矮塔斜拉桥桥墩刚度优化研究
矮塔斜拉桥受力性能优化
关 键词 ： 矮塔斜 拉桥 ； 受力 性能 ； 高跨 比； 塔跨 比； 无索 区长度
中图分 类号 ：Ｕ ４ ４ ８ ． ２ ７ 文献标 志码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ９ — ７ ７ １ ６ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ８ — 质 ，并据此提 出 能 综 合 反 映 矮 塔 斜 拉 桥 结 构 及 受 力 特 征 的 参 数—— “ 矮 塔 斜 拉 桥 特征 参数 ” ； 用“ 斜 拉 索 荷 载效 应影响度 ” 与“ 矮塔斜 拉桥特征参 数” 的相 关 性 定 量 描 述矮 塔 斜 拉 桥 的特 点 ，对 进 一 步 认 识 矮 塔 斜 拉 桥 的结 构性 能 有 一定 的参 考意 义 ｆ ７ Ｉ 。
型的主要设计 难点 ， 并对 梁高及塔高 等主要结构参 数进行 了分析 ， 在此 基础上进 一步给 出了合 理的主梁 高跨 比和塔 跨 比。结果 表 明 ：当跨 中和支点处主梁 高跨 比分别 处于 Ｏ ． ０ １ ７ ～Ｏ ． ０ ２ １ 和Ｏ ． ０ ２ ６ — ０ ． ０ ３ ４时 ，主梁 刚度可得 到充分利用 ；当塔跨 比为 ０ ． １ Ｏ ～
２ ３ ０ 科技研究
城 市道 桥 与 防 洪
２ ０ １ ５ 年８ 月第 ８ 期
矮塔 斜拉 桥受 力性 能优 化
玉海珑 ， 郑 长海
（ 天 津城 建设计 院有 限公 司 ， 天 津市 ３ ０ ０ １ ２ １ ） 摘 要 ： 为分 析和论证矮 塔斜拉桥 的最优静 力性能参 数 ， 以某三跨 双索 面矮 塔斜拉 桥的结 构设计优 化方案 为例 ， 总结 了该 种桥
应， 引入 “ 斜拉索 荷载效应影 响度 ” 的概 念 定 量 分
∑（ １ ／ ） （ １ ／
矮塔混凝土斜拉桥成桥索力优化
关 键词 ：影 响矩 阵； 索力优 化 ； 车辆荷 载 ； 温度作 用
中图分 类号 ： ４ ８ ２ Ｕ ４ ． 文献标 志码 ： Ａ 文章 编号 ：１０ — ５ ５ ２ １ ） ３０ ２ －５ ０ １ ０ ０ （ ０ ２ ０ －５ ６０
Ｏｐ ｉ ｉ ａ ｉ ｎ ｏ ｒｄｇ － ｏ ｐ ｅ ｉ ｇ ｃ ｂ ｅ ｆ ｒ ｅ ｔｍ ｚ ｔｏ ｆ ｂ ｉ ｅ ｃ ｍ ｌ ｔｎ ａ ｌ ｏ ｃ ｆ ｒ ｅ ｔ ａ ｏ ｅ ｏ ｃ ｅ ｅ ｃ ｂ ｅ ｓａ ｅ ｉ ｇ ｓ ｏ ｘ ｒ ｄ ｓ ｄ ｃ ｎ ｒ ｔ ａ ｌ － ｔ ｙ ｄ ｂｒｄ ｅ
Ｍ ｉｏ Ｃｈ ｎ ｑ ｎ Ｗ ａ ｇ Ｙｉ ｈ ｎ ＬｉＳ ａ ｈ ａ ａ ａ ｇ ｉｇ ｎ ｃｕ ｈｏ ｕ
（ ｃｏ ｌ ｆ ｉｉＥ ｇｎｅｉｇ ｏｔｅｓ Ｕ ｉｅｓ ｙ Ｎａｊ ｇ２ ０ ９ ， ｈｎ ） Ｓｈ ｏ ｏ ｖｌ ｎ ｉ ｒ ，Ｓ ｕ ａｔ ｎｖ ｒｔ ， ｎｉ １０ ６ Ｃ ｉａ Ｃ ｅ ｎ ｈ ｉ ｎ
ｃ ｍｐ ｅｉ ｇ ｃ ｂ ｅ ｆ ｒ ｅ ｆ ｒ ＥＣＣＢ ｓ ｃ ｒｉ ｄ ｏ ｔｕ ｄｅ ｈ ｏ ｌｔｎ ａ ｌ ｏ ｃ ｏ ｉ ａ ｒｅ ｕ ｎ ｒｔ ｅ ｍｏｓ ｆ ｖ ｒ ｂ ｅ ｃ ｔｕｎ ａ ｏ ａ ｌ ｏｍｂｉ ａｉ ｎ ｏ ｈ ｏ ｄｓ ｎ ｔｏ ｆｔ ｅ ｌ ａ ｂ ｈ ｎ ｎ ｗｎ ｌ ａ ｏ ｆｉ ｉｎ ｄ ｌ ｎ Ｍ Ｉ ｙ ｔ ｅ ｕ ｋ ｏ ｏ ｄ ｃ ｅ ｆｃｅ ｔｍｏ ｕ ｅ ｉ ＤＡＳ ／ＣＩ Ｌ ０１ ＶＩ ２ ０．Ｔｈ ｎ ｌ ｎ ｅ ｆｖ ｈ ｃ ｅ ｌａ ｎ ｅ ｉ ｆｕｅ ｃ ｓｏ ｅ ｉ ｌ ｏ ｄ ａ ｄ
第４ ２卷 第 ３期 ２１ ０ ２年 ５月
东 南 大 学 学 报 （自然科 学版 ）
矮塔斜拉桥方案设计及分析研究的开题报告
矮塔斜拉桥方案设计及分析研究的开题报告标题：矮塔斜拉桥方案设计及分析研究一、选题背景和意义矮塔斜拉桥是一种特殊的斜拉桥，具有结构简单、桥塔低、造价低等优点。
矮塔斜拉桥的设计和施工具有一定难度，需要考虑桥塔尺寸、材料选型、预应力设计等方面的问题。
此次研究旨在探讨矮塔斜拉桥的方案设计及分析，为实际工程提供参考，并对斜拉桥结构设计方面进行深入研究。
二、研究内容1. 矮塔斜拉桥结构形式及特点分析；2. 矮塔斜拉桥主要构件的材料选型与设计；3. 矮塔斜拉桥的静力分析与设计；4. 矮塔斜拉桥的动力分析及风荷载分析；5. 矮塔斜拉桥的施工工艺及质量控制。
三、研究方法本研究采用文献调研、实验分析、数值模拟等方法，在理论与实践相结合的基础上，完成矮塔斜拉桥的方案设计及分析研究。
四、预期成果1. 矮塔斜拉桥设计方案；2. 矮塔斜拉桥静力分析计算结果；3. 矮塔斜拉桥动力分析计算结果；4. 矮塔斜拉桥施工方案及质量控制方案；5. 一篇研究论文。
五、论文结构和进度安排第一章：选题背景和意义第二章：矮塔斜拉桥的结构形式及特点分析第三章：矮塔斜拉桥构件的材料选型与设计第四章：矮塔斜拉桥的静力分析与设计第五章：矮塔斜拉桥的动力分析及风荷载分析第六章：矮塔斜拉桥的施工工艺及质量控制第七章：研究总结与展望进度安排：第一阶段：文献调研（1个月）第二阶段：矮塔斜拉桥结构设计（2个月）第三阶段：矮塔斜拉桥静力分析与设计（1个月）第四阶段：矮塔斜拉桥动力分析及风荷载分析（2个月）第五阶段：矮塔斜拉桥施工工艺及质量控制（1个月）第六阶段：论文撰写及修改（2个月）。
六、参考文献1. 《现代桥梁结构设计》2. 《斜拉桥桥塔结构设计》3. 《矮塔斜拉桥工程设计与实现》4. 《可持续性道路交通基础设施的设计与施工》。
矮塔斜拉桥优缺点探析
［ 关键词 ］ 矮塔 斜拉桥 ；结构特征 ； 桥 型结构 ［ 中图分类 号 ］ Ｕ４ ４ ８ ． ２ ７ ［ 文献标 志码 ］Ｂ
． ［ 文章编号 ］１ ０ ０ １ — ５ ２ ３ Ｘ（ ２ ０ １ ６ ）１ ２ — ０ １ ２ ３ — ０ ２
［ Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ］ Ｔ ｈ ｅ ｌ ｏ ｗ ｔ ｏ ｗ ｅ ｒ ｃ ａ ｂ ｌ ｅ ・ ｓ ｔ ａ ｙ ｅ ｄ ｂ ｉ ｒ ｄ ｇ ｅ ｉ ｓ ａ ｎ ｅ ｗ ｔ ｙ ｐ ｅ ｏ ｆ ｂ ｒ ｉ ｄ ｇ ｅ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ，ｔ ｈ ｅ ｂ ｉ ｒ ｄ ｇ ｅ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｂ ｅ ｔ ｗｅ ｅ ｎ ｐ ｒ ｅ ｓ ｔ ｒ ｅ ｓ ｓ ｅ ｄ ｃ ｏ ｎ ｃ ｒ ｅ ｔ ｅ
ｃ ｏ ｎ ｔ ｉ ｎ ｕ ｏ ｕ ｓ ｂ ｒ ｉ ｄ ｇ ｅ ａ ｎ ｄ ｏ ｒ ｄ ｉ ｎ ａ ｒ ｙ ｃ ａ ｂ ｌ ｅ — ｓ ｔ ａ ｙ ｅ ｄ ｂ ｒ ｉ ｄ ｇ ｅ ． Ａｔ ｐ ｒ ｅ ｓ ｅ ｎ ｔ ，ａ ｃ ｃ ｏ ｒ ｄ ｉ ｎ ｇ ｔ ｏ ｉ ｔ ｓ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｉ ｎ ｐ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ａ ｎ ｂ ｅ ｓ ｅ ｅ ｎ， ｔ ｈ ｅ ａ ｄ ｖ ａ ｎ ｔ ａ ｇ ｅ ｓ ｏ ｆ ｌ ｏ ｗ ｔ ｏ ｗｅ ｒ ｃ ａ ｂ ｌ ｅ — ｓ ｔ ａ ｙ ｅ ｄ ｂ ｒ ｉ ｄ ｇ ｅ ｃ ｏ ＭＰ ａ ｒ ｅ ｄ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ ｔ ｗｏ ｂ ｏ ｔ ｈ ｍｏ ｒ ｅ ｏ ｂ ｖ ｉ ｏ ｕ ｓ ． Ｉ ｎ ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ，ｔ ｈ ｅ ｏ ｒ ｉ ｇ ｉ ｎ ａ ｎ ｄ ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ｏ ｆ ｌ ｏ ｗ ｔ ｏ ｗｅ ｒ ｃ ａ ｂ ｌ ｅ － ｓ ｔ ａ ｙ ｅ ｄ ｂ ｒ ｉ ｄ ｇ ｅ ａ ｒ ｅ ｅ ｘ ｐ ｏ ｕ ｎ ｄ ｅ ｄ，ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ａ ｄ ｖ ａ ｎ ｔ ａ ｇ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ ｄ ｉ ｓ ａ ｄ ｖ ａ ｎ ｔ ａ ｇ ｅ ｓ ｏ ｆ ｂ ｒ ｉ ｄ ｇ ｅ － ｔ ｐｅቤተ መጻሕፍቲ ባይዱｙ ｓ ｔ ｒ ｕｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ａ ｎ ｄ ｍａ ｉ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ａ ｒ ｅ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｄ ．
桥梁工程中矮塔斜拉桥的施工技术研究
桥梁工程中矮塔斜拉桥的施工技术研究摘要：矮塔斜拉桥具体施工作业开展对工艺操作和管理要求都较高，为了保证施工顺利开展，必须加强对施工技术的探讨。
下面，以矮塔斜拉桥的具体特点作为切入点，分析了矮塔斜拉桥施工中的各项难点，最终对矮塔斜拉桥施工中采用的主要技术进行了总结，目的就是确保矮塔斜拉桥施工顺利进行，提高其竣工后的质量。
关键词：矮塔斜拉桥；桥梁工程；施工技术；分丝管桥梁工程的持续增多在一定程度上促进了相关施工技术发展与创新，更多先进技术被应用在桥梁工程中，在这一背景下，也使桥梁工程类型不断增多，而矮塔斜拉桥因为具有与环境协调、功能齐全等优势，因此，得到了快速发展，而且在桥梁工程中建设中占据重要地位。
1 矮塔斜拉桥的具体特点（1）矮塔斜拉桥拉索轻倾角小，拉索应当尽量密集的由塔顶鞍部上通过锚固与主梁锚固，采取这一设计方式，可以最大程度减少其它拉线材料，明确受力结构分布情况，设计人员可以在这一基础上，做好施工工艺与材料选择，保证后续施工可以顺利开展。
（2）拉索为辅助部分，梁为桥梁工程的关键部位。
矮塔斜拉桥的梁体高度通常仅为相同跨长桥梁的50%左右。
在受力方面，矮塔斜拉桥中的主梁能够达到整个桥荷载的70%，其余30%荷载则由斜拉索承载，采取合理方式分配荷载，能够提高矮塔斜拉桥稳定性，避免矮塔斜拉桥投入应用后，出现失衡或结构损坏等不良现象[1]。
（3）拉索布置主要呈扇形，中间区域相对密集，施工开展期间，桥面合拢后，施工人员不需要调整拉索位置，可以直接使用[2]。
矮塔斜拉桥跨度通常会在100-200m之间，如果情况特殊，需要采用负荷梁，跨度可以达到300m。
2矮塔斜拉桥施工中的各项难点通过对大量矮塔斜拉桥的建设情况进行分析可以发现，实际施工中，常见的难点主要体现在以下几个方面：（1）矮塔斜拉桥经常被建设在地质较差区域，施工风险相对较高，在进行基础设计时，施工中采用桩基要穿越软土层。
（2）开展承台钢围施工时，经常会遇到较深水位，一些区域河床坡比较大，地质复杂，施工开展起来难度大，容易出现各种事故。
矮塔斜拉桥方案设计论文
矮塔斜拉桥方案设计论文矮塔斜拉桥方案设计论文近年来，随着城市化进程的不断加快，城市交通建设得到了空前的发展，跨河桥梁的建设也成为城市建设的重要组成部分。
与此同时，随着人们对桥梁建设要求的不断提高，设计师们也在进行着不断的技术创新和设计改进。
矮塔斜拉桥作为一种新兴的桥梁类型，其简洁、轻盈、美观、安全等优点受到广泛关注和青睐，在各地的桥梁建设中越来越多地应用。
本文以某城市一座正在规划中的矮塔斜拉桥为研究对象，从桥梁结构、斜拉索系统、地基处理、桥面设计等方面进行综合设计，以期为该城市的桥梁建设提供一些借鉴和参考。
1.桥梁结构设计矮塔斜拉桥的特点在于其简洁、轻盈的结构形式，其主梁由斜拉索负责承担桥面荷载，利用斜拉索与主梁组成桥面及其他荷载的承载系，同时为减小受力的集中度，普通矮塔斜拉桥的横向拉索要根据现场实际情况制定相应高度及间隔。
矮塔斜拉桥一般采用不大于45度的斜拉角，以保证桥面的稳定性和均匀受力，同时满足桥梁美观性的要求。
