局部斜拉桥设计分析
斜拉桥和悬索桥的总体布置和结构体系
主跨跨径
索 塔 高 度
索面形式（辐射式、竖琴式或扇式） 双塔：H/l2=0.18~0.25
拉索的索距
单塔：H/l2=0.30~0.45
拉索的水平倾角
6
拉索布置
斜拉索横向布置
空间布置形式
单索面
竖直双索面 双索面
倾斜双索面
7
拉索在平面内的布置型式
辐射式 竖琴式 扇式
拉索间距
早期：稀索
混凝土达 15m~30m 钢斜拉桥达 30m~50m
31
1）斜拉桥施工的理论计算
斜拉桥施工的理论计算方法主要有以下几种：1、倒拆法；2）正算法
倒拆法从斜拉桥成桥状态出发（即理想的恒载状态出发）用与实际施工 步骤相反的顺序，进行逐步倒退计算来获得各施工节段的控制参数，根据 这些参数对施工进行控制与调整，并按正装顺序施工。
正算法是按斜拉桥的施工顺序，依次计算出各施工节段架设时的内力和 位移。并依据一定的计算原则，选定相应的计算参数作为未知变量，通过 求解方程得到相应的控制参数。
1)主梁的边跨和主跨比 2) 主梁端部处理 3) 主梁高度沿跨长的变化
混凝土主梁横截面形式
1）实体双主梁截面；2）板式边主梁截面；3）分 离双箱截面；4）整体箱形截面；5）板式梁截面
双索面钢主梁横截面形式
双主梁、单箱单室钢梁、两个单箱单室钢梁、 多室钢梁和钢桁梁
21
3、主梁构造特点（续）
主要尺寸拟定
混凝土斜拉桥的拉索一般为柔性索，高强钢丝外包的索套仅作为保护材 料，不参加索的受力，在索的自重作用下有垂度，垂度对索的受拉性能有影 响，同时索力大小对垂度也有影响。 为了简化计算，在实际计算中索一般采 用一直杆表示，以索的弦长作为杆长。关健 问题是考虑索垂度效应对索的伸长与轴力的 关系影响，这种影响采用修正弹性模量来考 虑。
1使用MIDAS Civil做斜拉桥分析时的一些注意事项
对于斜拉桥成桥状态时结构的几何刚度，同样可以使用初始单元内力的功能来考虑。
9． 斜拉桥的细部分析方法 对于斜拉桥整体的受力状态可以使用杆系单元进行分析来把握，但斜拉桥的塔梁连接 部、索梁锚固端、索塔锚固端、钢梁和混凝土梁连接部等区域一般受力状态比较复杂，因此 根据状况对一些局部需要进行细部分析。 采用子结构法进行细部分析的方法，在 MIDAS/Civil 培训资料的第三个例题中有一些介 绍，这里不再进行说明。 由于上述区域结构形状非常复杂，所以技术人员的大部分时间会耗费在使用板单元或者
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。
斜拉索主塔锚固区局部应力分析
斜拉索主塔锚固区局部应力分析摘要：斜拉桥索塔锚固区域结构复杂、受力集中，是控制设计的关键部位。
了解锚固区域在斜拉索作用下的应力分布情况十分重要。
对某斜拉桥索塔锚固区建立有限元模型，并对其在环向预应力作用下和成桥状态下应力进行计算分析，得出索塔锚固区应力状态并提出一些建议。
关键词：斜拉桥索塔锚固区局部应力分析1 项目概况主桥采用独塔双柱双跨双索面预应力混凝土斜拉桥，墩塔梁固结体系，跨径组合为2×110m，桥面标准宽度为23.2m（拉索区为23.6m）。
采用双边主梁截面，边主梁采用箱形断面，边主梁最低点高2.6m。
主塔墩总高为66.7m（塔座以上）。
上塔柱为2根一字型，主梁以上塔高51.6m，箱型断面，下塔柱采用倒梯形结构形式。
图1计算区域示意图图21/4塔柱σ1应力云图图3S17拉索锚块上缘截面σy应力云图2模型建立2.1 节段选取主塔在锚固段沿高度方向共有斜拉索17对，锚固段塔高约30米，全塔高度在梁上部分为51.6米。
由于索力分布为上大下小，且与水平面夹角度数分布为上小下大，这样造成斜拉索对塔的水平作用分力分布规律为上大下小，考虑到仅选取部分节段能够满足计算精度要求，因此选取主塔塔顶段索力最大五对索范围（斜拉索编号为S13～S17和S13’～S17’，高度方向共10m段）建立有限元模型。
笔者采用大型通用有限元软件ANSYS对索塔节段建立模型，分析了其在张拉预应力工况、运营阶段最不利工况下的应力分布情况，并得出了一些有益的结论。
2.2 相关参数选取建模过程中采用solid45单元来模拟混凝土，link8单元模拟预应力钢束，shell181单元模拟垫板和索孔套管，模型节点总数为58239个，单元总数为292168个，采用降温模拟环形预应力，等效面荷载模拟拉索荷载。
在模型中没有考虑普通钢筋的影响，且认为结构处于线弹性状态。
混凝土的弹性模量、泊松比以及容重根据设计值分别取3.55×104 MPa，0.2和25 kN/m3。
斜拉桥设计概念及结构分析
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一、斜拉桥概述 2.1 稀索体系的斜拉桥
2 斜拉桥技术演变
Knie桥纤细的桥塔和主梁（钢结构）
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一、斜拉桥概述 2.1 稀索体系的斜拉桥
2 斜拉桥技术演变
技术特色： 1）非对成的单塔斜拉桥 2）A型桥塔 3）扇形缆索体系
德国科隆 Severins桥
希腊Evripos 桥 1993 , 矩形板厚度 45 cm
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一、斜拉桥概述 主梁柔、薄化
2 斜拉桥技术演变
法国的Bourgogne 桥
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一、斜拉桥概述
2 斜拉桥技术演变
技术特色： 1）目前最大跨度的PC斜拉桥 2）三角形单箱双室箱梁，景观、结构特
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一、斜拉桥概述
斜拉桥和斜腿刚构力学对比
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一、斜拉桥概述
斜拉桥和悬索力学对比
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一、斜拉桥概述
2 斜拉桥技术演变
2 斜拉桥技术演变
斜拉桥的技术演变大致可以分为四个阶段：
1）稀索体系的斜拉桥
1956年开始，主梁大部分采用钢主梁，斜拉索较少，但拉索的直径较大，钢箱 梁索距大约30－60米，混凝土梁的索距大约15－30米。
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一、斜拉桥概述
2 斜拉桥技术演变
德国桥梁工程师Hellmut Homberg 则提出了密索体系的斜拉桥和单索面斜拉桥。
技术特色：第一座密索体系的钢斜拉桥，单索面
斜拉桥索塔与索梁锚固区局部应力分析
构 造 及 预应 力 钢 束 的 布 置 均 有 重 要 意 义 。 以一 座 独 塔 混 凝 土 斜 拉 桥 为 例＇ 用 有 限 元 方 法 对 索 ’ 运 塔 、 梁 锚 固 区进 行 了空 间应 力分 析 ， 索 总结 了锚 固 区 的受 力 特 点 。
结 果 表 明 ． 工 艺 与 传 统 工 艺 相 比具 有 明 显 的 先 进 性 ， 的 独 到之 处 是 使 繁 琐 的 转 体 施 工 工 艺 变 本 它
