竖向最大挠度为：f max0.99 ml2.04 m（l为主桥跨径）400 3.5.3、拉索验算16
1
M ρ=
式中:M V H C C C、、—主梁体轴各方向的横向力系数、竖向力(升力系数,扭转力矩系数;B H、—分别为主梁的高度和宽度(m。
对于桥塔和拉索,其静风荷载只计阻力,即
n H 2g H A C V 2
1
F ρ=
式中:H C —桥梁各构件的阻力系数;n A —桥梁各构件顺风向投影面积(2m ,对于斜拉索取为其直径乘以其投影面积。2.2、荷载组合
斜拉桥设计计算及实例介绍
一、总体布置
2、主梁的支承体系
一、总体布置
2、主梁的支承体系
一、总体布置
2、主梁的支承体系
一、总体布置
2、主梁的支承体系
一、总体布置
3、斜拉索布置
一、总体布置
3、斜拉索布置
一、总体布置
3、斜拉索布置
一、总体布置
3、斜拉索布置
一、总体布置
3、斜拉索布置
一、总体布置
3、斜拉索布置
一、总体布置
三、结构计算
计算分类
三、结构计算
计算软件 1、整体静力：桥梁博士、QJX、综合程序，midas、
TDV,SAP2000,ANSYS； 2、局部分析：midas、ANSYS、Nastran,SAP2000等； 3、抗震：midas、ANSYS、TDV、SAP2000等
三、结构计算
1、静力计算分析
斜拉桥设计计算及实例介绍
1
主要内容
一、总体布置 二、结构设计（塔、梁、索） 三、结构计算 四、桥梁实例介绍
一、总体布置
斜拉桥是由塔、梁和拉索桥传力分析示意
桁架传力分析示意
一、总体布置
1、孔跨布置
边跨可对称布置或 者不对称布置，边 跨可设置辅助墩。
一、总体布置
1、孔跨布置
首先确定主跨跨径，双塔斜拉桥，边中跨比一般0.35-0.5，以0.4居多。 （1）边跨过小，易导致边跨负反力及尾索过大的应力幅度（疲劳破坏）； （2）边跨过大，边跨弯矩过大，中跨刚度小，不经济。
一、总体布置
1、孔跨布置
可对称布置或者不对称布置； 不对称布置更为经济合理，对称布置景观性更好一些； 较为合理的边中跨比0.5~1.0之间，以0.8左右居多。
3、斜拉索布置
大跨度超宽桥面无背索斜拉桥钢箱梁施工技术
大跨度超宽桥面无背索斜拉桥钢箱梁施工技术李晓倩张询王显鹤摘要本文结合亚洲第一宽双索面无背索斜拉桥———郑州贾鲁河大桥(跨度为30+120+40m，宽度为55m）施工实践经验，总结了超宽桥面无背索斜拉桥钢箱梁制造、安装施工技术,为公司乃至国内同类桥钢箱梁施工提供借鉴。
关键词超宽桥面斜拉桥钢箱梁施工技术1 引言无背索斜拉桥是近年来逐步发展的一种新桥型，其以良好的力学性能、优美的景观,为桥梁建设中最有竞争力的桥型之一。
世界上第一座大跨度无背索斜拉桥是西班牙的Alamillo桥，跨度200m,建成于1992年，此桥型新颖美观,在艺术上堪称杰作。
目前国内建成的无背索斜拉桥有长沙洪山大桥、长春轻轨伊通河斜拉桥、哈尔滨太阳岛斜拉桥、白鹭大桥等等。
无背索斜拉桥桥塔仅有单侧索，为确保主塔处于良好的受力状态,塔身一般都设计成倾斜的，塔身后倾的巨大重力需通过主梁来平衡。
