拱塔斜拉桥桥塔钢-混结合段空间受力分析

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空间扭索面斜拉桥混合塔钢混结合段快速施工工法

空间扭索面斜拉桥混合塔钢混结合段快速施工工法一、前言在现代桥梁建设中，快速施工工法已成为一种重要的施工方式。

空间扭索面斜拉桥混合塔钢混结合段快速施工工法是一种比较先进的快速施工技术，它是由国内某知名桥梁公司研发出来的，已被多次应用于实际工程项目中，取得了较好的效果。

本文将着重介绍空间扭索面斜拉桥混合塔钢混结合段快速施工工法的工艺原理、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，以提供参考和借鉴。

二、工法特点空间扭索面斜拉桥混合塔钢混结合段快速施工工法具有施工速度快、质量高、安全可靠等特点。

采用这种工法可缩短施工周期，提高施工效率，同时还能够有效控制施工成本，节约人工和资源，具有广阔的推广应用前景。

三、适应范围空间扭索面斜拉桥混合塔钢混结合段快速施工工法适用于大型桥梁工程、复杂桥型的悬索桥、混合梁桥和钢混结合桥等。

此外，该工法还可以应用于城市快速公路、高速公路和城市道路等交通建设领域的桥梁建设。

四、工艺原理空间扭索面斜拉桥混合塔钢混结合段快速施工工法是以模块化为基础的快速施工方式。

具体来说，该工法采用预制件组装工艺，将预制构件、升降机械、模板、支架、吊臂等各个施工要素有机地结合起来，构建出一种高效、便捷、精准的快速施工体系。

接下来，我们针对施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制和安全措施等方面对该工法进行详细介绍。