得 简单 、 速 、 全 、 控 。 快 安 易 关键 词 转体施工工艺 钢球铰 牵引索 连续 牵 引
桥梁转 体施 工是指 将桥梁 结构 在非设 计轴 线 位置 制作成形 后 ， 通过 转体 就位 的一种施 工方 法 。 转 体施 工与 以往悬 臂拼 装 、 臂浇筑 、 悬 原位 现浇 等 施 工工 艺相 比， 有几 乎完全 不干扰 交通 的特点 ， 具 特 别适 用于具 有繁 忙运输 要求 线路 的跨线 桥 。且 施 工快速 、 合 经 济效 益 高 。桥梁 转 体 施 工 根据 综
ａ ）立 面
图 ２ 索 塔 锚 固端 构造 图 （ 位 ：ｍ） 单 ｃ
固 区， 为单箱 双 室 截 面 。斜 拉 索锚 固端 布置 于 中
隔板两侧 ， 点横 向间距 １ ６ｉ 直 接锚 于混凝 土 锚 ． ｎ，
图 ３ 索 粱 锚 固 端 构 造 图 （ 位 ：ｍ） 单 ｃ
收 稿 日期 ： ０ ｌ ６１ ２ １－ —３ ０
向 ２ 横坡 。斜 拉索 布置 为扇 形 密 索体 系 ， 索 双 面， 采用低 松 弛镀 锌 高 强钢 丝 ， 每个 主 塔 布 有 １ ４
斜拉桥索塔锚固区局部应力分析方法及工程应用
云南大学学报(自然科学版),2009,31(S2):534～540CN53-1045/N I SSN0258-7971 Journa l of Y unnan Un i versity斜拉桥索塔锚固区局部应力分析方法及工程应用3王 旭,陶蜀昆,冉志红(云南大学城市建设与管理学院,云南昆明 650091)摘要:大跨度斜拉桥索塔大多数采用混凝土塔,为抵抗索力水平分力产生的局部拉应力,需要布置预应力钢束.以在建的韩家陀长江大跨度斜拉桥为实例,利用有限元方法建立实体模型,并且模拟“#”字型预应力索的作用,对索塔预应力布置区受力状况进行分析研究,为改进索塔锚固区细部构造和预应力配置设计,提高结构的安全性能提供参考.关键词:桥梁工程;斜拉桥;索塔锚固区;预应力中图分类号:U448.27 文献标识码:A 文章编号:0258-7971(2009)S2-0534-07 大跨度斜拉桥是一种古老而又年轻的桥型结构.自1955年第一座现代斜拉桥瑞典Str om sund桥建成以来,仅用了50多年的历史,斜拉桥就以其独特的优势,已遍布全世界,并且结构形式丰富多彩.其结构设计理论也相对成熟,但是斜拉桥在其关键部位—斜拉桥索塔锚固区的研究还没有形成比较成熟的理论体系.现在大跨度斜拉桥索塔大多数采用混凝土塔,为抵抗索力产生的拉应力,需要布置预应力钢索[1-2].本文以在建的韩家陀长江大跨度斜拉桥为实例,利用有限元方法建立空间离散模型,模拟“#”字型预应力索的作用,索力完全采用仿真的斜向加载方式,对索塔预应力布置区受力状况进行分析研究,研究索塔锚固区的受力机理,为改进索塔锚固区细部构造和预应力配置设计,提高结构的安全性能提供参考[3].1 计算模型的选取本文以在建的韩家陀长江大跨度斜拉桥为工程依托,专门对水平预应力筋“#”型混凝土索塔锚固区的主要受力特性进行研究.该桥是大跨度铁路桥跨越长江的控制性工程,斜拉索呈扇形布置,主桥长1120m,主跨432m,桥跨布置为[8×32+ (81+135+432+135+81)]m,桥面宽度42m,主梁采用钢箱梁,桥塔采用H型桥塔,设两道横系梁,索塔采用C50混凝土,为了抵抗斜拉索水平拉力引起的桥塔截面上的拉应力,在桥塔的斜拉索锚固区域配置了纵、横向9×<15.2mm预应力钢绞线,成“#”字型布置,其索塔锚固区吨位大,斜拉索力大,是目前国内同类铁路斜拉桥跨度中具有代表性的桥体.因此,本文以该桥索塔锚固区为研究对象,深入研究“#”字型预应力筋混凝土索塔锚固区力学性能,为类似结构的设计提供参考.2 结构的模拟利用ANSYS建立足尺实体计算模型,计算主要位置的应力,其中在此模型中混凝土、锚垫板和承压板采用块体单元,预应力钢束采用抗弯刚度极小的梁单元(相当于索单元).混凝土、锚垫板和承压板采用s olid64单元,预应力钢束采用link8单元[4].按实际布置设置相应的“#”字型预应力,采用实体单元,不考虑预埋钢管、齿板、锚垫板等构造细节.边界条件采用将最下部所有节点进行固结的方式,其处理方式是忽略所取段上、下混凝土的水平方向的约束作用,考虑所取段上方混凝土的自重.这样处理的原因是由于所取段上方的混凝土约束作用较小、混凝土自重较大,而下方的混凝土由于也作用3收稿日期:2009-12-04 基金项目:云南大学校基金资助(2007Q011B);云南省科技厅计划项目资助(2008CD078). 作者简介:王 旭(1984-),男,山东人,硕士生,主要从事防灾减灾专业方面研究. 通讯作者:冉志红(1978-),男,四川人,博士,主要从事桥梁结构工程方面的研究,E-mail:zhihong_ran@.了环向预应力,在预应力的作用下有向内的约束,使其向内发生变形,所以若在水平方向再加约束反而会导致加约束部位的预应力储备偏低[5].要准确地模拟其受力状态,必须建立三维空间有限元模型.在用ANSYS 建模过程中,计算桥塔的全模型由于单元太多无法进行快速计算,并且考虑相邻节段的影响,取桥塔中部拉索区的2个节段来分析,按实际情况建立斜拉索桥塔的三维空间有限元模型,本模型共分24098个节点,11774个单元.如图1所示.3 斜拉索力的模拟斜拉桥桥塔混凝土处于三向受力状态,索塔混凝土受预应力与斜拉索的共同作用,受力状态较为复杂,上部索力大,水平角度小,水平分力大,再就是为了研究相邻索力之间的相互影响,取桥塔中部拉索区的2个节段来模拟,索力加载采用完全仿真的斜向加载,并且加载的大小完全等同实桥索力,把索力按拉索角度化成均布水平面力加在锚垫板上[6].如图2所示.4 预应力的模拟预应力索采用抗弯刚度极小的梁单元(相当于索单元)来模拟:(1)预应力钢束采用9×<15.2mm 的钢绞线,破断力1860MPa,张拉控制应力1395MPa .镀锌波纹管,外径80mm;锚具采用9孔群锚(张拉端),两端张拉;(2)预应力索按图3所示的“#”字形布置.经过平面刚架理论计算发现:索力作用下前后壁的拉应力明显高于侧壁,所以在同一断面上,前后壁布置6束,侧壁布置4束.如图3所示.图1 索塔锚固段模型Fig .1Cable pyl on anchorage zonemodel图2 索力加载图Fig .2Cable f orce535第S2期 王 旭等:斜拉桥索塔锚固区局部应力分析方法及工程应用图3 索塔锚固段预应力索布置图Fig.3Prestressed general arrange ment 预应力束采用抗弯刚度极小的梁单元(相当于索单元)来模拟,材料、截面面积都按实际尺寸计取[6].用索单元的降温来模拟张拉过程,按《公路钢筋混凝土和预应力混凝土桥梁设计规范》[7]规定计算下列因素引起的预应力损失值:预应力筋与管道壁之间的摩擦,锚具变形、钢筋回缩,混凝土的弹性压缩,混凝土的收缩和徐变,预应力筋的应力松弛,对上述损失我们主要考虑的模拟方法参考文献[4,8]:(1)对于由预应力筋与管道壁之间的摩擦、锚具变形、钢筋回缩引起的损失,按规范规定的办法把预应力索分成很多小段,计算完各点的损失后各段降不同的温度;(2)对混凝土的弹性压缩引起的损失,有限元模型本身计算已包含;(3)对混凝土的收缩引起的损失,可以对有限元模型中混凝土单元降温来模拟;(4)对混凝土的徐变引起的损失,在此有限元模型中不予考虑.5 计算结果的分析本文对索塔仅作用工况1:自重+张拉预应力(此工况的目的是为了考察张拉预应力束阶段塔体的应力分析,拟定合理的张拉方案,保障安全施工.)