本次研究的矮塔斜拉桥，采用了T形截面的主梁，其优点在于结构简单，质量轻，能够满足桥面的承载和荷载分配要求。
而矮塔上部采用H形车间的形式，把上部结构虚拟成一个整体，使结构简单明了，能够有效减小风荷载对该桥梁的影响，同时采用设计耐久性好、维护方便、安装可靠的钢制结构，以保证结构的安全性和美观性。
桥面按照标准设计，采用预制混凝土板梁，能够保证桥面不仅满足基本安全要求，而且有更好的舒适性，同时斜拉索的设计和布置也能够满足承载体系要求，确保桥梁安全、稳定。
2.斜拉索系统设计矮塔斜拉桥斜拉索的设计是桥梁结构的关键之一，决定了桥梁的承载能力和稳定性。
本次研究的矮塔斜拉桥采用了多股斜拉索，悬挂在矮塔顶端，在主桥梁的两侧呈V形布置。
斜拉索的公称抗拉强度一般不小于1860MPa，能够满足承载要求和安全要求。
斜拉索的张力计算是矮塔斜拉桥设计的重要环节，二次张力计算则是计算斜拉索贴近主梁的轮廓的水平张力。
矮墩连续刚构桥的优化初探1
收稿日期：2009-05-16作者简介：余郁（1970-），女，江苏扬州人，高级工程师，硕士，主要从事道路桥梁工程建设管理方面工作。
第27卷第6期市政技术Vol.27No.62009年11月Municipal Engineering Technology Nov.，20091工程概况扬州市文昌大桥全长632m ，跨越京杭大运河主航道。
主桥采用78m +126m +78m 变高度预应力混凝土连续刚构，桥面宽45.6m ，主桥横向由两南北两幅桥组成。
单幅桥采用单箱双室直腹板截面，顶板宽22.3m ，底板宽15.3m 。
在两端支点、中跨跨中、两薄壁桥墩处共设7道横隔梁。
箱梁采用C50混凝土，并设置三向预应力体系，纵横向预应力采用Фs 15.24高强低松弛预应力钢绞线和群锚体系组成，竖向预应力采用高强精轧螺纹钢筋和轧丝锚组成。
建成后的文昌大桥实景见图1。
扬州市文昌大桥设计桥梁结构类型为三跨连续刚构，既保持了连续梁无伸缩缝、行车平顺的优点，又保持了T 形刚构不设支座、无需体系转换的优点，方便施工。
但扬州市文昌大桥墩高仅13.85m ，给设计和施工带来了难题。
以下针对矮墩刚构的受力特性进行相关探讨。
2矮墩连续刚构的不足我国从1990年建成第一座跨径为180m 的大跨度预应力混凝土连续刚构桥———广东洛溪大桥以来，连续刚构桥得到了广泛的应用，陆续建成了黄石长江大桥、虎门大桥辅航道桥、江津长江大桥等等同类型桥梁。
连续刚构为墩梁固结，对温度变化、混凝土收缩徐变、汽车制动力等因素产生的次内力相当敏感。
如果墩的相对刚度大，则墩身弯矩亦大，以上因素引起的次内力相当大，同时使基础墩身纵向两侧受力极不平衡。
因此，一般连续刚构桥适用于高墩的场合，如果墩身较矮，则应设计成柔性墩，柔性墩刚构桥的墩柱属于偏心受压构件，即在荷载作用下，墩柱截面上同时存在着轴力和弯矩。
以扬州市文昌大桥为例，分别采用有限元分析[1]软件桥梁博士和Midas/Civil 对全桥进行整个施工过程的模拟分析[2]。
矮塔斜拉桥塔-梁-墩固结局部分析
钢材 的导 热系 数要 比其 他 材料 大 很 多 ， 除 正 常铺
装 层 自身温 度变 化 的影 响外 ， 钢箱 梁 桥跨 结 构 的
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ５ ０ ６ — １ ２
Ｅ ３ ］ 王新敏． ＡＮ Ｓ ＹＳ工 程 结构 数值 分 析 ［ Ｍ］ ． 北京 ： 人 民
交 通 出版 社 ， ２ ０ ０ ７ ． ［ ４ ］ 王军文 ， 宋晓 东 ， 张文学 ， 等． 石 板 坡 大 桥 墩 梁 固 结
（ １ ） ： ３ ０ — ３ ２ ．
［ ５ ］ 曹忠强． 异 型矮 塔 斜 拉 桥 塔 墩 梁 固 结 部 位 应 力 分 析 ［ Ｊ ］ ． 交通科技 ， ２ ０ １ ０ （ ３ ） ： １ ３ — １ ７ ．
中小 跨 径 钢 箱梁 桥 面铺 装设 计 实 践
周 翔 梁 斌
（ 杭 州 市交 通 规 划 设 计 研 究 院 杭 州 ３ １ ０ ０ ０ ６ ）
摘
要
结 合 杭 州 市 德 胜 快 速 路跨 文 汇 路 立 交 桥 钢 箱 梁 工 程 ， 针对 中小跨径 钢箱梁 的工程特点 ，
Ｚｈ ａｎ ｇ Ｓｈ ｕｑ ｉ ｎｇ
（ Ａｎ ｈ ｕ ｉ Ｔｒ ａ ｎ ｓ ｐ ｏ ｒ ｔ Ｃ ｏ ｎ ｓ ｕ ｌ ｔ ｉ ｎ ｇ ＆ Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ Ｃｏ ．， Ｌｔ ｄ ．，Ｈｅ ｆ ｅ ｉ ２ ３ ０ ０ ８ ８，Ｃｈ ｉ ｎ ａ ）
总第 ２ ７ ２ 期 ２ ０ １ ５年 第 ５期
Ｔｒ ａ ｎ ｓ ｐ ｏ ｒ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ８ Ｌ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
矮塔斜拉桥设计要点研究
Ｓ ｕ ｙ ｏ ｏ Ｔ ｗｅ ｂ ｅ ｓａ ｅ ｉ ｇ ｓｇ ｅ ｔ ｒ ｓ ｔ ｄ ｆ Ｌ ｗ ｏ ｒ Ｃａ ｌ —ｔ ｙ ｄ Ｂｒｄ ｅ Ｄｅ ｉ ｎ Ｆ ａ ｕ ｅ
和 梁式 桥 的双 重 特 性 ，且 桥 塔 要 比普 通 斜 拉 桥 矮 ，因 此称 之
为 ３ ０ ； 径 组 合 为 ６ ｍ＋ ０ １ ０ ６ ｍ＋１ ｍ＝ ２ ６ｍ 跨 ３ １ ｍ＋ ｍ＋ ３ ５ ５ ４６ ０
ｍ； 桥面全宽为 ３ ｍ，中间双 向六车道 ，两侧设 非机动车道和 ８
桥是介于连续梁与斜拉桥之间的一种新型桥梁。 矮塔斜 拉桥具有斜拉桥的形式 ，但在布 索、结构尺寸比 例以及 受力特性等方面又与真 正的斜拉桥有着 明显的差别 ， 是介于具有非常柔， ３ 劲梁的斜拉桥和梁高度 比较大的连续 １ ｎ ￣ ＇ 梁 式桥 之间 的一种过渡性桥梁 ，其梁高位于二者之间 ，斜拉 索较正规斜拉桥少，且主塔较矮。该种类型的桥具有斜拉桥