五、施工工艺1、前期准备前期准备阶段主要包括施工现场的准备，包括做好施工现场的平整、清理和牢固的支撑设施的安装等。

此外，还需要对施工区进行全面的勘测和检查，确保基础地质条件符合工程要求。

2、预制构件生产预制构件生产是空间扭索面斜拉桥混合塔钢混结合段快速施工工法的关键环节。

在此过程中，需要对预制构件的类型、规格、尺寸等进行检测和确认，保证其符合设计要求。

同时，还需要根据工程进度安排制定预制构件的生产计划，保证生产效率和质量。

3、预制构件运输和装配运输和装配环节是该工法的重要工序，必须严格按照设计要求进行。

斜拉桥的原理

斜拉桥的原理斜拉桥是一种常见的桥梁结构，其独特的设计原理使得它在现代桥梁工程中得到了广泛的应用。

斜拉桥的原理主要包括桥梁结构、受力特点和设计理念三个方面。

首先，斜拉桥的结构主要由桥塔、主梁和斜索组成。

桥塔是承受桥梁荷载的支撑结构，通常呈塔形或者斜塔形状，能够有效地承受水平和垂直方向的荷载。

主梁是桥面的支撑结构，负责承载行车荷载和自重荷载，通常采用钢箱梁或者钢桁梁结构。

斜索是连接桥塔和主梁的重要构件，它通过拉力将桥塔和主梁紧密地连接在一起，使得整个桥梁结构能够达到平衡和稳定。

其次，斜拉桥的受力特点主要体现在斜索的作用上。

斜索通过拉力将桥塔和主梁连接在一起，使得桥梁结构能够有效地承受荷载并传递到地基上。

斜索的拉力是根据桥梁设计荷载和结构形式来确定的，它能够有效地分担桥梁荷载，减小主梁的受力，从而降低了桥梁结构的自重和成本。

同时，斜索的设计也要考虑到风荷载和地震荷载等外部因素，以保证桥梁在各种复杂环境下都能保持稳定和安全。

最后，斜拉桥的设计理念主要包括经济性、美观性和可持续性三个方面。

斜拉桥的设计要尽可能减小结构自重，提高结构的承载能力，以达到经济、高效的设计目的。

同时，斜拉桥的外观设计也要考虑到美观性，使得桥梁在城市中能够成为一道风景线，展现出现代化的城市形象。

此外，斜拉桥的可持续性设计也是十分重要的，要考虑到桥梁的维护和保养，延长桥梁的使用寿命，减小对环境的影响，实现资源的可持续利用。

综上所述，斜拉桥的原理主要包括桥梁结构、受力特点和设计理念三个方面。

通过对斜拉桥的原理进行深入的理解和研究，能够更好地指导斜拉桥的设计和施工，提高桥梁的安全性和经济性，推动桥梁工程的发展和进步。

斜拉桥-独塔单索面非对称斜拉桥研究资料

1 绪论1.1 课题研究背景斜拉桥是一种由塔、梁、索3 种基本构件组成的高次超静定组合桥梁结构体系[1]。

斜拉桥的桥面体系是以主梁受压或受弯为主，而其支承体系是以拉索受拉和索塔受压为主。

斜拉索由桥塔上部引出并多点弹性支承于桥跨，这样的结构形式使斜拉桥的主梁受力类似于连续梁，从而大大降低了主梁截面弯矩，有效地提高了主梁的跨越能力。

从斜拉桥的结构形式和主梁、索塔、斜拉索三大构件的受力特征看，斜拉桥具有形式多样、造型美观，主梁高度不高、优良的跨越能力等特点；斜拉桥的设计结构特点包括计算机结构分析和计算、高次超静定结构、应用有限单元法；与其它桥型相比，斜拉桥的特性包括：斜拉桥是跨径250m~600m 的最合适桥型，而斜拉跨径600m~1000m 时，斜拉桥是仅次于悬索桥的合适桥型[2]。

由于斜拉桥的种种优点，斜拉桥已广泛应用于现代城市桥梁和大跨度桥梁的建设当中。

然而，在斜拉桥的运营过程中，由于频繁承载甚至承受超载，加上长期的自然侵袭以及人为事故造成的损坏，斜拉桥会产生各种病害。

随着服役年限的增长，桥梁发生病害的部位会越来越多，损坏程度也会越来越严重另一方面，在结构上来说，斜拉桥属于柔性结构，在风力、地震力其他自然及人为的动力影响时容易发生振动，这些振动对于斜拉桥的受力来说是不利的。

斜拉索是斜拉桥的核心组成部分，现用的斜拉索绝大多数为钢制斜拉索，但钢斜拉索存在很多问题，如振颤、防腐、锚固点的应力疲劳等。

其中斜拉索及其锚具的防腐问题尤为显著，由于斜拉索锈蚀而导致斜拉桥被迫换索已经占到了相当高的比例[4]。

对于已建斜拉桥，在其营运过程中某些构件损坏尤其是斜拉索损伤会导致桥梁极限承载能力的降低甚至导致突然坠毁事故，这些问题给人们生活和社会稳定带来极大的安全隐患。

因此，对既有营运斜拉桥病害检测及加固研究工作显得尤为必要。

1.2 国内外研究现状1.2.1 斜拉桥病害检测研究现状早在20 世纪50年代开始，人们就开始着手研究桥梁损伤问题，进入70 年代之后，桥梁检测工作已经被运用于桥梁工程，用来评定桥梁的成桥质量。