和工况2:主力+附加力最大索力(此工况主要是为了考察成桥营运时在某些可以组合的附加力特殊情况下,索塔锚固区的应力状态处于安全状态.)2种情况的齿板、塔段中间以上0.5m处水平截面、塔段中间水平截面、塔段中间以下0.5m处水平截面、台壁受力进行了分析比较;并对在这两种工况下塔段侧壁跨中外侧横桥向、前壁跨中外侧纵桥向竖直截面应力变化进行分析总结.仅有工况1作用时的分析结果如图4,5所示.仅有工况2作用时的分析结果如图6,7所示. 6 结论和建议通过对在建的韩家陀长江大跨度斜拉桥2种工况下的模型理论计算对比分析,以及对水平预应力筋“#”字型布置的索塔锚固区应力分布情况的分析研究,总结出以下结论:(1)在水平方向,由于前后壁主要是弯曲应力(外拉内压),侧壁是轴向拉力和少量的弯曲应力(弯曲应力内拉外压),因此布置预应力钢束时前635云南大学学报(自然科学版) 第31卷 图4 侧壁跨中外侧横桥向应力路径图Fig .4B ridge transverse stress path diagram of the short 2side middle outflank 图5 前壁跨中外侧纵桥向应力路径图Fig .5B ridge portrait stress path diagra m of the l ongsidem iddle outflank 图6 侧壁跨中外侧横桥向应力路径图Fig .6B ridge transverse stress path diagra m of the short 2side m iddle outflank 图7 前壁跨中外侧纵桥向应力路径图Fig .7B ridge portrait stress path diagra m of the l ongsidem iddle outflank表1 索段主拉应力计算结果Tab .1Princi pal tensile stress of anchorage zone位置所出现拉应力数值范围/M Pa所出现压应力数值范围/MPa设计混凝土容许主拉应力值/MPa备注齿板0.069～0.4920.367～0.4602.17容许塔段中间以上0.5m 处水平截面—0.217～4.7552.17以压应力为主,未出现拉应力塔段中间水平截面0.473～1.4860.541～4.592.17容许塔段中间以下0.5m 处水平截面—0.237～3.8862.17以压应力为主,未出现拉应力台壁0.688～2.50.217～5.6512.17以压应力为主,在索齿孔边拉应力局部超出容许值,范围很小塔段侧壁跨中外侧横桥向竖直截面—0.217～2.0282.17以压应力为主,未出现拉应力塔段前壁跨中外侧纵桥向竖直截面0～0.6880.217～3.842.17容许,以压应力为主,局部出现拉应力,范围很小735第S2期 王 旭等:斜拉桥索塔锚固区局部应力分析方法及工程应用表2 索段主压应力计算结果Tab.2Princi pal comp ressive stress of anchorage zone位置所出现拉应力数值范围/M Pa所出现压应力数值范围/MPa设计混凝土容许主拉应力值/MPa备注齿板0～0.0330.388～3.75820.1容许塔段中间上0.5m处水平截面00.0332.748～13.87420.1容许塔段中间水平截面0.473～1.4860.541～4.59620.1容许塔段中间以下0.5m处水平截面0～0.6750.236～2.97020.1容许,拉应力出现在索孔侧壁.台壁—0.780～19.08420.1容许,以压应力为主,未出现拉应力.塔段侧壁跨中外侧横桥向竖直截面0～0.0332.672～13.49220.1容许,以压应力为主,拉应力出现在索孔边缘塔段前壁跨中外侧纵桥向竖直截面—2.672～16.18920.1容许,以压应力为主,未出现拉应力表3 索段主拉应力计算结果Tab.1Princi pal tensile stress of anchorage zone位置所出现拉应力数值范围/M Pa所出现压应力数值范围/MPa设计混凝土容许主拉应力值/MPa备注齿板0.591～1.8640.045～2.5912.17容许塔段中间以上0.5～m处水平截面—0.196～3.7932.17以压应力为主,未出现拉应力塔段中间水平截面0～0.5090.485～4.4662.17容许塔段中间以下0.5处水平截面—0.147～1.9122.17以压应力为主,未出现拉应力台壁0.702～2.51.970～4.6922.17以压应力为主,在索齿孔边局部出现拉应力,超出容许值,影响范围小塔段侧壁跨中外侧横桥向竖直截面—0.196～1.9952.17容许,以压应力为主,未出现拉应力塔段前壁跨中外侧纵桥向竖直截面0～0.7020.196～3.7932.17容许,以压应力为主,局部出现拉应力,范围很小835云南大学学报(自然科学版) 第31卷表4 索段主压应力计算结果Tab.1Princi pal comp ressive stress of anchorage zone位置所出现拉应力数值范围/M Pa所出现压应力数值范围/MPa设计混凝土容许主拉应力值/MPa备注齿板—2.89～2522.11在锚垫板下局部出现主压应力超过容许值,影响范围小塔段中间上0.5m处水平截面0～0.0712.714～11.07122.11容许塔段中间水平截面0～0.0712.714～22.21422.11在斜拉索孔边缘局部出现主压应力超过容许值,影响范围很小塔段中间以下0.5m处水平截面0～0.0712.714～13.85722.11容许台壁—0.467～13.83622.11容许,以压应力为主,未出现拉应力塔段侧壁跨中外侧横桥向竖直截面0～0.0712.714～13.85722.11容许,以压应力为主,拉应力出现在索孔边缘塔段前壁跨中外侧纵桥向竖直截面0～0.0712.714～19.42922.11容许,以压应力为主,未出现拉应力后壁重心靠外,侧壁考虑到弯矩不变,重心居中微微偏里,直线布置;(2)工况1索段主拉应力,除塔段前壁跨中外侧纵桥向竖直截面、台壁位置在索齿孔边超出容许值,影响范围很小,其余均在设计混凝土容许主拉应力值范围内.索段主压应力截面在齿孔位置局部出现影响范围很小的超过容许值的压应力外,其余均在设计混凝土容许主压应力值范围内;(3)工况2索段主拉应力台壁索齿孔边局部出现拉应力超出容许值,但影响范围很小,其余均在设计混凝土容许主拉应力值范围内.索段主压应力在齿板锚垫板下局部、塔段中间水平截面在斜拉索孔边缘局部出现主压应力超过容许值,但影响范围小,其余均在设计混凝土容许主拉应力值范围内;(4)在工况1、工况2作用下应力在塔段前、侧壁跨中外侧纵、横桥向竖直截面内的空间应力没有出现较大的偏差,符合应力分布规律;(5)从变形及应力分析的结果可以看出,为抵抗斜拉索力而布置的预应力设计合理.此实验模型还有很多不足之处,其中需要在边界条件的设置、混凝土收缩变形、结构耦合分析等方面做出进一步的研究探讨,本研究分析对在建的韩家陀长江大跨度斜拉桥的设计和施工提供参考,为今后进一步研究“#”字型水平预应力筋布置的斜拉桥索塔锚固区力学性能积累宝贵经验.参考文献:[1] 范立础.世界斜拉桥的新进展[J].重庆交通学院学报,1985,4(3):1211.