人 行道 ； 桥面 横 向布 置 （ 半幅 ） ２ ｍ 人 行道 ＋ ．ｍ 非机动 为 ． ５ ４５ 车道 ＋ ｍ 机 动 车道 ＋ ｍ 中央分 隔带 ＝ ９ ； 面横 坡 为双 向 １ １ １ ｎ ｅ ｏ ｄ ｓｎ ｈ ａｌ ｆｒ ｏｆ ｉ ａ ｈ ｏ ｓ ｕｔ ｎ ｎ ｈ ｌ ｕｅ ｉ ｕ ｈ ｅｄｆｒａｊ ｔ ｇ ｔｅｃｂ ｏｃ ｔ ａ ｆ ｔ ｔｅｃｎｔ ｃｏ ． ｏ ｈ ｕｉ ｅ ｅ ｃ ｔｅ ｉ ｒ ｉ
Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｓ： ｏ ｔｗｅ ａ ｌ—ｔｙ ｄ ｂ ｉｇ ｄ ｌｗ ｏ ｒ ｃ ｂ ｅｓａ ｅ ｒ ｅ；ｄ ｓｇ ｄ ｅｉ ｎ；ｋ ｙ ｐ ｉ ｔ ｅ ｏｎ
灵江大桥矮塔斜拉桥索塔优化分析
２ｏ ｏ
１ ｏ０
１ 工 程 概 况
灵 江 大 桥 位 于浙 江 省 椒 江 河 口 区 进 口段 的下 游 ， 接 西 岑 和 连
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一
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Ｖ ２ ０
新亭头 ， 是台缙高速公路东延段特大跨江大桥 。主桥 为四塔单索面 五跨预应力混凝土矮塔斜拉桥 ， 跨径布置为 （２ ×１２ ２ ｍ， ９ ＋３ ５ ＋９ ） 采 用塔梁墩固结与塔梁 固结相结合的结构形式 ， 梁体为单箱 三室大
０ 引 言
量， 近似使非线性 问题线性化 ＿ 。 ２
矮塔斜拉桥是 由法 国 Ｍａｈ ａ 教授 于 １９ ｔｉ ｔ ｖ ９ ８年提出 的一种新 ３ 索塔 优化 分析 矮塔斜拉桥 由于塔矮 、 梁刚 ， 主梁 是结构的主要受力构件 ， 荷 的结构体系ｌ ， １ 称为 Ｅ ｔ ｄｓｄＰ ｒ ｇ ， Ｊ ｘｒ ｏｅ ｃ ｂｉ ｅ直译 为“ 剂量预应力 ａ ｄ 超 通常不控制设计 ； 而主梁挠度、 混凝土桥梁” 该桥型是从 反拱 梁、 拉桥 、 ， 板 体外 预应力桥 发展而 载作用下 主塔 的内力及 变形 较小 ， 弯矩和斜拉索索力 通常控 制设计 。为此 ， 里仅选 取主梁挠 度、 这 来 的。 Ｅ本 工 程 界 也 采 用 这个 称 呼 ， 中 国 有称 为 “ 分 斜 拉 桥 ” ｔ 在 部 弯矩以及索力应力幅作为优化 目标 ， 将主梁、 索梁交接点处 的 ， 有 称 为 “ 塔 斜 拉 桥 ” ， 中 国 台湾 则 称 为 “ 背 桥 ” “ 轴力 、 也 矮 的 在 脊 或 拱 在不 改变主梁 的刚度 ， 斜拉 索在 主梁上 的间距 的 背桥” 。矮塔斜拉桥 由于其 刚劲 的主 梁 ， 广泛应 用于 Ｅ本高速 设 以刚性支承 ， 被 ｔ 计算 出各支点反力和不 同塔高下的斜拉索 张拉力 。 公路 ， 同时 由于其桥塔较矮 ， 可应用于净 空受 限制 的桥梁 （ 如芜湖 情况下 ， 长江大桥等 ） 目前 国 内已成 功修建 了多座矮 塔斜拉 桥 ， 。 并逐步 根据斜拉 索优化索力计 算得 到了各种 塔高作 用下 和原 始设 本文给出原始 发展为一种重要的桥梁形式 。本文 以灵 江大桥为例 ， 以矮塔斜拉 计 的主梁 内力差以及斜 拉索应 力变幅 。限于篇幅 ， 设计 的内力图和各种塔 高下 与原始设计 的 内力差值 图 （ 图 ２ 见 ～ 桥的主梁和斜拉索为研究对象 ， 探讨了采用 刚性 支承连续梁法进 行矮塔斜拉桥索塔优化的过程 和方法 。
矮塔斜拉桥设计理论核心问题研究的开题报告
矮塔斜拉桥设计理论核心问题研究的开题报告
一、研究背景
矮塔斜拉桥作为近年来发展最快、应用最广的一种斜拉桥结构，具有刚度大、抗风性强、适应性强等优点，在现代桥梁工程中得到广泛的应用。
在这种桥梁结构设计中，如何实现塔高与跨径之比的最小化，是设计的关键问题之一。
因此，对矮塔斜拉桥的设计理论核心问题进行深入研究，对于推动该领域的发展具有重要的意义和价值。
二、研究目的
本研究旨在探究矮塔斜拉桥设计中的核心问题，重点研究塔高与跨径之间的关系，寻求有效的设计方法，以提高矮塔斜拉桥的设计水平和实用价值。
三、研究内容
1. 矮塔斜拉桥设计的现状和发展趋势概述
2. 矮塔斜拉桥结构的基本原理和设计要求分析
3. 塔高与跨径之比的优化设计方法研究
4. 斜拉索系统设计及对其影响因素的分析
5. 矮塔斜拉桥的荷载计算和力学性能分析
四、研究方法
1. 文献资料调研法：通过分析国内外文献，了解和掌握矮塔斜拉桥的设计现状和发展趋势。
2. 理论分析法：运用力学、结构力学等学科知识，结合已有工程案例，分析塔高与跨径之比优化设计的理论基础和技术要点。
3. 数值计算方法：采用ANSYS等工程软件，对矮塔斜拉桥进行荷载计算和结构分析，以得出研究结论。
五、研究意义
本研究对矮塔斜拉桥设计理论的深入探讨，对于提高我国工程建设的技术水平，推动矮塔斜拉桥设计方法的创新和发展，均具有重要的实际意义和科学价值。
矮塔斜拉桥无索区长度优化分析_刘文会
文章编号:1671-2579(2010)01-0147-04矮塔斜拉桥无索区长度优化分析刘文会,李雁(吉林建筑工程学院,吉林长春 130021)摘 要:矮塔斜拉桥是介于具有非常柔性斜拉桥和梁刚度较大的连续梁桥之间的过渡桥型。
笔者针对矮塔斜拉桥结构特性,研究无索区的长度变化对主梁弯矩产生的影响,并以主梁的弯矩为目标,对斜拉索的布置方式进行优化处理,得到了经济、合理的结构形式及相应的结构特性。
关键词:矮塔斜拉桥;无索区;结构体系;优化收稿日期:2009-03-24作者简介:刘文会,男,博士,教授.E -mail :bridg e812@sohu .com1 前言1988年法国工程师麦斯威特(M athivat )提出了一种新型桥梁结构形式———外部索PC 桥。
其特点是在主梁中支点处设置矮索塔,矮索塔上部设一个转向块,斜拉索通过转向块对主梁产生很大的偏心量,亦可理解为把连续梁中的预应力钢索从梁的有效高度以内提高到梁的有效范围之外,成为大偏心体外预应力钢索,其水平方向的预应力作用在主梁上,竖直方向的作用力使主梁产生弹性支承。
这种桥梁形式具有斜拉桥和连续梁桥的双重结构特性,因其桥塔与普通斜拉桥相比要矮,故称之为矮塔斜拉桥,是介于具有非常柔性斜拉桥和梁刚度较大的连续梁桥之间的过渡桥型。