郑州市贾鲁河大桥为双索面无背索斜拉桥，其中中跨跨中100m为钢箱梁，桥梁宽为55米，其超宽桥面堪为亚洲之最，本桥结构复杂，施工难度大，本文主要介绍主梁中钢箱梁施工技术，为今后超宽桥面无背索斜拉桥钢梁施工提供借鉴。
2 工程概况郑州贾鲁河大桥主桥为(30+120+40)m无背索斜拉桥，桥梁全宽55m，主塔为预应力混凝土斜塔，上塔柱高60m，向后倾斜30°,斜拉索水平倾角24°，全桥共计18根，纵向间距10m,主梁采用钢混纵向组合结构，纵向布置为30+120+40m，其中中跨跨中100m为钢梁，钢梁与混凝土梁结合处设钢混结合过渡GA段，与钢混段连接的节段为GB、GD段，其余节段均为标准段GC，共11个节段。
钢梁为主纵梁、小纵梁、中横梁、小横梁、正交异性钢桥面板及大悬挑组成的钢构架.钢梁断面图如图1所示.3 钢箱梁施工方案3.1 钢箱梁制作方案根据现场安装条件、设计图纸及相关规范要求，本工程钢箱梁纵、横向进行分段,在车间内进行板单元制作，在预拼装场地内进行预拼装，预拼装时将板单元组焊成运输块体，块体采用陆运至安装现场.图1 钢梁断面图3.1。
某大跨度斜拉桥钢箱梁第二体系应力计算分析
某 大跨 度 斜 拉桥 钢 箱 梁 第 二体 系应 力 计算 分 析
杨 大海 ， 余 振
２ ３ ０ ０ ８ ８ ） （ 安徽省交通规划设计研究院有限公司 ， 安徽 合肥
摘
要： 以某大跨度斜拉桥 为工程背景 ， 对钢箱梁桥面板进行第二体系应力分析， 分别建立杆系模型和空间板壳模 型进行 计算 ， 并
桥面板 加 以研究 【 ：
｛ 广希Ｔ — 广 Ｔ — ｒ —嚣
结 构体 系 Ｉ： 由顶 板和 纵肋组 成 的结构体 系看 成
是 主梁的一 个组 成部分 ， 参 与主梁 共 同受力 ， 称 为“ 主
梁体 系” 。 结 构 体 系 Ⅱ： 由纵 肋 、 横肋 和 顶 板组 成 的结 构 体 系， 顶板 被 看成纵 肋 、 横肋上 翼缘 的一 部分 ， 结 构体 系 Ⅱ起 到 了桥 面 系结构 的作 用 ， 把 桥面 上 的荷 载传递 到 主梁 和刚度 较大 的横 梁 ， 称 为‘ ‘ 桥 面体 系” 。
三个结 构体 系分 别 进 行 计 算 然 后 叠 工 程 概 况
某 大跨度 斜拉 桥主梁 采用 分离式 钢箱 梁 ， 钢桥 面
上铺 设浇 筑式 沥青 混 凝 土铺 装 。两箱 通 过 中间 的钢 横 梁 连 接 。钢 箱 梁 中心 处 梁 高 ３ ． ５ ｍ， 宽（ 含风嘴） ５ ２ ． ５ ｍ； 标准 梁段 顶板 厚 １ ６ ｍｍ， 顶板 Ｕ肋 厚８ ｍｍ，
计算 法 ； 另一 类是将 钢桥 面板受 力按前 述 的方法 分 为
性 的连续 板 ， 这 个 板 直 接 承 受 作 用 于肋 问 的 车 轮 荷 载， 同时把 车轮 荷载 传递 到肋上 ， 称为 “ 盖板 体 系” 。 在荷 载 作 用下 ， 钢桥面板任何一点 的内力可 由
杨 大海 ， 余 振
２ ３ ０ ０ ８ ８ ） （ 安徽省交通规划设计研究院有限公司 ， 安徽 合肥
摘
要： 以某大跨度斜拉桥 为工程背景 ， 对钢箱梁桥面板进行第二体系应力分析， 分别建立杆系模型和空间板壳模 型进行 计算 ， 并
桥面板 加 以研究 【 ：