[2] 王伯惠.斜拉桥结构发展和中国经验(上、下册).北京:人民交通出版社,2003.[3] Y ANG Jun,SHE N Cheng2wu.Su mmarizing the methodsof deter m inati on of rati onal comp leti on Sstatus of cable-stayed bridges[J].Engineering Sciences,2006,4(4):64272.[4] 颜海.大跨度斜拉桥索塔环向预应力的有限元分析935第S2期 王 旭等:斜拉桥索塔锚固区局部应力分析方法及工程应用[J].上海公路,2003,4(2):24227.[5] 何雄君.斜拉桥桥塔锚座局部应力分析[J].武汉交通科技大学学报,1994,18(3):2752279.[6] 卓卫东,房贞政.预应力混凝土桥塔斜索锚固区空间应力分析[J].同济大学学报,1999,27(2):2032206.[7] 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[S].JTG D62-2004.中华人民共和国交通部发布,2004.[8] 赵常胜,黄卫军,黄卫忠,等.宜宾中坝金沙江大桥索塔节段有限元计算[J].浙江交通职业技术学院学报,2009,10(1):15220.Analysis method and engineering app licati on of anchorage z one ofcable-stayed bridge pyl on′s p restressWANG Xu,T AO Shu2kun,RAN Zhi2hong(School of U rban Constructi on and M anage ment,Yunnan University,Kun m ing650091,China)Abstract:Large-s pan cable-stayed bridge t ower is no w mostly concrete t ower.I n order t o resist tensile stress generated by cable forces,It is necessary t o layout p restressed cable.I n this paper,take a large-s pan Han2 jiatuo cable-stayed bridge in the constructi on of Yangtze R iver as an exa mp le,modeling by finite ele ment meth2 od,si m ulating the“#”-shaped p restressed cable’s effect on the t ower layout area of p restressed force situati on a2 nalysis and research.A s a reference,the paper will i m p r ove the anchorage z one of p restressed structure and con2 figurati on design detail and the safety perf or mance of the structure.Key words:bridge engineering;cable-stayed bridge;anchorage z one of cable-stayed bridge pyl on;p re2 stress333333333333333333333333333333333333333333333 (上接第503页)C UN Yi2xian1,F ANG W en2kun1,L I U Rong2hua1,L I Chen1,ZHE NG B ing2r ong1(1.Hu man Genetics Center of Yunnan University,Kun m ing650091,China;2.Kunhua Affiliated Hos p ital of Kun m ingMedical College,Kun m ing650032,China)Abstract:Ankyl osing s pondylitis(AS)is an aut oi m mune disease p redom inantly affecting the axial s p ine. Recently,genetic poly mor phis m s within the TLR4gene have been reported t o be ass ociated with AS.T o investi2 gate the ass ociati on bet w een TLR4gene and the suscep tibility t o AS in Chinese peop le,2functi onal variants, A s p299Gly and Thr399Ile,in the TLR4gene were genotyped using PCR-RF LP and direct sequencing tech2 niques fr om107AS patients and112ethnically matched contr ols.None poly mor phis m s of A s p299Gly and Thr399Ile were detected in all contr ols and AS cases,which indicates that there is no relevance bet w een these2 S NPs and AS in the Chinese Han populati on.Key words:A s p299Gly and Thr399Ile poly mor phis m s of T oll-like recep t or4;ankyl osing s pondylitis;Chi2 nese Han peop le in Yunnan045云南大学学报(自然科学版) 第31卷。
斜拉桥成桥阶段和施工阶段分析(MIDAS算例)
目录概要1桥梁基本数据/ 2荷载/ 2设定建模环境/ 3定义材料和截面的特性值/ 4成桥阶段分析6结构建模/ 7生成二维模型/ 8建立索塔模型/ 10建立三维模型/ 13建立主梁横向系梁/ 15建立索塔横梁/ 17生成索塔上的主梁支座/ 19生成桥墩上的主梁支座/ 23输入边界条件/ 25计算拉索初拉力/ 28输入荷载条件/ 29输入荷载/ 30运行结构分析/ 33建立荷载组合/ 34计算未知荷载系数/ 35查看成桥阶段分析结果39查看变形形状/ 39施工阶段分析40施工阶段分类/ 41逆施工阶段分类/ 42逆施工阶段分析/ 42输入拉索初拉力/ 45定义施工阶段/ 49定义结构群/ 50指定边界群/ 53指定荷载群/ 56建立施工阶段/ 59输入施工阶段分析数据/ 61运行结构分析/ 61查看施工阶段分析结果62查看变形形状/ 62查看弯矩/ 63查看轴力/ 64施工阶段分析变化图形/ 65概要斜拉桥将拉索和主梁有机地结合在一起，不仅桥型美观，而且根据所选的索塔型式以及拉索的布置能形成多种多样的结构形态，易与周边环境融合，是符合环境设计理念的桥梁形式之一。