单塔预应力混凝土斜拉桥空间受力特性分析

１８ｍ，．梁端索距６０ｍ。．
薰
桥面系铺装
一拉次索张力
二次张拉索力
十年收缩徐变
图１各关键施工状态下主梁施工状态位移图
∞
∞ ｍ５Ｏｍ
几个关键施工阶段的主梁变形比较如图１示，所由图１可以看出：一次张拉索力状态下，在主梁的变形很小，大位移在跨中最位置附近，最大位移值为２．８ｍｍ；１８在桥面系铺装状态下，产生向下的位移，大位移在跨中位置附近，最其值为一．７ｍ在二次００ｍ；张拉索力状态下，大位移在跨中位置附近，大位移值为最最３．０ｍ经过十年徐变后，中产生了向下的变形，５７ｍ；跨最大位移值
收稿日期：０１０ — ９２１ —８０
作者简介：景广涛（９３）男，１８一，助理工程师，桥集团国际建设股份有限公司，路北京
张婷（９８，，１８生，吉林长春
１０２００７
１０２３０６
・
１０・第０年１月６２３１第３７卷１６期２
山西建筑
分析可知，桥三年后主梁产生了向下的变形主要是因为混凝土载作用增加的索力，随着斜拉索的索长的增加而增大，与成成也但
收缩徐变的作用。主梁预应力作用下跨中位置产生了较大的向桥恒载索力相比，车道活载索力还是比较小，因此可知，拉索的斜上的竖向变形，大值为２．５ｍ最４２ｍ。恒荷载和预应力对主梁产生索力主要还是由结构恒载起控制作用。

曲塔混合梁斜拉桥施工控制仿真分析

公路２００９年第９期圈２曲塔混合梁斜拉桥有限元模型施工控制前期准备阶段，结构计算中的参数通常取自相关设计资料，但也可根据工程经验对某些参数进行适当修改以便更符合实际情况。

在施工控制阶段，还应根据结构设计参数与实际情况之间的差异、施工误差、测量误差、结构计算分析模型与工程实际之间的差异等确定是否对控制计算参数进行调整。

仿真分析中钢材及混凝土的材料特性如表１所示，弹性模量及线膨胀系数均按规范取值。

有限元分析过程中，钢箱梁的截面特性考虑了纵向加劲肋的影响。

根据施工方案，将整个仿真计算分为２６个工况，如表２所示。

表１主梁材料性能汇总钢材项目项目Ｃ５０（Ｑ３４５ｑＤ）弹性模量／ＭＰａ２１００００弹性模量／ＭＰａ３２５００剪切模量／ＭＰａ８１０００剪切模量／ＭＰａ１３０００泊松比Ｏ．３泊松比Ｏ．２轴向容许应力／ＭＰａ２００轴心抗压强度标准值／ＭＰａ３２．４弯曲容许应力／ＭＰａ２１０轴心抗拉强度标准值／ＭＰａ２．６５剪切容许应力／ＭＰａ１２０轴心抗压强度设计值／ＭＰａ２２．４屈服强度／ＭＰａ３４５轴心抗拉强度设计值／ｈ伊ａ１．８３线膨胀系数０．００００１２线膨胀系数０．ＯＯＯ０１３施工过程仿真分析主要结果通过对表２中各工况的计算分析，得到了各施工阶段主梁、索塔的应力和位移以及斜拉索的索力。

表３给出了斜拉索的施工索力和成桥索力。

各典型工况主塔截面最大应力的分布如图３所示，各施工阶段索塔塔顶的水平位移变化如图４所示。

最大悬表２斜拉桥施工过程仿真分析计算工况工况号工况内容工况号工况内容０１索塔施工１４张拉Ａ９，安装Ｍ９，张拉Ｊ９０２边跨现浇段施工１５安装Ｍ１０，Ｍｌｌ，合龙主跨０３张拉边跨预应力柬１６对Ａ１、Ｊ１进行二次张拉０４张拉Ａ１斜拉索１７对Ａ２、Ｊ２进行二次张拉０５安装Ｍ１，张拉Ｊ１１８对Ａ３、Ｊ３进行二次张拉０６张拉Ａ２，安装Ｍ２，张拉Ｊ２１９对Ａ４、Ｊ４进行二次张拉０７张拉Ａ３，安装Ｍ３，张拉Ｊ３２０对Ａ５、Ｊ５进行二次张拉０８张拉Ａ４，安装Ｍ４，张拉Ｊ４２１对Ａ６、Ｊ６进行二次张拉０９张拉Ａ５，安装Ｍ５，张拉Ｊ５２２对Ａ７、Ｊ７进行二次张拉１０张拉Ａ６，安装Ｍ６，张拉Ｊ６２３对Ａ８、Ｊ８进行二次张拉１１张拉Ａ７，安装Ｍ７，张拉Ｊ７２４对Ａ９、Ｊ９进行二次张拉１２张拉Ａ８，安装Ｍ８，张拉Ｊ８２５拆除边跨现浇支架１３施加边跨配重２６铺装二期恒载臂状态和成桥状态钢箱梁、混凝土箱梁截面的最大应力分别见图５和图６。