矮塔斜拉桥具有合理的结构体系和经济、美观、施工方便、适用、跨径灵活多变等优点,自其诞生起就具有强大的生命力,在国内外得到了迅速的发展。
2000年建成的芜湖长江大桥,是世界上首次采用钢桁梁作主梁的公铁两用桥;2001年建成的福建漳州战备桥是中国第一座公路与城市道路上的矮塔斜拉桥。
此后,厦门同安银湖大桥、兰州小西湖黄河大桥等相继建成。
在几座矮塔斜拉桥建设过程中,所积累的设计、施工与管理经验,都为这种桥型在中国的进一步发展奠定了良好的基础。
由于主梁具有一定的刚度,梁体上的无索区较长,除了主跨跨中和边跨端部的无索区之外,矮塔斜拉桥还具有较明显的塔根无索区。
矮塔斜拉桥塔跨比的优化研究
文章编号：１６７３－６０５２（２０２０）０４－００３４－０４ ＤＯＩ：１０．１５９９６／ｊ．ｃｎｋｉ．ｂｆｊｔ．２０２０．０４．００９矮塔斜拉桥塔跨比的优化研究曹发源（中铁第四勘察设计院集团有限公司 武汉市 ４３００００） 摘 要：矮塔斜拉桥作为近几年一种新型的桥梁，它是在连续梁桥及常规斜拉桥的基础上逐步建立起来，其受力特性较好，目前得到广泛的运用。
主要研究了在仅改变桥塔无索区高度的前提下，运用弯曲能量法对所有塔高模型进行成桥索力优化，并以塔高与主跨径之比为自变量，选取目标函数为因变量，运用数值分析软件进行曲线拟合，得到在此综合条件下塔高变化后的全桥受力特点及最优塔高。
结果表明：桥塔高度的降低是以拉索索力的增大为代价的，本桥中塔高每降低５．５％，索力平均值增大约５％左右；综合塔梁固结处主梁弯矩、塔底弯矩、塔梁固结处主梁应力、塔底应力、拉索索量五种较为敏感的目标函数，得到该桥的最优塔跨比为０．１３８（约为１／７．２）。
关键词：矮塔斜拉桥；弯曲能量法；塔高与主跨径之比；数值分析中图分类号：Ｕ４４８．２７ 文献标识码：Ａ 矮塔斜拉桥也称作部分斜拉桥，其受力性能兼顾了连续梁的“刚”和斜拉桥的“柔”，严国敏以日本几座桥梁的构造为例，从桥塔的构造特点、穿索方法、边孔与主孔的跨度比、梁体高跨比及斜拉索中应力变动的幅度与受力特性来说明部分斜拉桥与斜拉桥的基本区别［１］；田源等通过从是否计入斜拉桥几何非线性影响的角度分别介绍合理成桥状态下斜拉桥索力优化采用的基本方法，对各种优缺点做了比较系统的总结和评述［２］；潘家升等通过考虑施工阶段和使用阶段主塔塔根无索区高度对主梁受力的影响，提出合理的主塔塔根无索区高度设计建议［３］；宋传中通过对主梁混凝土密度、斜拉索索力等结构设计参数对矮塔斜拉桥进行敏感性分析，得出主梁混凝土密度、预应力损失、拉索索力对其影响较大［４］；玉海珑等以某三跨双索面矮塔斜拉桥的结构设计优化方案为例，对梁高、塔高等主要参数进行分析，得到矮塔斜拉桥塔高控制在跨径的０ １～０．１４之间比较合理［５］。
大跨宽幅矮塔斜拉桥地震响应分析及FPB参数优化
大跨宽幅矮塔斜拉桥地震响应分析及FPB参数优化大跨宽幅矮塔斜拉桥地震响应分析及FPB参数优化地震是一种常见的自然灾害，经常给人们的生命和财产安全带来极大威胁。
而桥梁作为城市交通的重要组成部分之一，其地震响应分析和参数优化对于确保桥梁的安全性具有重要意义。
本文以大跨宽幅矮塔斜拉桥为研究对象,对其地震响应进行分析，并结合FPB（Fuzzy Pattern Based）算法进行参数优化。
首先，我们需要了解大跨宽幅矮塔斜拉桥的结构特点。
大跨宽幅矮塔斜拉桥具有跨度大、结构轻型化的特点，通过悬索索和塔体之间的角度控制桥梁的支撑，有效减小桥墩和引桥的影响。
然而，在地震中，由于桥梁结构的特殊性，其地震反应较为复杂。
因此，对大跨宽幅矮塔斜拉桥的地震响应进行分析是非常必要的。
地震响应分析是指通过数值模拟和计算，得到地震作用下结构响应的过程。
一般来说，地震响应分析包括以下几个方面：地震动输入、结构赋形、结构动力性能等。
地震动输入是指地震的强度、时间和频率等信息。
结构赋形是指结构在地震作用下的形变。
结构动力性能则是指结构在地震作用下的位移、加速度、速度等指标。
对于大跨宽幅矮塔斜拉桥的地震响应分析，我们可以采用有限元方法进行模拟计算。
有限元方法是一种求解结构问题的常用方法，通过将结构划分为一系列小的有限元，将结构的总体行为分解为各个局部行为，最终求解出结构的响应情况。
具体而言，可以建立大跨宽幅矮塔斜拉桥的有限元模型，根据地震动输入条件进行计算，得到结构的响应。
在地震响应分析的基础上，我们可以采用FPB算法对大跨宽幅矮塔斜拉桥的参数进行优化。
FPB算法是一种基于模糊模式的优化算法，通过分析结构的响应模式，寻找最佳的参数组合，以提高结构的抗震能力。
具体而言，可以通过调整大跨宽幅矮塔斜拉桥的悬索索和塔体之间的角度、材料的物理性质等参数，以改善结构的地震响应特性。
在进行FPB参数优化时，需要考虑多种因素。
首先，需要确定优化的目标函数，即要优化的性能指标。
基于近断层地震响应的大跨矮塔斜拉桥动力优化
基于近断层地震响应的大跨矮塔斜拉桥动力优化基于近断层地震响应的大跨矮塔斜拉桥动力优化近断层地震是指发生在距离构造断裂带较近的地震活动，具有较大的破坏性和危险性。
在地震频繁的地区，如亚洲的地震带，建造桥梁需要考虑到地震对桥梁结构的影响。
大跨矮塔斜拉桥作为一种重要的桥梁形式，其动力性能的优化设计显得尤为重要。
本文将以基于近断层地震响应的大跨矮塔斜拉桥动力优化为主题，探讨该桥梁结构的关键问题和优化策略。
桥梁结构的动力响应受到地震波的作用，地震波会引起桥梁结构的振动和应力变化。
在近断层地震条件下，地震波的频率和强度会发生突变，对大跨矮塔斜拉桥的动力响应提出了更高的要求。
因此，动力优化设计是确保大跨矮塔斜拉桥承受地震荷载的基本保障。
大跨矮塔斜拉桥的动力优化设计需要从几个方面考虑。
首先，应选择合适的地震波进行响应分析，该地震波应能够充分覆盖设计地震条件下的情况。
其次，需要对桥梁结构进行全面的动力分析，包括固有频率、模态形态、振型等参数的计算。
通过分析不同频率和振型的响应，可以确定桥梁结构的破坏机制和处于危险状态的部位。
最后，可以通过调整桥梁结构的刚度和阻尼特性，来优化其动力性能。
在大跨矮塔斜拉桥的动力优化设计中，还需要考虑桥梁结构的几何形状和材料特性。