｛ 广希Ｔ — 广 Ｔ — ｒ —嚣
结 构体 系 Ｉ： 由顶 板和 纵肋组 成 的结构体 系看 成
是 主梁的一 个组 成部分 ， 参 与主梁 共 同受力 ， 称 为“ 主
梁体 系” 。 结 构 体 系 Ⅱ： 由纵 肋 、 横肋 和 顶 板组 成 的结 构 体 系， 顶板 被 看成纵 肋 、 横肋上 翼缘 的一 部分 ， 结 构体 系 Ⅱ起 到 了桥 面 系结构 的作 用 ， 把 桥面 上 的荷 载传递 到 主梁 和刚度 较大 的横 梁 ， 称 为‘ ‘ 桥 面体 系” 。
三个结 构体 系分 别 进 行 计 算 然 后 叠 工 程 概 况
某 大跨度 斜拉 桥主梁 采用 分离式 钢箱 梁 ， 钢桥 面
上铺 设浇 筑式 沥青 混 凝 土铺 装 。两箱 通 过 中间 的钢 横 梁 连 接 。钢 箱 梁 中心 处 梁 高 ３ ． ５ ｍ， 宽（ 含风嘴） ５ ２ ． ５ ｍ； 标准 梁段 顶板 厚 １ ６ ｍｍ， 顶板 Ｕ肋 厚８ ｍｍ，
计算 法 ； 另一 类是将 钢桥 面板受 力按前 述 的方法 分 为
性 的连续 板 ， 这 个 板 直 接 承 受 作 用 于肋 问 的 车 轮 荷 载， 同时把 车轮 荷载 传递 到肋上 ， 称为 “ 盖板 体 系” 。 在荷 载 作 用下 ， 钢桥面板任何一点 的内力可 由
大跨钢箱斜拉桥塔梁同步施工计算分析
１ ３ ６ ｍ为 预应 力 混凝 土 箱梁 ， 边跨 主 梁伸 过 桥塔 １ ５ ｍ， 通过钢混合段与主跨钢箱梁连接。独塔 、 墩塔
梁固结 ， 斜拉索为准单索面。塔梁同步施工是该桥
图２ 桥梁博士计算模型 图
第２ 期
赵晓斌 ： 大跨钢箱斜拉桥塔梁同步施工计算分析
・ １ ０ ５・
梁单元 １ ８ ２个 ， 索单元 ３ ８ 个， 挂蓝单元 ２ 个。 该 斜 拉 桥计 算 模 型 材 料 参数 参 考 设 计 图纸 ， 依
个单元。其 中斜拉索共 ７ ６ 个单元 ， 塔、 墩、 梁共 ２ ２ ５
个单 元 。 以桥 梁 博 士建 立施 工控 制仿 真 分 析模 型 ， 见 图
２所示。全桥共划分 ５ ０ ３ 个节点， ２ ２ ２ 个单元 ， 其中
～
博士 平面 有 限 元 软 件 两 种 有 限元 计 算 软 件 分 析 施
１ 概 述
的一个 特 色 ， 即主塔施 工到第 五节 段后 ， 挂索 吊装 钢 箱梁 与主塔 施工 同步进 行 。
４ 有 限元 分析
近 五十 年来 ， 斜 拉桥 在世 界各 国得 到广泛 应用 。 随着技术 水 平 的提 高 ， 跨 度不 断增 大 ， 结 构 型式也 愈 趋 复杂 ， 工艺 越来 越 先 进 。 常见 的 施 工方 法 是 先 进
照 施工 情 况取值 ， 边 界条 件包 括 ： （ １ ） 一般 支 承模 拟 墩 塔 底 端 固结 ， 主 梁 两 端 铰 支座 ， 钢 管 支架 固结 ； （ ２ ） 弹性 连 接模 拟 辅 助 墩 支 座 、 支 架 对 主 梁 的 支撑 ； （ ３ ） 刚性 连 接 模 拟斜 拉 索 锚 固 、 主 塔 与 承 台连 接、 主塔 与梁 连接 、 主塔柱 与 主塔柱 连 接 。 荷 载工 况包 括 自重 、 预应力、 吊机 重 量 、 二 期 恒 载、 活载 。 施工 阶段 的划 分 包括 ： （ １ ） 先 施工 主塔 至 钢锚箱 第 ５节 （ 共 １ ６节 ） ， 并