混合梁斜拉桥的设计研究

混合梁斜拉桥的设计研究作者：赵天野李洋来源：《科技探索》2013年第07期摘要：结合段的设计对于混合梁斜拉桥的性能至关重要。

本文简要的介绍了混合梁斜拉桥的发展，优点，以及结合段位置的确定原则和结合段的连接方式。

关键词：混合梁结合段斜拉桥1.前言由于钢与混凝土结合可以提高力学性能和改善经济性，所以最近几年混合梁斜拉桥的工程实例不断增加，混合梁斜拉桥以其独特的构造与技术特点显示出其强大的生命力。

所谓的混合梁斜拉桥是指斜拉桥的主梁沿主梁的长度方向由两种不同的材料组成，主跨的梁体为钢梁，边跨（或伸入主跨一部分）的梁体为混凝土梁。

由于混合梁斜拉桥与混凝土斜拉桥和钢斜拉桥相比较，施工方便且造价低，所以在20世纪80年代末得到了飞速的发展。

1986年加拿大建成的混合梁斜拉桥——安娜血丝桥，一直保持了7年世界最大跨径斜拉桥的记录。

我国的混合梁斜拉桥虽起步晚，但发展进度很快，近年来国内设计并建成了许多大跨度混合梁斜拉桥：苏通长江大桥、湛江海湾大桥、荆岳长江大桥、舟山桃夭门大桥、鄂东长江大桥等，这使我国在该领域的实践走向了世界的前列。

2.混合梁斜拉桥的优点在实际应用中，混合梁斜拉桥较单一的钢梁斜拉桥或混凝土梁斜拉桥有许多的优点，主要体现在：（1）中跨采用自重较轻的钢梁，边跨采用自重和刚度较大的混凝土梁，增加了边跨主梁的重量和刚度，又由于混凝土梁具有良好的锚固和压重作用，从而避免了边跨的桥墩上浮，减小了主跨梁体的内力和变形，降低甚至消除了边跨端支点的负反力，从而加大了斜拉桥的跨越能力。

（2）混合梁斜拉桥采用密边跨可大大减小边跨挠曲对中跨的影响，使结构受力更接近于弹性支撑连续梁。

（3）混合梁斜拉桥边跨与中跨是一种锚固与被锚固的关系，这种锚固并不像悬索桥那样是集中锚固，而是分散于整个边跨，因此，既使中跨跨越能力大大提高，又使边跨不必做得非常强大。

（4）密边跨和沉重的混凝土边跨提供的稳固支撑降低了活载引起的拉索力变化幅度，减小了疲劳影响。

基于正装迭代法的三塔结合梁斜拉桥计算分析

１３９３个，划分单元２８５５个，中梁单元２２个，其３１
２工程背景
２１二七桥简介．
桁架单元２４个，限元模型见图１６有。
在建的武汉二七长江大桥除９边跨采用０ｍ预应力混凝土外，余主梁采用钢结构，面板为其桥
般取［］００５Ｐ为．０。正装计算过程中，节点坐标不随位移改变，所以，取成桥设计标高作为主梁节点的竖坐标。常
分组成。两个边塔尺寸完全相同，了增强全桥为
结构的整体刚度，中塔较边塔加大了尺寸以增加
１０ｍ＋９。６０ｍ
显然，Ｆ｝｛。将小于｛。。按此方法循环迭代Ｆ｝计算，直到满足精度要求Ｐ：３－
一
— ～＜Ｕ］（ｐＬ）ＰＪ３ｊ
桥塔主塔高度为２６ｍ，花瓶型钻石构造，０为钢筋混凝土结构，由下、、中上塔柱及下横梁四部
其各施工阶段及成桥阶段的内力、位移和索力，经过与合理成桥状态进行对比分析，最终确定各施工阶段的节
段标高、索力及主梁内力。计算结果表明：合理施工索力与合理成桥索力相比，误差均在 ±５％范围内，梁最主大抛高４．ｍ，０３ｃ混凝土桥面板未出现拉应力，且最大压应力为８８ＭＰ，．ａ钢主梁下翼缘最大压应力为１９Ｍａ５Ｐ，
表２部分斜拉索各状态计算结果