例如，根据近断层地震的特点，桥梁的水平和垂直自由度应充分考虑，并采取相应的增强措施。
此外，桥梁的线形设计和结构布置也应符合地震荷载的要求，以确保桥梁在地震中能够具备足够的稳定性和抗震能力。
在材料方面，应选择适当的材料和强度设计参数，以满足地震荷载的要求。
动态分析的结果常常需要和具体设计目标进行综合考虑，从而实现动力性能的最优化。
桥梁结构的动力性能可通过多种形式进行优化，如振动频率的减小、位移幅度的降低等。
通过结构形状的调整、支座刚度的变化等措施，可以提高桥梁的阻尼效果，从而减小动力荷载对结构的影响。
此外，还可以适当增大断面尺寸和材料的强度，以提高桥梁的抗震能力。
矮塔斜拉桥研究的新进展
矮塔斜拉桥研究的新进展陈从春1,周海智2,肖汝诚1(1.同济大学桥梁工程系,上海200092;2.同济大学建筑设计研究院,上海200092)摘 要:简要叙述矮塔斜拉桥在国内外的应用及研究状况,讨论该种桥型的中文和英文关键词,提出索梁恒载比、索梁活载比和名义刚度的概念,并对这种桥型进行界定,试图揭示这类桥梁的力学本质,最后对该种桥型的发展作了展望。
关键词:矮塔斜拉桥;应力幅;索梁恒载比;索梁活载比;名义刚度中图分类号:U448.27文献标识码:A文章编号:1671-7767(2006)01-0070-04收稿日期:2005-11-22作者简介:陈从春(1970-),男,博士生,1992年毕业于湖南大学公路与城市道路专业,工学学士,1999毕业于武汉理工大学岩土工程专业,工学硕士。
0 引 言随着桥梁技术的发展,桥梁应用的两大趋势是十分明显的,即传统桥梁的轻型化和组合化。
组合体系桥梁极大地丰富了桥梁造型。
组合体系桥中比较有代表性的是拱梁组合体系、斜拉-连续梁(刚构)体系等,其中斜拉-连续梁(刚构)体系是一种比较新颖的桥型,近10年来应用较多,受到广泛的关注。
普遍认为,由Christian Menn 设计的建于1980年的的甘特(Ganter )大桥,是斜拉-连续(刚构)体系桥的先驱,其混凝土箱形梁由预应力混凝土斜拉板“悬挂”在非常矮的塔上,这种板可以看成是一种刚性的斜拉索,该桥的出现形成了斜拉桥的一个分支———板拉桥,由于其与环境的完美结合,成为一道风景。
甘特大桥的出现为其后的矮塔斜拉桥的出现奠定了基础。
甘特大桥之后,又有墨西哥的帕帕加约(Papagayo )大桥、美国得克萨斯州的巴顿河(Bar 2ton Creek )大桥及葡萄牙的索科雷多斯(Socorri 2do s )大桥等相继建成[1]。
1988年法国工程师J acgues Mat hivat 在设计位于法国西南的阿勒特・达雷(Arr êt Darr é)高架桥的比较方案时,首次明确提出了矮塔斜拉桥的方案。
15王胜-矮塔斜拉桥在桥梁建设中的应用分析
中国预应力技术五十年暨第九届后张预应力学术交流会论文2006年矮塔斜拉桥在桥梁建设中的应用分析王胜（铁道第一勘察设计院西安 710043）提要：矮塔斜拉桥是介于连续梁与斜拉桥之间的一种过渡桥梁，具有结构性能优越，经济指标良好，施工方便的优势。
本文结合兰州小西湖黄河大桥三跨预应力混凝土矮塔斜拉桥的设计实践，对矮塔斜拉桥在中、长跨度桥梁中的应用前景进行了分析和探讨。
关键词：矮塔斜拉桥设计实践应用1 前言近年来，在PC箱梁桥和PC斜拉桥之间出现了一种新的桥梁结构形式，这种新的桥梁结构是法国工程师J.Matlivat 1988年提出并将之命名为超配量(extradosed)体外索PC桥，日本的桥梁界将其统称为斜拉桥，1995年我国著名桥梁专家严国敏先生首次把它定义为“部分斜拉桥”，后来，国内一些文章根据这种桥型塔高较矮的特点，又把这种桥型定义为矮塔斜拉桥或低塔斜拉桥。
由于该桥型结构性能优越，经济指标良好，在许多国家作为中、长桥梁的主流桥型之一被广泛应用。
矮塔斜拉桥在我国起步虽然较晚，但发展速度较快，自2001年国内第一座矮塔斜拉桥——漳州战备桥建成之后，兰州、太原、厦门等地也陆续兴建。
由我院设计的山东惠青黄河公路大桥主跨220m，为国内已建或正建的最大跨度预应力混凝土矮塔斜拉桥。
本文结合兰州小西湖黄河大桥三跨预应力混凝土矮塔斜拉桥的设计实践，参考国内外矮塔斜拉桥的经验总结，对矮塔斜拉桥在中、长跨度桥梁中的应用前景进行了分析和探讨。
2 工程背景小西湖黄河大桥是兰州市小西湖黄河大桥工程的一部分，大桥北起黄河北岸与北滨河王胜，男，1962.6出生，工程硕士，教授级高工度预应力混凝土箱梁，支点梁高4.5m(L/30)，跨中梁高2.6m(L/52)，梁体下缘按二次抛物线变化。
斜拉索布置在箱梁的中室，索梁锚固处均设有隔墙。
主塔采用实心矩形截面，横桥向宽2.0m，顺桥向2.6～3.0m，塔高17m（L/8）。
斜拉索为单面双排索，布置在中分带上，塔根附近无索区长46 m，有索区长36 m ，跨中无索区长18m，梁上索间距4.0 m，塔上索距0.7m。
高低塔空间索面斜塔斜拉桥设计优化及其结构计算分析的开题报告
高低塔空间索面斜塔斜拉桥设计优化及其结构计算分析的开题报告题目：高低塔空间索面斜塔斜拉桥设计优化及其结构计算分析研究背景和意义：随着城市化的进程，公路、铁路等交通工程越来越多地涉及到大型桥梁的设计和施工。
而索面斜塔斜拉桥是其中的一类，以其雅致的外形、良好的静力性能以及对环境友好的设计理念，越来越受到人们的关注和喜爱。
然而，目前国内的索面斜塔斜拉桥设计和施工还存在一定的问题，如跨度太小、桥面不够宽等缺陷，也缺乏深入的研究和理论支持。
因此，本研究旨在通过对高低塔空间索面斜塔斜拉桥的设计优化和结构计算分析，提高其设计和施工的水平，为交通工程的发展做出贡献。