斜拉桥对设计和施工技术的要求非常严格，斜拉桥的结构分析与设计与其它桥梁形式有很大不同，设计人员需具有较深厚的理论基础和较丰富的设计经验。
在斜拉桥设计中，不仅要对恒荷载和活荷载做静力分析，而且必须做特征值分析、移动荷载分析、地震分析和风荷载分析。
为了决定各施工阶段中设置拉索时的张力，首先要决定在成桥阶段自重作用下的初始平衡状态，然后按顺序做施工阶段分析。
在本例题中将介绍建立斜拉桥分析模型的方法、计算拉索初拉力的方法、施工阶段分析的步骤以及查看分析结果的方法。
本例题中的桥梁模型如图1所示为三跨连续斜拉桥，中间跨径为220m、边跨跨径为100m。
图1 斜拉桥分析模型桥梁基本数据为了说明斜拉桥分析的步骤，本例题桥梁采用了比较简单的分析模型，可能与实际桥梁设计内容有所不同。
斜拉桥的景观设计
斜拉桥的景观设计摘要：本文简要论述了斜拉桥造型设计的规律，并通过实例介绍了双塔斜拉桥、独塔斜拉桥、矮塔斜拉桥、无背索斜拉桥四种桥型的景观设计。
关键词：斜拉桥景观设计建筑造型中图分类号：s611 文献标识码：a 文章编号：引言斜拉桥是一种由索塔、主梁、斜拉索组成的大跨度桥梁结构。
此种桥梁结构具有鲜明的建筑造型特点：高耸的索塔往往给人们很强的视觉冲击力，而相对纤细的主梁又突出了斜拉索的强劲力感，由空间直线组成的索面又给人们留下了无限的遐想。
斜拉桥从常见的布局形式上又分为双塔斜拉桥、独塔斜拉桥、矮塔斜拉桥、无背索斜拉桥等形式。
这种的布局的灵活性，给予了设计者宽阔的构思空间，可因地制宜地从功能、景观、人文等角度诠释桥梁的美学理念。
斜拉桥的建筑造型建筑造型是指构成建筑空间的三维物质实体的组合。
斜拉桥的造型设计目的是为了使桥梁具有艺术感染力，从而使人们产生对桥梁形体的感动和联想。
为了实现这个目的，斜拉桥的造型设计需要符合以下规律：首先应从桥梁的使用功能入手。
按照功能进行设计的原理是建筑学现代语言的普遍原则。
若桥梁徒有美丽的外观，而不能满足通行要求或运行效率低下都是不可取的。
地形、地质、水文等建设条件是斜拉桥造型设计的基础。
因地制宜地设计斜拉梁的跨径和布局形式，才能做到“经济适用、环境协调”，让人们感受到桥梁的简约美和自然美，而不是人为刻意地造作。
斜拉桥结构的比例关系是造型设计的要点，包括桥梁整体与局部的关系、实体与透视的关系、高起与低落的关系等。
古希腊的美学家和数学家提出事物各部分间一定的数学比例关系，即大部分与较小部分之比等于整体与较大部分之比，其比值为1∶0.618或1.618∶1，是最能引起人的美感的比例，被称为黄金分割。
20世纪20年代，马哈姆别奇提出的动态匀称比例，即由整数的平方根所形成的级数、、···与1的之比，认为凡是采用该比例的图形是美的。
现代景观效果较好的斜拉桥一般都符合“黄金分割”或“动态匀称”的比例关系。
斜拉桥设计规范
路桥隧道管理养护专业网www.rbt mm.co m中华人民共和国行业标准公路斜拉桥设计规范(试行）Design Specifications of Highway Cable StayedBridge(on trial)JTJ 027—96主编部门：交通部重庆公路科学研究所批准部门：中华人民共和国交通部试行日期：1996年12月1日l 总则1.0.1 为了使公路斜拉桥设计达到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量，特制定本规范。
1.0.2 本规范适用于混凝土斜拉桥、结合梁斜拉桥、钢斜拉桥的设计，为现行公路桥涵设计规范的补充。
除本规范明确规定外，应遵照现行有关公路桥涵设计规范要求执行。
1.0.3 斜拉桥总体方案，应与环境协调并综合考虑经济与安全、设计与施工、材料与机具、营运与管理，以及桥位处地质、水文、气象、地震等因素确定结构体系。
1.0.4 桥宽应满足交通发展的要求，并应符合《公路工程技术标准》 (JTJ 01 —88)(1995 年版 ) 的规定。
1.0.5 设计主梁、索塔与拉索时，宜进行多方案比较² ．1.0.6 所选方案除进行静力分析外，应重视动力分析，结构体系应满足强度、刚度、稳定性要求，并有较好的抗震性能，混凝土斜拉桥宜注意减小收缩徐变影响。
2 术语2.0.1 混凝土斜拉桥：主梁为钢筋混凝土或预应力混凝土的斜拉桥。
2.0.2 钢斜拉桥：主梁及桥面系均为钢结构的斜拉桥。
2.0.3 结合梁斜拉桥：主梁为钢结构，桥面系为混凝土结构，主梁与桥面系结合在一起共同受力的斜拉桥。
2.0.4 拉索：承受拉力并作为主梁主要支承的结构构件。
2.0.5 索塔：用以锚固拉索，并将其索力直接传递给下部结构的受力构件。
2.0.6 主梁：主要由拉索支承，直接承受荷载的结构构件。
2.0.7 辅助墩：为改善主跨的受力状态，在边跨内设置的既能承受压力又能承受拉力的墩。
2.0.8 初拉力：安装拉索时，给拉索施加的张拉力。
斜拉桥设计要点
斜拉桥的设计要点(1)结构几何尺寸的确定斜拉桥作为由塔、梁、索组成的组合体系，进行设计时必须综合考虑塔、梁、索三者之间的相互关系。
在桥跨布置、主梁断面形式、索塔形式、索塔高度及支承体系确定后，就可拟定主梁高度以及索塔截面尺寸，并根据主梁高度、受力及构造要求初拟各部分尺寸，然后用平面杆系程序进行试算调整。
调整的原则：①边跨配重应使结构在恒载作用下边墩支座不产生拉力，且在运营期间边墩支座的拉力应控制在一个适当的数值内（便于边墩设计和支座生产）。
②斜拉索的应力、索塔混凝土的压应力、主梁恒载弯矩都应根据桥梁的实际情况控制在合适的幅度内。
③结构体系刚度必须满足要求，主梁在汽车荷载作用下的挠度小于规范规定，并有一定的富余。
④尽量减少梁段类型，方便施工。
几何尺寸的拟定过程中还应结合桥位考虑结构的抗风和抗震要求，必要时应进行节段或全桥的风洞模型试验。
(2)整体静力分析一般来讲，斜拉桥静力分析是先确定合理的成桥状态，再进行施工过程计算，通过控制施工中每根拉索的安装索力来确保实现预定的合理成桥状态。
①合理的成桥状态在确定成桥状态时，起控制作用的往往是主梁的应力。
因此，成桥状态的确定应以主梁受力合理为目标，以应力平衡法来设计主梁恒载内力为佳。
该方法是：以主梁各截面上下缘的最大最小应力作为控制条件来确定其预应力大小和恒载弯矩。
对于混凝土梁一般以拉压应力控制，以截面上下缘的最大应力满足拉压应力控制条件为最理想。
用这种方法确定的预应力和主梁成桥恒载弯矩称之为理想值，其成桥状态称之为理想状态。
但恒载弯矩在一些控制区域（如跨中）准确地为理想值实际很难实现，设计时一般允许恒载弯矩有一定的活动范围，并将由此确定的预应力和主梁成桥恒载弯矩称之为合理值，其成桥状态称之为“合理状态”。
②静力分析计算成果合理的成桥状态确定之后，就可以对结构进行详细的静力分析计算。
静力分析的主要内容有：结构设计的施工流程在各阶段的应力、变形、初始索力等，以及成桥运营状态下，各截面的应力和变形。
斜拉桥简介
代东辉
一、斜拉桥的结构特点
边跨 主跨 索塔 端锚索 边跨
边墩 或桥台
1.斜拉索将梁多点吊起，恒载及活载通过斜拉索传 至塔柱，在通过塔柱基础传至地基。 2.高次内部超静定结构，可通过斜拉索的张拉调整 主梁和主塔塔的恒载受力状态。