拱塔斜拉桥正交异性钢桥面板疲劳荷载应力幅分析

第11卷第12期中国水运V ol.12N o.112011年12月Chi na W at er Trans port D ecem ber 2011收稿日期：2011-09-25作者简介：王华毅（1987-），男，福建人，同济大学桥梁工程系硕士研究生，主要从事桥梁工程研究。

吴冲（6），男，福建人，同济大学教授，主要从事桥梁工程研究。

基金项目：国家科技支撑计划项目（B G 5B ，B G 5B 3），浙江省交通运输厅科技计划项目（）拱塔斜拉桥正交异性钢桥面板疲劳荷载应力幅分析王华毅，吴冲，杨国涛（同济大学桥梁工程系，上海200092）摘要：以杭州市之江大桥为例，分别采用杆系与板壳子结构相结合的全桥模型和节段板壳有限元模型，对拱塔斜拉桥钢桥面板典型构造细节疲劳荷载应力幅进行分析。

计算结果表明，第一体系受力对正交异性板某些构造细节应力幅影响不大，采用节段板壳有限元模型得到的第二、第三体系受力的应力幅与全桥模型较为接近，可用于拱塔斜拉桥正交异性钢桥面板疲劳荷载应力幅分析。

关键词：拱塔斜拉桥；正交异性钢桥面板；有限元模型；疲劳；荷载效应；应力幅中图分类号：U 441文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2011）12-0182-03一、引言正交异性板有开口和闭口加劲肋两种结构形式，闭口肋正交异性板由于抗弯抗扭刚度大、用钢量少，在大跨度桥梁中得到广泛采用。

但是近年来国内外出现了许多U 肋钢桥面板的疲劳病害，使钢桥面板的使用寿命不能满足桥梁设计使用年限的要求。

根据调查U 肋正交异性板的典型疲劳病害可归纳为5种类型：①为顶板与U 肋焊缝处的顶板纵向裂纹；②为U 肋与顶板焊缝的纵向裂缝；③为U 肋下缘对接焊缝的裂缝；④为U 肋上端过焊孔处U 肋的裂纹；⑤为U 肋下端过焊孔处横隔板裂缝[1]；如图1所示。

图1钢桥面板疲劳病害示意图由于钢桥面板的病害主要是发生在局部，疲劳荷载应力幅分析必须考虑轮载作用下局部荷载效应的影响。

斜拉桥结构检测及受力状态分析与研究

科技创新导报Science and Technology Innovation Herald43工程技术①作者简介:肖大维(1981,7—),男,湖北荆州人,本科,中级职称,研究方向：大跨度桥梁的检测与养护。

DOI：10.16660/ki.1674-098X.2018.06.043斜拉桥结构检测及受力状态分析与研究①肖大维李丹史晓辉（武汉二航路桥特种工程有限责任公司湖北武汉 430000）摘要：斜拉桥是多个受力部分组成的结构体系，包括索、粱、塔及基础共同受力。

对于斜拉桥而言，斜拉索是其主要受力构件，主粱恒载以及部分活载都是由拉索传递到桥塔的。

因此，加强对成桥后斜拉桥的监测，测定索力，对于桥梁异常预警、保障桥梁的安全都有着重要的意义。

本文结合工程实例对某斜拉桥结构进行了检测与受力状态分析，同时就相关问题提出了应对措施，旨在提高桥梁使用寿命。

关键词：斜拉桥受力状态结构检测恒载活载中图分类号：U448 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2018)02(c)-0043-021 工程概况某公铁两用两塔五跨钢桁梁斜拉桥，主跨630m，主梁为飘浮体系，采用钢绞线斜拉索，塔高为225m，混凝土桥塔采用菱形加倒Y形，每延米活载351kN。