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１ 工程 背 景
撞护 栏 ）＋ ２× ２ ｍ（ 人行 道 ）＋ ２×０ ． ２ ５ ｍ（ 人 行 道 栏
杆） ， 全宽 ２ ４ ． ５ ｍ（ 不 包括 结 构本 身 所 占宽度 ） 。 主
丰都 长 江 二 桥 位 于 丰 都 县 城 斜 南 溪 附 近 ， 为
（ ７ ０ ． ５＋ ２ １ ５ ． ５＋ ６ ８ ０＋ ２ ４ ５ ． ５＋７ Ｏ ． ５ ） ｍ 双 塔 双 索 面
第 ４期
高
虎： 大跨双塔钢箱梁斜拉桥模型计算分析
表 ５ 悬 拼模 型主梁安装标高
・ ６ ｌ・
注： 计算索力为塔端索力和梁端索力的 平均值。
（ ２ ） 安装 标高 计算 结果 采 用设计 标 高经 正装 计算得 到 安装标 高 。其 中 安 装标 高 的计 算 采 用 以往 的经 验 公 式 ： 安装标高 ＝ 设 计标 高 一竖 向位移 （ Ａ Ｈ） ， 其中 Ａ Ｈ＝成 桥 累积 挠 度 一 对 应 施 工 阶段 挠 度 Ｊ 。上 述 计 算 ， 结 果 如 图
筋混凝 土形式 ， 而采用钢箱 梁形 式， 既有利于减轻 自重， 又可以通过提 前预制 缩短施 工工期 ， 是 目前大跨斜拉 桥 比
较 流行 的一种结构形式 。但 是钢 箱梁在预制完毕后 ， 其 结构尺 寸很 难调 整 ， 因此该类桥的安装线形标 高计算显
得 尤为重要 。基 于此种考虑 ， 采 用 ＭＩ Ｄ Ａ Ｓ ／ Ｃ ｉ ｖ ｉ ｌ 空 间有限元软件进行计算分析 ， 通过 对比计 算成桥 索力与设计成桥
桥结 构 体 系 为 支 承 体 系 （ 即半 漂 浮 体 系 ） ， 塔 墩 固
五跨 连续 钢箱 梁 斜 拉 桥 。设 计 荷 载 等 级公 路 一 级 ， 桥 梁标 准 横 断 面 布 置 ： ４ ｘ ３ ． ５ ｍ（ 车 行 道 ）＋２ ． Ｏ ｍ （ 中间带 ）＋ ２×１ ． ５ ｍ（ 右 侧 硬 路 肩 ）＋２×０ ． ５ ｍ（ 防
吊重 约为 ２ ２ ３ ｔ 。斜 拉 索每 塔 共 ２ １对斜 拉 索 ， 全桥 共
计１ ６ ８根索 ， 采用高强低松 弛镀锌 （ 或 环氧 ） 平行钢 绞
线。桥塔采用组合式桥塔， 下部是整体箱形塔墩 ， 上 部为钻石型钢筋混凝土塔架， 横梁将塔柱联成整体。
２ 建模 说 明
采用 Ｍｉ ｄ ａ ｓ ／ ｃ ｉ ｖ ｉ ｌ ２ ０ １ ０建模 ， 共７ ０ ３个 节点 ， ４ ５ ３
第 ４期
北 方 交 通
・ ５ ９・
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大 跨 双塔 钢 箱 梁斜 拉桥 模 型计 算分 析
高 虎
（ 山东 泰山路桥工程公司 ， 泰安
摘
２ ７ １ ０ ０ ０ ）
要： 斜 扣桥 是 一 种 由 索 、 塔、 粱 种 基 本 结 构 形 成 的 高 次 超静 定 组 合 结 构 。 典 中 主 梁常 见 的 结 构 形 式 是 钢