研究内容：1. 高低塔空间索面斜塔斜拉桥设计原理和几何形态分析2. 针对目前存在的问题和需求，提出设计优化方案，并优化设计参数和材料选用3. 进行力学和结构分析，对设计方案进行评估和验证4. 研究高低塔空间索面斜塔斜拉桥的施工方法和工艺技术研究方法：1. 理论分析法：对高低塔空间索面斜塔斜拉桥的设计原理和优化方案进行分析2. 数值模拟法：采用ANSYS等有限元软件，进行力学和结构分析计算3. 实验方法：在实验室进行结构试验，对设计方案进行验证和评估研究预期成果：1. 针对高低塔空间索面斜塔斜拉桥的设计问题，提出一种合理的优化方案2. 模型分析和试验结果验证设计方案的正确性和可行性3. 探讨高低塔空间索面斜塔斜拉桥的施工方法和工艺技术，并在实践中得到应用和推广4. 为国内索面斜塔斜拉桥的设计和施工提供理论支持和技术指导在本研究的实施过程中，将充分结合先进的设计理念和成果，通过多种方法手段，对高低塔空间索面斜塔斜拉桥的设计和结构计算分析进行深入研究，以期为该领域的研究和发展做出一定的贡献。
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文章编号:100926825(2007)3120299203矮塔斜拉桥桥墩刚度优化研究收稿日期:2007205218作者简介:刘子剑(19822),男,西南交通大学土木工程学院桥梁专业硕士研究生,四川成都 610031郑凯锋(19632),男,博士生导师,教授,教授级注册咨询师,西南交通大学土木工程学院,四川成都 610031刘子剑 郑凯锋摘 要:以广州市东沙至新联高速公路矮塔斜拉桥设计方案为背景,应用通用程序MIDAS/Civil 2006建立有限元模型,利用原设计方案的结构参数,通过改变双薄壁墩壁距的方法,计算分析桥梁控制截面的变形、内力和应力,最后通过比较控制部位的应力值,优选出桥墩刚度。
关键词:矮塔斜拉桥,双薄壁墩,改变壁距,优化研究中图分类号:U448.27文献标识码:A 矮塔斜拉桥总体表现出“塔矮、梁刚、索集中”的结构特点。
双薄壁墩不仅有较大的纵向抗弯和水平抗扭刚度,而且纵向抗推刚度小,由此能有效地减小温度、混凝土收缩徐变和地震力等引起的桥墩内力,降低基础设计难度,受到桥梁设计人员的青睐。
1 计算模型的建立和桥墩刚度的改变广州市东沙至新联高速公路沙湾大桥(以下简称沙湾大桥),设计方案采用(137.5+248+137.5)m 跨径;主梁为单箱三室预应力混凝土梁;单索面斜拉索;独柱式桥塔;双薄壁桥墩;塔、梁和墩之间采用固结体系;主梁高度按二次抛物线变化,桥宽34m ,跨中梁高为4m ,支点梁高8.5m ;桥面以上索塔高37.5m ;双薄壁墩墩高25m ,墩壁中心距6.4m ,墩宽14m ,墩厚1.6m ;主梁上索间距为4m ,索塔上索间距为0.8m ,斜拉索单根采用49股<15.2钢绞线,抗拉标准强度为1860MPa 。
本研究使用MIDAS/Civil 2006软件建立空间有限元分析模型进行结构计算分析。
对于矮塔斜拉桥的双薄壁墩来说,桥墩墩宽为常量B (通常取主梁底板的宽度)。
桥墩设计时,其结构的主要设计参数为双壁中心距S (下文均简称为壁距)、墩壁厚D ,显然设计参数B 和D 应与墩高H 和跨径L 有关。
对于大跨度桥梁结构,通常采用悬臂施工的方法。
施工过程中,墩顶部位主梁的负弯矩较大,为了保证施工阶段主梁强度和刚度要求,主梁截面尺寸一般较大。
而双薄壁墩在施工和使用阶段的整体抗弯刚度,是由两个单壁共同作用提供的。
显然,双薄壁墩整体抗弯刚度较大,在保证整体刚度和稳定性的要求下,无需采用较大的截面尺寸。
故对双薄壁墩的单壁而言,其截面尺寸仅要求满足单壁的抗压(拉)强度和稳定性即可。
于是双薄壁墩的单壁抗弯刚度远小于主梁的抗弯刚度。
因此,在寻求单壁与整墩之间的受力关系时,根据结构在以上分析的情况,做出如下计算假定:1)假定主梁在墩顶部分为完全刚性;2)桥墩墩顶内力作用在双薄壁墩墩顶处梁底墩中心处。
有降低,相同振型的频率相对刚性地基降低见表5,第一振型纵飘的频率减小了6.49%,说明考虑桩—土—结构相互作用后,对结构纵向刚度影响很大,横向第一阶振型频率也减小了3.75%,但是考虑桩—土—结构动力相互作用后对主梁和主缆振动为主的重要振型几乎没有影响,而且振型顺序也没有发生改变。
表5 桩土模型前十阶振型特征(有桩)振型阶数周期/s 频率/Hz 减小比率/%关键振型特征描述17.8895460.12675 6.49纵飘2 3.6748490.27212 1.29主梁反对称竖弯3 2.8453550.35145-0.44主梁对称竖弯4 1.9806690.50488 1.38主梁对称竖弯5 1.6270220.61462-0.79主跨主缆同向振动6 1.5741340.63527-0.48主跨主缆对称振动7 1.4783280.67644 1.58副跨主缆同向振动8 1.4318440.6984-1.14副跨主缆对称振动9 1.4075390.71046 3.75主塔横向振动101.3432560.744462.44主梁反对称竖弯4 结语1)猎德大桥的纵飘振型比大跨度悬索桥出现早,说明该桥型由于锚锭的取消,抗水平纵向位移的刚度仅有主塔提供,相对较弱。
2)考虑桩—土—结构相互作用,会使结构整体变柔,结构纵飘和横飘振型频率减小很多,但主梁和主缆相关振型频率基本没有变化。
参考文献:[1]邵旭东,邓 军,李立峰.自锚式悬索桥主缆锚固结构研究[J ].土木工程学报,2006,39(7):81287.[2]王志强,胡世德,范立础.东海大桥粘滞阻尼器参数研究[J ].中国公路学报,2005,18(3):37242.[3]范立础.桥梁抗震[M ].上海:同济大学出版社,1997.[4]PRIESTL EYMJ N ,SEIBL E F ,CALV IGM.Seismic Design andRetrofit of Bridges[M ].New Y ork :John Wiley and S ons ,1996.[5]王志强,胡世德,周红卫.卢浦大桥减、隔震装置的研究[A ].第十五届全国桥梁学术会议论文集[C].