桥梁设计采用三索面三桁架斜拉桥结构，采用N字形钢桁梁，布置有主桁3 片。

总桁高15.5m，桁宽34.2m，节间长15.0m。

板桁共同作用下，桥梁的主桁上、下弦杆均为箱形截面；斜杆和竖杆则为工字形或者箱形截面。

主桁所有节点均焊接整体节点，节点外进行拼接。

为了可以使局部荷载在整体结构中比较均匀地分布开来，因此桥梁的桁架结构采用的是较大的截面尺寸和整体式的正交异性桥面板体系及密横梁体系。

桥梁混凝土强度等级C50，塔身总高225m，箱型截面。

桥梁斜拉索呈对称布置（钢绞线），主梁上斜拉索间距分别为15.0m，塔上斜拉索锚固点间距14×2.5m+4×4m，抗拉强度达到 1860M Pa。

3.5 斜拉桥

三、完整的正装分析，利用施工阶段的未知荷载系数功能二次调索，使最终阶段与成桥状态吻合。拉索力选体外力。
实例1 斜拉桥成桥阶段和施工阶段倒拆分析
注意：该实例缺少最后完整的正装分析、二次调索过程。
“未知荷载系数” 功能求解拉索初拉力
图33有误：自重、二期恒载不应勾选。
实例2 斜拉桥成桥阶段和未闭合配合力正装分析
3. 悬臂施工法
从桥墩开始，两侧对称进行现浇梁段或将预制节段对称进行拼装。前者称悬臂浇筑施工，后者称悬臂拼装施工。悬臂浇筑施工
悬臂拼装施工
4. 转体施工法
将桥体构件先在桥位处（岸边或路边及适当位置）进行预制，待混凝土达到设计强度后旋转构件就位。
5. 顶推施工法
沿桥纵轴方向的后台设置预制场地，分节段预制，并用纵向预应力筋将预制节段与施工完成的梁体连成整体，然后通过水平千斤顶施力，将梁体向前顶推出预制场地。之后继续在预制场地进行下一节段梁的预制，循环操作至施工完成。
优点：每根拉索具有可能的最大倾角，斜拉力较小，减少拉索用钢量。缺点：斜索集中锚固在塔顶，锚固困难，对索塔受力不利。
竖琴式（中、小跨径）
布置方式：斜索与塔柱联接点分散，斜索倾角相同。优点：外形简洁美观，索塔连接构造易于处理，塔柱受力较有利。
缺点：斜索倾角较小，工作效率差，钢索用量较多。
扇式（较多，尤其大跨径）
2. 支承体系（半漂浮体系）
构造特点：
• 塔墩固结； • 塔墩上设置竖向支承；优点：减小纵向漂移。缺点：塔柱处主梁负弯矩很大；
使用：早期常用。
3. 塔梁固结体系
构造特点：相当于斜索加强的连续梁。优点： • 索塔弯矩小； • 主梁受力较均匀； • 整体升降温引起的结构温度应力较小。缺点： • 结构刚度小，在荷载作用下变形比较大； • 需大吨位支座（可能为万吨级）。使用：少用。