3.在不对称荷载作用下，斜拉索对主梁的弹性支撑 作用受塔柱顺桥向弯曲的影响。 4.不对称荷载作用下，斜拉索对主梁的弹性支撑作 用受塔柱顺桥向弯曲的影响，端锚索对主梁座外，其 余位置均有拉索支 撑，成为在纵向可 自由漂移的多点弹 性支撑连续梁，次 内力较小，受力均 匀。具有很好的抗 震消能作用。塔梁 之间要设横向约束。
滑动支座 塔柱 主梁
杨浦大桥
2.将0号索换成塔 柱横梁上的竖向支 撑，主梁刚度更大， 对限制主梁纵向位 移更有利，同时省 去换锁的复杂工艺。 但次内力较大，支 撑处主梁截面需要 加强。我国福州的 青州闽江桥就是采 用的半漂浮体系， 主梁为连续体系， 塔梁交接处通过盆 式橡胶支座。
索塔 单端锚索 桥塔
塔后斜索
边墩 或桥台 自锚体系斜拉桥
边墩 或桥台 地锚式斜拉桥方案
以上是根据斜拉索的锚固方式分成的不同体系， 此外，还有一种是为了景观效果而设计的独特 的无端锚索的斜拉桥，下图是美国著名桥梁专 家林同炎所设计的Ruck-A-Chuck桥方案。
（二）主梁的连续与非连续体系
大部分斜拉桥主梁采用连续体系，当主梁与塔墩固 结时，形成连续钢构体系。也可以将主梁设置成单 悬臂梁或T型钢构。
边跨 主跨 索塔 端锚索 边跨
二、斜拉桥的结构体系
（一）斜拉索的不同锚固体系
1.自锚式斜拉桥 拉索全部锚固在主梁与塔柱之间，竖向荷载通过塔柱递到桥墩 及基础中，拉索的水平分立由主梁的轴来力平衡。 2.地锚式斜拉桥 拉索一端锚固在主梁上，另一端锚固在山岩上。 3.部分地锚式斜拉桥 边跨部分锚索锚固在主梁上，部分拉索布置成地锚式。
国内部分斜拉桥
国内部分斜拉桥芜湖长江大桥芜湖长江大桥，是国家“九五”重点交通项目，其桥型为公、铁两用钢桁梁斜拉桥，铁路为I级，双线；公路为4车道，车行道宽18米，两侧人行道各宽1.5米。
公路在上层，铁路在下层。
芜湖长江大桥位于安徽省芜湖市，是国家“九五”期间重点交通项目，工程规模居中国长江大桥之首。
大桥采用低塔斜拉桥桥型主跨312米，是中国迄今为止公、铁两用桥跨度最大的桥梁（2009年12月26日，武汉天兴洲大桥建成通车，主跨504米，打破这一纪录）。
铁路桥长10616米，公路桥长6078米，其中跨江桥长2193.7米，含引桥36千米，投资61亿元。
芜湖长江大桥于1997年3月22日正式开工，2000年9月建成通车。
大桥工程采用了15项新技术、新结构、新材料、新工艺，大大提高了中国公、铁两用桥梁设计、制造、安装水平，有14项刷新了全国建桥记录，荣获2001年度中国建筑工程最高荣誉鲁班奖。
全长10521m，全桥混凝土总量55万吨，结构用钢11万吨，其工程总量及规模均超过了武汉和南京两座公路铁路两用桥的总和，该桥的科技含量、工程规模和建造质量，居国际一流，国内领先。
芜湖长江大桥，是中国跨度最大的公路和铁路两用桥梁，在同类型重载桥梁中，它的主跨度仅次于丹麦厄勒海峡桥，居世界第二。
从武汉长江大桥跨度128米，发展到九江长江大桥216米，花40年时间，而芜湖长江大桥主跨突破300米，却用了不到10年的时间。
芜湖长江大桥是中国重载桥梁跨度发展的一个里程碑，它的建设成功表明中国已经跻身于世界大跨重载铁路桥梁的先进行列。
福建漳州战备大桥漳州原战备大桥修建于上世纪70年代初，桥面宽27米，双向四车道，全长438米，设计时速为每小时50公里，是原324国道上的主要工程。
由于当时还是10年“文革”的中期，在当时“备战、备荒、为人民”的口号下，针对漳州市特殊的地理位置和对台形势，有关部门将这座桥命名为“战备大桥”。
漳州战备大桥为三跨部分（矮塔）斜拉桥,主跨132米,边跨80.8米,南北引桥分别为6 X 32米及5 X 32米连续梁.桥上设纵坡,主桥设1%人字坡,竖曲线半径为8000米,引桥纵坡分别为0.55%及3.5%,竖曲线半径为4000米及16000米.北引桥北端约18米位于缓和曲线上。
斜拉桥施工方案范文
斜拉桥施工方案范文斜拉桥是一种特殊的桥梁结构，由主桥塔、主桥梁和斜拉索组成。
斜拉索通过张拉和锚固，使主梁受到斜向拉力的作用，同时承受着桥面的自重和交通荷载。
斜拉桥具有结构简洁、美观大方、抗震性能好等特点，因此在现代桥梁工程中得到广泛应用。
斜拉桥的施工方案需要结合具体的地理、气候和工程条件等因素进行综合考虑，以下是一个基本的斜拉桥施工方案：一、前期准备工作1.地勘工作：对桥梁需要架设的位置进行地质、地形、水文等勘测和评估工作，以确定桥梁的设计参数和施工方案。
2.设计方案确认：根据地勘工作的结果，确定斜拉桥的技术方案和建设设计方案，包括桥梁的设计参数、主梁和塔的尺寸和形状等。
3.临时交通组织：施工期间需要对周围道路、河流等交通组织进行调整和改变，以确保施工安全和交通顺畅。
二、主要施工工序1.桥台和桥墩施工：根据设计方案，先施工桥台和桥墩，用于支撑和固定整个桥梁结构。
2.主梁制造与安装：主梁是斜拉桥的关键部分，需要根据设计要求进行制作和安装。
主梁制作一般在厂区进行，然后通过水路或道路运输到施工现场进行安装。
3.斜拉索张拉：斜拉索是用于传递斜向张力的钢索，需要通过张拉设备进行张拉和调整。
斜拉索的张拉需要根据设计方案和张拉计划进行，以确保桥梁的正常使用和承载能力。
4.锚固施工：斜拉索需要通过锚固装置将张拉力传递到桥墩上，锚固施工需要精确控制和调整。
斜拉索的锚固应根据设计要求进行，以确保桥梁的稳定性和安全性。
5.桥面铺装：主梁和斜拉索完成安装和调整后，需要进行桥面的铺装工作，保证桥面的平整和耐久性。
三、后期工作1.验收和检测：斜拉桥竣工后需要进行验收和检测工作，以确认施工质量是否符合设计要求和使用要求。
2.维护和管理：斜拉桥在使用过程中需要进行定期的维护和管理工作，保证桥梁的正常使用和安全运行。
以上是一个基本的斜拉桥施工方案的概述，具体施工工序和技术要求需要根据具体的工程条件进行调整和补充。
斜拉桥的施工是一个复杂而精密的过程，需要高度的技术和工程经验，以确保施工质量和安全。
斜拉桥与悬索桥计算理论简析
斜拉桥与悬索桥计算理论简析斜拉桥与悬索桥是桥梁结构中跨越能力最大的两种桥型，随着桥梁建造向大跨径方向发展，它们越来越成为人们研究的热点。
通过大跨径桥梁理论的学习，我对斜拉桥与悬索桥的计算理论有了较为系统的了解。
在本文中，我想从一个设计者的角度，在概念层次上，对斜拉桥与悬索桥的计算理论做个总结，以加深自己对这些计算理论的理解。
一、斜拉桥的计算理论斜拉桥诞生于十七世纪，在最近的五十年间，斜拉桥有了飞速的发展，成为200米到800米跨径范围内最具竞争力的桥梁结构形式之一。
有理由相信，在大江河口的软土地基上或不适合建造悬索桥的地区，有可能修建超过1200米的斜拉桥。
斜拉桥是塔、梁、索三种基本结构组成的缆索承重结构体系，一般表现为柔性的受力特性。
（一）、斜拉桥的静力设计过程1、方案设计阶段此阶段也称为概念设计。
本阶段的主要任务是凭借设计者的经验，参考别的斜拉桥的设计，结合自己的分析计算，来完成结构的总体布置，初拟构件尺寸。
根据此设计文件，设计者或甲方（有些地方领导说了算）进行方案比选。
2、初步设计阶段本阶段在前一阶段工作的基础上进一步细化。
主要任务是：通过反复计算比较以确定恒活载集度、恒载分析、调索初定恒载索力、修正斜拉索截面积、活载及附加荷载计算、荷载组合及梁体配索、索力优化以及强度刚度验算等。
3、施工图设计阶段此阶段要对斜拉桥的每一部位以及每一施工阶段进行计算，确保结构安全。
主要计算内容有：构件无应力尺寸计算、对施工阶段循环倒退分析、计算斜拉索初张力、预拱度计算、强度刚度稳定性验算以及前进分析验算等。
（二）、斜拉桥的计算模式1、平面杆系加横分系数此模式用在概念设计阶段研究结构的设计参数，以求获得理想的结构布置。
还可用于技术设计阶段，仅仅计算恒载作用下的内力。
2、空间杆系计算模式此模式用在空间荷载（风载、地震荷载以及局部温差等）作用下的静力响应分析。
此模式按照主梁可分为三种：“鱼骨”模式、双梁式模式与三梁式模型。
斜拉桥的受力分析及施工控制与调整
同济大学土木工程学院桥梁工程系 王志强
9
第一节 斜拉桥的静力分析
➢ 斜拉桥的结构体系及受力特点
飘浮体系：相当跨内具有弹性支承的单跨梁
主梁
半飘浮体系：相当跨内具有弹性支承的连续梁梁
（压弯构件） 塔梁固结体系：相当于配置体外索的连续梁
刚构体系：相当于配置体外索的连续刚构 索（受拉）：为主梁提供弹性支承
(1) 索的力学行为
同济大学土木工程学院桥梁工程系 王志强
12
同济大学土木工程学院桥梁工程系 王志强
13
y [V (x) S(x)] x M (x) h x M (x) HHa H
y h x k(x) a
垂度: k (x) M (x) H未知 H
索张力: N (x) H 2 V 2 (x) H 1 ( S(x) h )2 Ha
➢ 索力优化概念 ➢ 成桥状态内力的初步确定 ➢ 斜拉桥施工的理论计算
同济大学土木工程学院桥梁工程系 王志强
26
(1) 索力优化概念
主梁弯矩方程为：
（0≤x≤l/2）
依据变形协调条件计算索力N为：
为了简化讨论，令：
则索力为：N=ql/2
同济大学土木工程学院桥梁工程系 王志强
27
f
2
q 2l 5 240
曼滤波法
同济大学土木工程学院桥梁工程系 王志强
5
同济大学土木工程学院桥梁工程系 王志强
6
开始
总体布置、初拟结构尺寸（梁、索、塔和墩等）
静力计算（恒载、活载及附加荷载计算） 确定成桥合理内力状态和构件尺寸
修
改
恒载、活载内力
设
计算分析
计
稳定性和局 部应力分析
收缩、徐变、 温度分析
株洲湘江四桥部分斜拉桥静载试验研究
中室 隔板 中央锚 索 区 ， 端 张拉 。 两
续 梁和传 统斜 拉桥 之 间的 过 渡桥 型 ， 有 连 续 梁 和 具
斜 拉桥 的双重 结 构 特 性 。因其 结 构 受 力 合 理 、 型 桥 美观 、 径布 置灵 活 、 工 方便 、 济 性好 等优 点 而 跨 施 经
在 国内外 （ 国外 主要 在 日本 ） 日益兴 起 。
中、 跨方 向 ６ 范 围 内梁 高 变 化 采 用 二 次 抛 物 边 ３ｍ 线 ， 余为 等高 梁段 ， 其 梁高 ２ ８ｍ。主塔 为 Ｃ ５ 结 ． ５砼 构 ， 算边塔 塔 高 为 １ ． ０ ｍ， 计 ６ ５ 中塔 为 １ ． ０ｍ， ８ ５ 采
用实心 矩形 截 面 ， 桥 向 宽 ３ ５ ｍ， 桥 向 宽 ２ ５ 顺 ． 横 ．
构 局部损 坏 ， 将试 验 荷 载效 率 系数 控 制 在 ０ ８ ～ 应 ．Ｏ
１ Ｏ ． Ｏ。
每 个塔 上共 ８对 斜 拉索 ， 上索 距 ， 塔 为 ０ ９ｍ、 塔 边 ．
中塔为 １ １ｍ， 上索距 ６ ０ｍ； 拉索锚 固于 主梁 ． 梁 ． 斜
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２ ）按 各控制 截 面 内力 （ 力 ） 各 控 制 点变形 等 应 、 效 的原 则 ， 根据 各检 验 项 目影 响线 计 算 确 定 其最 不 利效应 值 的加载 位置 及加 载数 量 。 ３ ）试 验荷 载 作 用 下 分 级 加 载 一 般应 依 据 各 检 验 项 目最 不 利 效 应 值 的 ３ 、 Ｏ 、 Ｏ ９ 、 Ｏ ６ ８ ％、 Ｏ ｉ ０ 进行 ， ０ 本次 静载 试 验 在 保 证 安 全 （ 通过 比较 试 验 荷载 作用 下结 构的 实际 响应 与预期 响应 之 间的差
勐古怒江特大桥主桥斜拉桥钢箱梁设计难点
勐古怒江特大桥主桥斜拉桥钢箱梁设计难点摘要：勐古怒江特大桥主桥为云南省首座双塔三跨空间扇形双索面钢箱梁斜拉桥，主梁采用分离式扁平流线型钢箱梁。
结合主桥施工特点，采用梁单元模拟计算主梁结构在各阶段的第一体系应力包络，板壳单元计算第二体系应力；主桥钢箱梁内外隔板受力复杂，分别建立标准段和梁端压重段局部模型，进行受力分析；斜拉索梁端锚固区钢锚拉板受力集中，对该区域建立实体模型，分析应力集中情况。
计算结果表明钢箱梁结构整体受力状态良好，绝大部分区域应力数值均小于设计允许值；箱梁标准段和梁端压重区受力均满足规范要求；锚拉板局部应力集中现象明显（控制应力采用屈服应力），对应力集中位置须确保焊接后打磨匀顺并锤击以减少应力集中。
关键词：勐古怒江特大桥；分离式钢箱梁；桥梁设计；钢锚拉板中图分类号：U448.213文献标识码：A 文章编号：1006-3528（2020）01-0071-06袁少洋，马健，张皓，朱忠（云南省交通规划设计研究院有限公司，云南昆明650011）收稿日期：2019－10－24；修回日期：2019－11－27作者简介：袁少洋（1986—），男，河南许昌人，工程师，工学硕士，2011年毕业于长安大学桥梁与隧道工程专业；马健（1981—），男，云南大姚人，高级工程师，工学硕士，2004年毕业于同济大学土木工程桥梁专业；张皓（1989—），男，云南玉溪人，工程师，工学硕士，2014年毕业于同济大学土木工程桥梁专业；朱忠（1992—），男，湖北荆州人，助理工程师，工学硕士，2017年毕业于湖南大学桥梁工程专业。
第1期(总第262期)山西交通科技No．12020年2月SHANXI SCIENCE ＆TECHNOLOGY of COMMUNICATIONSFeb.1项目概况勐古怒江特大桥主桥为云南省首座分离式钢箱梁半漂浮体系斜拉桥，跨径组合为（100+240+100）m ，边中跨比约为0.417，总体布置见图1[1]。
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局部斜拉桥设计分析
【摘要】：局部斜拉桥是一种介于连续梁和斜拉桥间的新型的桥梁结构，有着其独特的结构和受力特性，正受到国内外越来越多的关注。
本文主要分析和讨论了局部斜拉桥的命名和界定问题，以及局部斜拉桥的概念设计问题。
【关键词】：部分斜拉桥；索梁刚度比；结构体系；概念设计abstract ]: partial cable-stayed bridge is a kind of continuous beam cable-stayed bridge and the new bridge structure, with its unique structure and characteristics of stress, is being more and more attention home and abroad. this paper mainly analyzes and discusses the partial cable-stayed bridge naming and defining the problem, and the partial cable-stayed bridge conceptual design.
[ key words ]: partial cable-stayed bridge; cable beam stiffness ratio; structure system; conceptual design 中图分类号：tu318文献标识码： a 文章编号：2095-2104（2012）07-0020-02
前言
由于目前局部斜拉桥命名和界定问题比较混乱，该桥型的名称笔者认为其中文合理名称为“局部斜拉桥”，英文名称为”partially cable-stayed bridge”，也有资料称其为部分斜拉桥。
部分斜拉桥在国外慢慢成为一种比较流行的新型结构，而在国内这种桥梁的发
展还处于起步阶段，这种结构的很多方面还待于研究。
近几年，在国内不管是在斜拉桥还是在连续桥的设计和施工方面都达到了一
个较高的水平，大部分专业人员对斜拉桥和连续梁桥的结构和受力方面都有了很好的把握。
1、部分斜拉桥的特点
部分斜拉桥是介于梁式桥和斜拉桥之间的刚柔相济的新的桥梁结构形式，其具有独特的优点：(1)部分斜拉桥主梁的高跨比介于斜拉桥和连续梁桥之间，布置在跨线桥位上，具有较小的建筑高度，减少桥梁长度，为经济桥型。
(2)部分斜拉桥桥塔高度只有一般斜拉桥的桥塔高度的1/2，大大节约桥塔造价。
(3)部分斜拉桥索塔较矮，主梁刚度较斜拉桥大，塔顶水平位移和主梁竖向挠度较斜拉桥小，亦可以说部分斜拉桥的整体刚度较斜拉桥大，因此部分斜拉桥不用设置斜拉桥的重要特征构件-端锚索来增大结构刚度，边跨可以设置有较大的无索区段。
(4)部分斜拉桥与一般斜拉桥相比，由于主梁刚度较大，斜拉索在主跨跨中和边跨边部设置有明显的无索区段。
(5)部分塔斜拉桥斜拉索应力变化幅度为一般斜拉桥斜拉索应力变化幅度1/3左右，由此，可提高桥梁抗疲劳性能，尤其用于荷载大，通车密度大的铁路桥，有它的突出优点。
(6)部分斜拉桥与同跨度连续梁桥在施工上比，由于斜拉索的存在，可以利用斜拉索进行悬臂架设。
与同跨径的一般斜拉桥比，可减少桥塔和斜拉索的施工工程量。
2、部分斜拉桥的界定和索梁刚度比研究
部分斜拉桥作为一种介于连续梁桥和常规斜拉桥间的新型桥梁，引起了越来越多的业内人士的关注。
但对于该桥型的命名和界定却不尽统一，这对更好的应用和发展这种结构形式没有任何好处。
对于一种桥型的命名，应该从这种桥型的基本特点出发。
对于部分斜拉桥来说，在结构性能上，斜拉索仅承担部分荷载，大部分的荷载由主梁承担，相对于荷载全部由斜拉索承担的斜拉桥而言“部分斜拉”即源于斜拉索承担荷载的程度。
与斜拉桥相比，部分斜拉桥主梁具有较大的刚度，同时斜拉索对主梁具有弹性支承作用，竖向外荷载由主梁和斜拉索共同承担，以梁的受弯、受压和索的受拉来承受竖向荷载作用。
索对具有一定刚度的主梁起加劲作用，可以理解为真正意义上的弹性支承连续梁桥。
每根索皆为一个弹性支承，使主梁所受弯矩与无斜拉索作用的连续梁相比得以减小。
常规斜拉桥拉索的弹性支承作用计算方法是假定竖向力皆由斜拉索单独承担的条件下推导的出的，与部分斜拉桥主梁具有一定刚度，竖向外荷载由拉索和主梁共同承担的条件不一致，为此应寻求部分斜拉桥斜拉索刚度和主梁刚度的关系。
部分斜拉桥是高次超静定结构，要精确表达其刚度比较困难，故以其拉索和主梁的竖向刚度来表示该构件的刚度。
索梁刚度比由结构参数决定，因此可根据已知的部分斜拉桥的结构尺寸及材料参数就可以计算出索梁刚度比，而不必进行有限元分析。
结构的刚度与结构的支承条件存在着密切的关系，以下将按照部分斜拉桥常见的几种体系推导部分斜拉桥的索梁刚度比，在推导
过程中假定主梁为等截面、等刚度梁。
对于多跨的情况，选取主跨为研究对象。
对于给定的斜拉桥，其索梁刚度比取决于斜拉索的轴向刚度、主梁的抗弯刚度、塔的高度和斜拉索的倾角。
上述四个参数中，塔的高度和斜拉索的倾角是线性正相关的，可以作为一个量来考虑。
这样对于给定的跨径来说，索梁刚度比有这三个斜拉桥体系的主要结构参数确定，因此索梁刚度比的概念可以反映这种体系的整体力学特征和外形特征。
对于部分斜拉桥单塔结构体系和双塔结构体系，比较了他们在不同支承条件下这三个结构参数对索梁刚度比的影响。
3、概念设计的原理
桥梁的概念设计是桥梁工程前期工作中的一个十分重要的环节，它决定了桥梁的总体布置和主要构造的格局，对桥梁的美学价值、结构安全性能、可施工性以及经济指标，甚至建成后的耐久性、可养护性、可检查性等都有决定性的影响，所以概念设计也被誉为桥梁设计之魂。
桥梁的概念设计是一个创新的过程，但是，现在这个必需过程逐渐被工程师们忽略，代替的却是单一的、重复的、类似的设计[68]。
在计算机辅助设计高度发展的今天，人在设计中的地位应该如何定位，显然，计算机的任务只是把工程师们从机械的运算中解放出来，工程师们应该把主要精力放在机器不能解决的问题上，通过主观分析得到结论。
概念设计是一个项目建设的雏形和成形阶段，它的准确定位对于整个项目的成败起着关键作用。
其整体构思创意的过程，往往决定着综合矛盾的解决方向和主导思路，在这个阶段要考虑几乎所有的建筑问题，并对他们提出相应的解决方法。
4、概念设计的步骤
概念设计是桥梁设计师构思创意的过程，往往决定着主要矛盾的解决方向和主导思路。
概念设计的思维过程是由不清晰到逐渐清晰的非线性过程，尽管其中有着相当程度的不确定性、模糊性和重复性，但总的趋势一定是呈现出从模糊到清晰的渐变特征。
4.1目标和方向的确定
概念设计的规律同样是一个发现问题并解决问题的规律，概念设计过程的最大任务在于发现问题的过程，而不仅仅是过早的确立目标，当然更不是简单地满足任务书的一份答卷，它不同于科学问题的解决过程，它不仅要寻求途径，同时要提出目标。
经过准备阶段后，就要把握问题的实质，确立设计目标。
在众多的设计问题之中，总有主次之分，对于同一矛盾也包含有矛盾的主次方面。
4.2概念的形成阶段
确定构思需要达到的目标或对某个问题的解决提出大致的方向还远远不够，还需要针对这个目标和方向提出初步的建筑构思，也即把这种设计设计目标“物化”成某种建筑意象。
概念形成阶段所形成的建筑意象与最终的建筑形象有所不同，它只是所确定的目标基础上的一种或多种较模糊的建筑构想。
4.3概念设计的基本原则
概念设计的原则对做好结构概念设计有着重要的指导作用，一般来说有如下几点：(1)三维构思原则，结构概念设计要对其所涉及的各个方面作全面考虑。
包括建筑、结构和施工方面的考虑。
这三个方面的考虑构成了概念设计的三维构思。
（2）功能协调原则，概念设计应该尽可能做到结构、建筑和施工手段的功能协调，以便取得尽可能大的效能和尽可能多的效益。
（3）实际出发原则，概念设计必须从实际出发处理所遇到的各种问题。
要认真考虑当地固有的自然条件，如气候、地质条件等；当地历史形成的人文条件，如文化背景等（4）精益求精原则，结构概念设计往往是多种方案比较选优的过程，在思维上，既要有纵向思维，还要有横向思维，就是要从多方面去思考。
5、结语
本文主要针对部分斜拉桥的界定问题和概念设计展开系统、全面的研究，本文认为要将结构的概念设计当成一个设计过程来看待，也就是对工程的设计要求、地区规划、地理环境、材料供应、施工条件等情况进行综合分析。
本文对部分斜拉桥的界定和概念设计作了较为详细的分析和总结，希望可以对以后的研究有所帮助。
参考文献：
[1] 张多平，李承根；部分斜拉桥斜拉索的设计，桥梁设计，2002：18-31
[2]郑一峰，黄侨，张宏伟；部分斜拉桥斜拉索设计方法研究，
公路，2005：(2)：27-31
[3]刘世忠，欧阳永金；独塔单索面部分斜拉桥力学性能及建设实践，北京：中国铁道出版社，2006：1-19
[4]王伯惠，斜拉桥结构发展和中国经验（上册），北京：人民交通出版社，2003：5-176。