上海:同济大学出版社,2002.3722379.Study on the dynamic performances of self 2anchored suspension bridgeSONG Yu 2liang ZHANG Zhi 2hu a ZHANG Yan 2linAbstract :Combined with design example of one self 2anchored suspension bridge works spatial model for mechanical calculation of this bridge is built.Utilizing subspace iteration method the natural vibration frequency and mode of this bridge structure are calculated.Based u pon this the dynamic characteristics of this bridge are analyzed as well as the influences of pile 2soil interaction on structure.K ey w ords :self 2anchored sus pension bridge ,dynamic characteristics ,natural vibration frequency・992・ 第33卷第31期2007年11月 山西建筑SHANXI ARCHITECTURE Vol.33No.31Nov. 2007 沙湾大桥双薄壁墩的单壁纵向抗弯惯性矩为I =4.7787m 4,而双薄壁墩的纵向抗弯惯性矩则应当根据公式I =BD 3/6+2BD (S /2)2计算得出。
将双薄壁墩刚度成百分比的增加或减少,从而反算出相应壁距增加或减少的数值,并以此数值来改变有限元模型,得到不同壁距情况下桥梁的内力、应力与位移。
2 成桥恒载作用、收缩与徐变作用下改变壁距的计算分析恒载分为一期恒载和二期恒载。
一期恒载包括主梁、塔、墩、拉索等结构自重;二期恒载包括桥面系、栏杆等重量,在材料的设计参数中考虑收缩与徐变作用。
表1列出了改变壁距后,在成桥恒载作用、收缩与徐变作用下主梁跨中挠度及桥塔纵向位移的变化。
从表1可以看出,由于考虑了施工过程中内力及位移的积累,随着增加双薄壁墩壁距,成桥跨中挠度也相应增大,而塔纵向位移却随之减小。
表1 成桥恒载作用、收缩徐变作用下跨中挠度及塔纵向位移的变化挠度及位移/cm 壁距减少30%刚度不变增加30%增加60%增加100%增加150%施工成桥成桥跨中挠度-9.7-9.8-9.8-9.8-9.8-9.8左塔纵向位移-1.0-0.9-0.8-0.8-0.7-0.7右塔纵向位移 1.1 1.0 1.00.90.90.8成桥三年成桥跨中挠度-15.9-15.8-15.7-15.6-15.5-15.4左塔纵向位移 2.0 2.1 2.1 2.2 2.2 2.2右塔纵向位移-2.0-2.0-2.1-2.1-2.1-2.1 在成桥恒载作用下,主梁弯矩极值大小随壁距的变化而改变,但主梁负弯矩极值的位置却不随之改变,最小负弯矩值位于右塔岸侧0号梁段(墩上主梁)处;刚度增加100%之前,主梁最大正弯矩位于右塔江侧的5号梁段处,改变壁距对主梁弯矩极值的影响见表2。
而刚度增加150%时最大正弯矩位于右塔岸侧0号梁段处,说明增大壁距会加大0号梁段的内力,改变壁距对主梁0号段弯矩值的影响见表3。
表2 成桥恒载作用下主梁弯矩极值随壁距的变化kN ・m弯矩值壁距减少30%刚度不变增加30%增加60%增加100%增加150%梁上最小负弯矩值-625020.00-547182.30-480069.90-423464.50-426057.50-428583.10梁上最大正弯矩值128773.60127937.90127701.30126722.20126102.30133613.20表3 成桥恒载作用下0号梁段弯矩值随壁距的变化kN ・m弯矩值壁距减少30%刚度不变增加30%增加60%增加100%增加150%右塔0号梁段最大弯矩值-224725.54-146126.15-78674.62-18641.077164.06133613.243 活载作用下改变壁距的计算分析车道活载采用J TG D6022004公路桥涵设计通用规范中规定的公路—Ⅰ级车道荷载。
计算分析时采用MIDAS/Civil 2006软件按影响线法求出最不利活载作用下主梁及主塔的位移(如表4所示),可看出活载作用下改变壁距对主梁挠度及主塔纵向位移的影响。
4 体系温度作用下改变壁距的计算分析在体系整体升温25℃和整体降温20℃两种荷载工况下,左侧双薄壁墩墩顶截面弯矩随壁距变化关系如表5所示。
表4 活载作用下跨中挠度及塔纵向位移的变化cm挠度及位移壁距减少30%刚度不变增加30%增加60%增加100%增加150%主梁跨中挠度-8.35-7.78-7.38-7.08-6.79-7.33左塔纵向位移-1.07-0.94-0.84-0.77-0.70-1.06右塔纵向位移-1.65-1.47-1.34-1.24-1.14-1.57表5 体系温度作用下左侧双薄壁墩墩顶截面弯矩随壁距的变化关系kN ・m弯矩壁距减少30%刚度不变增加30%增加60%增加100%增加150%升温工况下左墩顶弯矩江侧30697.1031066.7031308.8031479.5031641.7031782.10岸侧28017.6028395.6028643.4028818.3028984.7029129.00降温工况下左墩顶弯矩江侧-24557.70-24853.30-25047.00-25183.60-25313.30-25425.70岸侧-22414.10-22716.40-22914.70-23054.70-23187.80-23303.205 最不利组合工况下改变壁距的计算分析最不利工况组合可分为两种:1)成桥恒载(包括施工各阶段的收缩与徐变)+活载(最大/最小)+体系温度(上升/下降)+温度梯度(正/负)的组合,共可组合出8种工况,将这8种工况组合的应力最大值与最小值(即简称“成活温梯大”与“成活温梯小”)选出进行分析;2)成桥三年恒载(包括施工各阶段及成桥三年的收缩与徐变)+活载(最大/最小)+体系温度(上升/下降)+温度梯度(正/负)的组合,组合方式同1)中所述,并将这8种工况组合的应力最大值与最小值(即简称“三活温梯大”与“三活温梯小”)选出进行分析。