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力特性与应力分布情况．随着拱形桥塔的结构形式被越来越多地应用在独塔斜拉桥的设计中，相关人员也对其进行了
一
混结合段是桥塔刚度过渡段，承受着很大的轴
收稿日期：２Ｏ１３一Ｏ３ —１８作者简介：张西丁（１９８９一），男，同济大学硕士生．
中图分类号：Ｕ４４８．２７文献标识码：Ａ
Ａｎａｌｙｓｉｓｏｆｓｐａｔｉａｌｍｅｃｈａｎｉｃａｌｂｅｈａｖｉｏｒｏｆｓｔｅｅｌ。ｃｏｎｃｒｅｔｅｃｏｍｂｉｎｅｄ
应力方式连接，承压板上设置圆孔，便于预应力钢
筋通过．
善
ｎ
８
中部，竖向高度为１７ｍ，与其他桥相比，结合段较
长，并且在整个桥塔的相对位置较高．现有对钢一混组合桥塔的研究大都集中在其
承载能力［３］、剪力键的受力性能［２ “ 和索塔锚固区
拱塔斜拉桥桥塔钢一混结合段空间受力分析
张西丁，石雪飞
（同济大学桥梁工程系，上海２０００９２）
摘
要：斜拉桥桥塔钢一混结合段结构复杂，构件众多，使得其受力状态极为复杂．以某拱塔斜拉桥的
近几年来，钢一混凝土结合桥塔逐渐应用于斜拉桥建设中，如：南京长江第三大桥、江苏苏通
力和弯矩，钢板和混凝土的受力机理不明确，应力
复杂，必须建立钢一混结合段处局部三维有限元实体模型，分析其在各种最不利荷载工况下的受
第２９卷第２期２０１３年６月
交
通
科
学
与
工
程
Ｖｏ１．２９Ｎｏ．２
ＪｏＵＲＮＡＬＯＦＴＲＡＮＳＰＯＲＴＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ
Ｊｕｎ．２０１３
文章编号：１６７４ —５９９Ｘ（２０１３）０２－００３５－０６
桥塔钢一混结合段为基础，利用Ｍｉｄａｓ／Ｃｉｖｉｌ建立空间杆系模型，进行整体静力分析，确定桥塔钢一混结合段部位３种最不利荷载工况，得出其荷载和位移的边界条件．再利用大型空间有限元软件ＡＮＳＹＳ，建立桥塔钢一混结合段三维实体模型，并进行受力分析，明确钢一混结合段处钢板和混凝土的受力性能．计算结果表明：钢一混结合段的变形较小，钢板和混凝土的应力水平较小，结构的安全储备良好．关键词：拱形桥塔；钢一混结合段；有限元法；局部分析
定的研究．拱形桥塔的形式有钢桥塔、混凝土桥
３６
交
通
科
学
与工
程
第２９卷
塔和钢一混组合桥塔，而本拱塔斜拉桥与其他形
式的桥有所不同： ① 桥塔为斜置桥塔，纵桥向弯矩较大； ②结合段采用钢格室＋混凝土的结构形式，钢板和混凝土相互约束，导致结合段处于极其复杂的三向受力状态； ③桥塔钢一混结合段较长，相对位置较高，轴力和弯矩较大．主塔钢混结合段的位置大多选择在承台顶面，日本大多数桥梁均如此ｌ［２］．南京长江三桥桥塔钢一混结合段设置在下塔柱与下横梁交汇处，结合段沿桥塔轴线方向高为８．７５５ｍ［１］．本桥桥塔钢一混结合段位于桥塔
量
譬
苎
凝土塔柱
图２桥塔横向示意（单位：ａｍ）ｒ
Ｆｉｇ．２Ｔｈｅｌａｔｅｒａｌｏｆｂｒｉｄｇｅｔｏｗｅｒ（ｕｎｉｔ：ａｍ）ｒ
结合段断面随着高度的减小横桥向和纵桥向尺寸增大，纵肋和横肋的数量也跟着增加．钢一混结合段的基本构造如图３所示．
：
寸
晷
￡
的分析［５］，而对钢一混结合段的研究较少．李达［１］虽然对三角刚架悬吊连续梁桥的钢一混结合段进行了研究，提供了一些参考的方法，但由于其是连
续梁桥，与斜拉桥的构造和受力等方面有着很大的不同，并且其主要考虑的是承载能力极限状态
ｓｔａｙｅｄｂｒｉｄｇｅ，Ｍｉｄａｓ／Ｃｉｖｉｌｉｓｕｓｅｄｔｏｅｓｔａｂｌｉｓｈａｓｐａｃｅｔｒｕｓｓｍｏｄｅｌｆｏｒｔｈｅｏｖｅｒａｌｌａｎａｌｙ —