５ 、 图 ６所示 。
主梁编 号
图 ５ 竖 向位 移 （ Ａ Ｈ）
南塔 一 ７ ． ２
北塔 １ ３ ． ６
南塔 １ ９ ． ４
北塔 １ ８ ． ４
许 范 围之 内 ， 且都 满足 索 的安全保 证 系数 大于 ３ 。
高
Ｅ
（ ２ ）关于边跨、 中跨合 拢时挠度和施工中的塔
索力、 计算成桥线形与设计成桥 线形 、 索塔偏移等 ， 在此基础 Байду номын сангаас给 出了可信 的钢 箱梁的安装标 高计算 方法和计算结
果。
关键词 ： 钢箱 梁； 斜拉桥 ； 安装标 高； 计算分析
中 图分 类 号 ： Ｕ ４ ４ ８ ． ２ ７ 文献标识码 ： Ｂ 文章编号 ： １ ６ ７ ３— ６ ０ ５ ２ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ４— ０ ０ ５ ９—０ ３
偏 。采 用悬 拼模 型计 算 结 果 ， 合拢 挠 度 与 塔偏 均 满 足规 范 要求 ， 主梁 和 主塔受 力正 常 。 （ ３ ）基 于 以上 两点 分 析 ， 该 大 跨 双 塔 钢箱 梁 斜 拉 桥通 过有 限元 软 件 Ｍｉ ｄ ａ ｓ ／ ｃ ｉ ｖ ｉ ｌ ２ ０ １ ０计 算 得 到 的 各施 工 阶段 以及 成 桥 阶段 的斜 拉 索力 、 主 梁 主塔 位
社． ２ ０ ０ ３ ． ９ ．
侧节点 的总位移 ； 对应 阶段施工时挠度是节段拼装 （ 激活 ） 时梁 段 的位移 。
悬 拼模 型 主梁安 装标 高见 表 ５ 。 （ ３ ） 主塔 偏位 计算 结果
主塔偏 位表 见表 ６ 。 ６ 计 算结 果总 结
［ ２ ］ 林元培 ． 斜拉桥 ［ Ｍ］ ． 北京 ： 人民交通出版社． １ ９ ９ ４ ． ［ ３］ Ｊ Ｔ Ｇ ／ Ｔ Ｆ Ｓ Ｏ一２ ０ １ １ ， 公路桥涵施工技术 规范［ Ｓ ］ ．
结， 主梁在索塔及辅助墩 、 边（ 墩） 台处设竖向支承 ， 并在 索塔 与 主梁 之 间设置 横 向与纵 向 限位 装置 。丰
都二 桥结 构示 意如 图 １ 所示。
图 ｌ 丰都二桥结构示意 图（ 单位 ： ｎ １ ）
图 ２ 丰都 二桥 主梁标准断面 图（ 单位 ： ｃ ｍ）
主梁主体结构采用扁平钢箱梁 ， 将全桥划分成 １ ８ 种类型共 ９ ４ 个梁段 ， 梁段长度 ９～ １ ５ ｍ， 梁段最大
移、 主 梁主塔 应 力满足 规范要 求 ， 可 以指导 施工 。在
幢
幢
恒
ｂ ｌ ２ ｓ ｓ ｂ ６ ｓ ｍｂ ｌ ｓ ｍ ｂ７ ， ｓ ｒ ｎｂ ｌ ３ ｍ３ ｂ １ ９ ｎ ｍｂｌ ８ ｎ ｍｂ １ ２ ｎｍｂ Ｏ ｎ， ｓ Ｄ ｌ ｎ ｓ ／
主梁编号
图６ 安装标高与设计标 高对 比
其 中成 桥 累积挠 度是 二期 铺装 结束 后梁 段最 外
此基 础上 得到 的安装 线形 与设 计线形 最 大差 ０ ． ４ ８ ６ ｍ， 位 移 主跨跨 中附近 ， 实 际 当中可 以操 作应 用 。 参考 文献
［ １ ］ 王伯 惠． 斜拉桥结构 发展和 中国经验 ［ Ｍ］ ． 北 京： 人 民交通 出版