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ａｒｃｈ — ｔｏｗｅｒ；ｓｔｅｅｌ — ｃｏｎｃｒｅｔｅｃｏｍｂｉｎｅｄｓｅｃｔｉｏｎｓ；ｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄ；ｌｏｃａｌａ — ｎａｌｙｓｉｓ
量
兰
图１桥塔立面示意（－ｇ位：ａｍ）ｒ
一
Ｆｉｇ．１Ｔｈｅｅｌｅｖａｔｉｏｎｏｆｂｒｉｄｇｅｔｏｗｅｒ（ｕｎｉｔ：ｍｍ）
下的最不利荷载组合，没有对正常使用极限状态进行考虑，具有很大的片面性．本研究拟结合Ｍｉ — ｄａｓ整体计算结果，利用ＡＮＳＹＳ，对桥塔钢一混结合段进行局部分析，得出钢板和混凝土的受力性能，以期为日后同类桥梁的设计和施工提供参考．
内穿ＨＲＢ４００￣２５的钢筋，形成ＰＢＬ剪力键．中塔
柱分为６段，节段中心线长３ｍ或２．６ｍ．塔壁钢板采用焊接连接，加劲肋采用高强螺栓连接．每节段中心处设置横隔板，横隔板开孔，便于浇筑混凝土．结合段与上塔柱、下塔柱之间采用承压板＋预
ｓｏｆｔｗａｒｅＡＮＳＹＳ，ｔｈｒｅｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｎａｌｓｏｌｉｄｍｏｄｅｌｉＳｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ，ｗｈｉｃｈｃａｎｄｅｔｅｒｍｉｎｅｔｈｅ
ｔｈａｔｔｈｅｓｔｒｅｓｓｈａｄｂｅｅｎｅｘｔｒｅｍｅｌｙｃｏｍｐｌｅｘ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｔｏｗｅｒｏｆａｎａｒｃｈ — ｔｏｗｅｒｃａｂｌｅ－
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１工程背景
本拱塔斜拉桥主桥跨径布置８０＋１３０ｍ，为拱
形斜塔双索面墩梁固结塔梁分离体系．主塔为顺桥向斜置的塔形拱，上塔柱采用钢箱结构，中塔柱采用钢一混凝土组合箱型结构，下塔柱采用钢筋混凝土结构．下塔柱竖直高（自承台顶面算起）１８．３ｍ，中塔柱高１７ｍ，上塔柱高４４．５ｍ，整个拱
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｃｏｍｂｉｎｅｄｓｅｃｔｉｏｎｓｏｆｃａｂｌｅ－ｓｔａｙｅｄｂｒｉｄｇｅｔｏｗｅｒｃｏｎｔａｉｎｍａｎｙｍｅｍｂｅｒｓ，ＳＯ
ｓｉｓｔｏｄｅｔｅｒｍｉｎｅｔｈｅｍｏｓｔｕｎｆａｖｏｒａｂｌｅｐａｒｔｓｏｒｅｔｅｃｏｍｂｉｎｅｄｓｅｃｔｉｏｎｓｕｎ — －
长江大桥和杭州钱塘江大桥等．钢一混凝土结合桥塔具有减轻塔身自重、容易保证钢锚箱的安装精度、明确索塔受力、降低塔柱顶部施工难度、降低地震作用及简化斜拉索锚固等优点［１］．桥塔钢
一
ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｓｔｅｅｌａｎｄｃｏｎｃｒｅｔｅｏｆｔｈｅｃｏｍｂｉｎｅｄｓｅｃｔｉｏｎｓ．Ｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄｓｔｒｅｓｓｌｅｖｅｌｏｆｓｔｅｅｌ — ｃｏｎｃｒｅｔｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｅｃｔｉｏｎｉＳｓｍａｌｌ。ｗｈｉｃｈｃａｎｓｈｏｗｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉＳｓａｆｅ．