某矮塔斜拉桥主墩0#块施工方案
07_矮塔斜拉桥的概念及特点
EXTRADOSED BRIDGE 系列介绍-1矮塔斜拉桥的概念和特点1. 简 介2. 矮塔斜拉桥的概念3. 矮塔斜拉桥的特点4. 矮塔斜拉桥与一般斜拉桥的比较EXTRADOSED PSC的概念和特点矮塔斜拉桥的概念和特点1.简 介随着PSC桥梁的设计向着大跨发展，设计上越来越注重自重的减少、主梁的轻型化、施工性能和经济性能的提高、维护管理水准的提高，桥梁形式与外观上注重与周边环境的谐调，注重建设具有城市标志性特征的桥梁。
但是出于安全性方面的考虑，长期以来设计人员偏向于选择经验上安全可靠且经济性能较好的已有的桥梁形式，这样必然束缚了新型桥梁形式和新技术在国内的应用和发展。
一般在100m以下的中桥采用预应力箱梁结构形式的较多，200m以上采用一般斜拉桥形式的较为普遍，在100m~200m跨度的桥梁上钢筋混凝土桥梁相关实例较少，因为城市标志性或景观的要求，过去大多选用了一般斜拉桥的结构形式，而没有考虑到经济性及下部施工费用的增大等问题。
考虑到经济性、施工性，对100m~200m跨度的桥梁采用介于预应力箱梁桥和一般斜拉桥之间桥梁形式比较合适，从而导入了兼有梁桥和斜拉桥优点的矮塔斜拉桥(EXTRADOSED PSC Bridge)形式。
图 1. 矮塔斜拉桥EXTRADOSED PSC的概念和特点预应力箱梁的预应力钢筋的偏心量被局限在箱梁截面以内，所以当跨度较大时，截面高度和结构自重会随之增加，而矮塔斜拉桥相当于将预应力钢筋布置在箱梁有效高度以外，相对于一般预应力箱梁桥，其自重和预应力钢筋数量都较小。
另一方面与一般斜拉桥相比，各索之间应力变化较小，可显著降低索塔高度。
所以说从经济性和性能来说矮塔斜拉桥比较适合于100m~200m 跨度的桥梁中，是一种新型的桥梁形式。
2. 矮塔斜拉桥的概念2.1 体外张拉EXTRADOSED的意思是“体外加强”，是1988年由法国的Jacques Mathivat提出的体外张拉的桥梁形式。
斜拉桥主梁施工方法分类及介绍
斜拉桥钢主梁悬臂拼装法施工
钢桁架和钢箱是钢斜拉桥及钢-混凝土叠合梁斜 拉桥的主要受力构件。钢桁架和钢箱一般先在 工厂加工制作，再运至现场吊装就位，钢梁在 出厂前需按设计精度进行预拼装。钢梁预制节 段长度从方便架设考虑，以布置1~2根斜拉索和 2~4根横梁为宜，节段过长会引起架设时所用临 时拉索的麻烦。
斜拉桥主梁施工方法与梁式桥大致相同，一般可 分为顶推法、平转法、支架法和悬臂法等四种。
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斜拉桥主梁施工方法
顶推法：特点是施工需在跨间设置若干临时支墩，顶推 过程中主梁要反复承受正、负弯矩。该法较适用于桥下 净空小、修建临时支墩造价较低、支墩不影响桥下通航、 能反复承受正、负弯矩的钢斜拉桥主梁的施工。对混凝 土斜拉桥而言，一般是在拉索张拉前顶推主梁，临时支 墩间距如不能满足主梁负担自重弯矩能力时，为满足施 工需要，要在主梁内设置临时预应力束，这在经济上并 不合算。
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斜拉桥混凝土主梁悬臂拼装法施工
(二)梁段的预制、移运及整修 主梁在预制场的预制应考虑安装顺序，以便于
运输。预制台座按设计要求设置预拱度，各梁 段依次串联预制，以保证各梁段相对位置及斜 拉索与预应力管道的相对尺寸。预制块件的长 度划分以梁上水平索距为标准，并根据起吊能 力决定，采用一个索距或将一个索距梁段分为 有索块和无索块两个节段预制安装。块件的预 制工序、移运和整修均与一般预制构件相同。
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桁架式前支点挂篮示意图
1-已浇梁段斜拉索；2-待浇梁段前支点斜拉索；3-索管；4-拉索锚具； 5-接长拉杆；6-千斤顶；7-水平力平衡杆；8-挂篮上横粱；9-挂篮桁架； 10-悬挂升降系统；11-下底模；12-顶板底模
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桁架式前支点挂篮实例
江津地维长江大桥
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江肇西江特大桥矮塔斜拉桥主塔施工方案(索鞍式)
2010年11期(总第71期)作者简介：罗庆湘（1981-），男，重庆人，工程师，主要从事高速公路建设与管理。
1工程概况江肇西江特大桥主桥共四个主塔，塔号为29#～32#塔，主塔为独柱式刚劲混凝土结构，截面为八边形，并在顺桥上刻有0.1m ，宽0.7m 的景观饰条。
主塔高度为30.5m （含索顶以上4m 装饰段），主塔截面等宽段顺桥向宽5m ，横桥向宽2.5m ；塔底5m 范围，顺桥向厚为5m ，横桥向由2.5m 渐变到3.1m 。
图1主塔一般构造图本桥斜拉索采用扇形布置，梁上间距4m ，塔上间距0.8m ，拉索通过预埋钢导管穿过塔柱，在主梁上张拉。
斜拉索采用Φs 15.2mm 环氧涂层钢绞线斜拉索，标准强度为1860MPa ，斜拉索规格分别为43-Φs 15.2mm 和55-Φs 15.2mm ，采用钢绞线拉索群锚体系。
斜拉索为单索面双排索，布置在主梁的中央分隔代处，全桥共128根斜拉索。
钢绞线外层采用HDPE 护套。
减振装置及锚具采用斜拉索专用材料。
2施工方案简介主塔分六节施工，其中最大施工节段为5.4m ；主塔内设劲性骨架，用于钢筋和索鞍定位；模板施工采用无支架翻模施工，模板采用定型钢模板，均设有阴阳缝，由模板厂加工,现场拼装。
考虑到主塔外观，该主塔模板不采用对拉杆在塔身中间穿过来固定模板，而采用桁架式模板翻模施工，塔吊辅助翻模。
3主塔施工流程图2主塔施工流程江肇西江特大桥矮塔斜拉桥主塔施工方案罗庆湘，闫化堂（广东省长大公路工程有限公司，广东广州510000）摘要：江肇西江特大桥主塔为独柱式刚劲混凝土结构，截面为八边形；主塔高度为30.5m ，主塔截面等宽段顺桥向宽5m ，横桥向宽2.5m ；本桥斜拉索采用扇形布置，梁上间距4m ，塔上间距0.8m ；拉索通过预埋钢导管穿过塔柱；采用C60混凝土。
本文介绍了江肇西江特大桥主塔施工方案，重点介绍了劲性骨架设计及施工、索鞍定位以及混凝土防裂等。
矮塔斜拉桥
浅谈矮塔斜拉桥和多塔斜拉桥矮塔斜拉桥是介于连续梁与斜拉桥之间的一种斜拉组合体系桥，具有塔矮、梁刚、索集中的特点。
矮塔斜拉桥主梁刚度较大，是主要的承重构件，斜拉索对梁起加劲、调整受力的作用，斜拉索的恒载索力占总索力(恒载索力十活载索力)的比重较斜拉桥大，斜拉索的应力变幅较小，疲劳问题不突出，因而斜拉索的容许应力可取0.6pk f ，从而降低工程造价。
矮塔斜拉桥与连续梁相比具有结构新颖跨越能力大、施工简单、经济等优点;与斜拉桥相比具有施工方便、节省材料、主梁刚度大等优点。
使得矮塔斜拉桥具有广阔的发展空间。
矮塔斜拉桥结构特点:1、塔高较矮。
拉索倾角较小，拉索为主梁提供较大的轴向力，并且拉索尽可能密集地从塔顶鞍座上通过，锚固于主梁。
一般塔高可取主跨的1/8-1/12;2、以梁为主，索为辅，梁体高度约是同跨径梁式桥的1/2或斜拉桥的2倍，梁高与跨度之比较大，一般为1/40-1/20，并且主梁自身承受大部分荷载作用约70%斜拉索只承受30%起到帮扶作用;3、主梁无索区段较一般斜拉桥要长，有较明显的塔旁无索区段，不设置端锚索;4、边孔与主孔的跨度比值在0.5-0.6左右，类似连续梁;5、为了充分利用矮塔的高度，拉索多成扇形布置且布置较集中，通常布置 在边跨、中跨跨中1/3附近。
在己建成的矮塔斜拉桥中，索鞍鞍座普遍采用双套管结构，拉索应力变幅一般只有斜拉桥的1/3左右，施工过程及合拢后，基本不需要进行拉索索力调整;6、适用跨径宜选择在100m-200m 之间，如果采用组合梁或复合梁，则跨径可达300m.7、尤其适用于多塔多跨和塔高受限制的情形，从刚度和疲劳考虑，它更适用于铁路桥或双层桥面，但采用多跨时存在较大的挠度问题。
矮塔斜拉桥的受力特点:索塔将斜拉索索力按一定比例分配给主梁的水平和垂直方向，当主梁刚度较大时，就可以降低塔高，以节约材料，并给主梁提供较大的水平分力，以解决主梁体内预应力的不足。
所以矮塔斜拉桥索塔的作用主要是通过分配斜拉索索力，从而实现对结构性能的改善。
矮塔斜拉桥施工实例分析
矮塔斜拉桥施工实例分析矮塔斜拉桥施工实例分析摘要：随着桥梁事业的发展，矮塔斜拉桥因其美观及施工方便，是近几年应用较多的桥型。
本文根据工程实例，对矮塔斜拉桥的施工技术进行分析，供同行借鉴参考。
关键词：矮塔斜拉桥；支架搭设；混凝土浇注；索塔施工中图分类号： U448.27 文献标识码： A 文章编号：一、工程概述某桥梁主梁采用单箱3室大悬臂变截面预应力砼连续箱梁，支点梁高3.0 m，跨中梁高2.1m，梁底立面按二次抛物线变化；斜拉索采用环氧喷涂钢铰线，锚固点布置在箱梁的中室内，索塔为钢筋砼独柱实心矩形截面，塔高20m，布置图见图1。
图1全桥布置（单位：cm）二、桥梁施工（1）支架搭设进行临时固结及墩顶0-1#块施工后，0-1#块支架利用临时支撑立柱上预埋的牛腿和主墩墩身作为支架的主要承重结构，牛腿上安放贝雷托梁，并在托梁与牛腿之间安装双拼16#工字钢及双拼10#槽钢作为卸架垫块。
由于承台横桥方向长度远小于箱梁顶板长度，为支撑0#块箱梁两侧突出的4.5 m翼缘板，利用原老桥外侧浆砌块石护坡混凝土基础以及主墩承台搭设贝雷支架，贝雷支架上方搭设双拼40a#工字钢作为盖梁，盖梁上方铺设20a#工字钢作为翼缘板模板支点。
0-1#块底模纵梁前端支撑在托梁上，后端支撑在主墩墩顶上，同时在墩顶和纵梁之间设卸架垫块。
考虑到本桥现浇支架的结构特点，0-1#块除翼缘部分重量外，其余全部作用在墩顶区域或通过底模纵梁作用在临时锚固立柱的牛腿和墩身上，受力基本通过钢性构件进行传递，支架经论证未进行预压处理。
（2）混凝土浇注箱梁混凝土设计强度等级为C50，由于0-1#梁段预应力管道集中，钢筋密集，混凝土量大，施工难度较大，为保证施工质量，采取如下措施：①严格按照设计配合比施工。
②混凝土水平分层浇注厚度为30 cm左右，灌注时要前后左右基本对称进行，浇注时要确保在下层混凝土初凝前浇注上层混凝土。
③为保证混凝土从梁顶直接泵入底板和腹板下部时灌注和振捣质量，在腹板下部的内模向上沿高度每2 m、水平每3 m梅花形预留40 cm×40 cm的“天窗”，“天窗”处斜置一个簸箕以便于腹板下部混凝土的灌注，此口同时做捣器的进出口，当施工到“天窗”高度时关闭“天窗”。
某矮塔斜拉桥主梁施工期开裂原因及影响参数分析
某矮塔斜拉桥主梁施工期开裂原因及影响参数分析李元兵【摘要】某主跨88 m矮塔斜拉桥,在施工过程中出现了较为典型的主梁边室U形裂缝和顶板底面45°斜裂缝.为研究主梁施工期开裂原因和主要影响参数,采用空间分析方法对其进行了空间有限元施工仿真分析.研究结果表明:梁段结合面施工质量低劣、承载能力不足是造成梁体U形开裂的直接原因,局部应力水平较高是造成结合面处开裂的潜在原因;Z向应力过大是翼缘板底缘开裂的主要原因,翼缘处截面削弱是次要原因;顶板横向预应力过大、是造成顶板底面45°斜裂缝的主要原因;横向预应力对底板Z向正应力和顶板底缘主拉应力影响较大.【期刊名称】《城市道桥与防洪》【年(卷),期】2016(000)009【总页数】5页(P151-155)【关键词】桥梁工程;矮塔斜拉桥;箱梁;开裂原因;影响参数;空间分析【作者】李元兵【作者单位】上海同济建设工程质量检测站,上海市200092【正文语种】中文【中图分类】U448.11矮塔斜拉桥是介于连续梁桥和斜拉桥之间的一种桥型，于20世纪90年代初在日本兴起，并得到了迅速发展。
此桥型在国内的起步比较晚，2001年10月建成的漳州战备大桥是我国第一座矮塔斜拉桥［1，2］。
矮塔斜拉桥当前的发展趋势是大跨度、宽桥幅。
相对于斜拉桥，矮塔斜拉桥主梁的宽跨比一般较大，平面杆系分析很难反映桥梁实际受力状态，大跨单索面宽幅矮塔斜拉桥的空间效应尤为显著［3，4］，对桥梁空间受力效应的考虑不足往往导致梁体开裂事故的发生［5］。
某主跨88 m的矮塔斜拉桥在施工过程中发生了梁体开裂的破坏事故，为了分析原因总结经验教训，促进这一桥型的健康发展，采用大型通用有限元软件ANSYS建立了精细的实体有限元模型，进行了施工仿真空间应力分析，探讨开裂产生的原因和主要的影响参数。
本文背景工程是一座双塔单索面三跨预应力混凝土矮塔斜拉桥，主桥的桥跨布置为39 m+88 m+ 38.9 m，主桥总长165.9 m，采用塔梁固结、墩顶设支座的结构形式［6］。
矮塔斜拉桥施工工艺
北
南
现浇段
块
现浇段
跨京杭运河主线桥纵断面图
2、工艺阐述的主题内容和适用范围 2.1 工艺主要内容
矮塔和斜拉索施工方法主要包括矮塔塔柱模板、钢 筋、混凝土施工和斜拉索的安装、张拉和成型施工等。
3、施工工艺执行的主要规范、规程和标准 《公路工程技术标准》（JTG B01-2003） 《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50-2011） 《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80/1-2004） 《城市桥梁工程施工与质量验收规范》（CJJ02-2008） 《公路工程施工安全技术规范》（JTG F90-2015） 《无粘结预应力筋专用防腐润滑脂》（JG3007－93） 设计施工图
4、施工工艺流程框图 主要包括矮塔塔柱施工工艺流程框图、斜拉索安装工 艺流程框图和单根挂索工艺流程框图。
测量控制网 复核与加密
准备工作
模板制作
0号块施工
0号块预应力施工
索塔第1节段 和第2节段施
工
劲性骨架安装及索鞍定位
索塔施工工艺流程框图
后续节段施工 索塔竣工
模板拆除
5、施工方法说明和主要设备等资源的配置 5.1施工方法说明 (1)矮塔塔柱施工 该工程索塔共计4个，每个墩左右两个索塔形成流水 作业施工，配置1套模板，索塔分四节浇筑施工：第1 节段高1m为定位段、第2节段高8.2m为抛物线变化段、 第3节段高4.8m、第4节段高4.5m，主塔内设劲性骨架， 用于钢筋和索鞍定位
（3）、HDPE管焊接 HDPE管焊接时，应对段管编号、段管长度、焊接
头预热温度、预热压力、加热时间、切换时间、焊接 压力、冷却时间和焊接时间等进行记录。
焊接方式：HDPE段管的连接采用专用发热式工具 对焊方式。
矮塔斜拉桥施工工艺
月通车前进行 了静 、动载试验，各项数据指标均表 明桥梁处 于 良好 的受力状态 。
１ 临时固结施工
本桥临 时固结采 用钢筋混凝土立柱体外支撑 的方案 ， 每
个主墩承 台上在墩 身两侧 横桥 向各设置 ４根直 径 １ ． ３ ｍ 强度
点梁 高 ３ ． ０ ｍ，跨中梁高 ２ ． １ ｍ，梁底立面按 二次抛 物线变化 ；
④
④
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图 １
主桥质量控 制情 况 ：（ １ ）梁顶 面纵 横断面高程误差合格 率 ９ ４ ％， 中线偏位合格 率 １ ０ ０ ％，梁顶面平整 ，梁底线行平 顺 ， 相邻 节 段 高 差 小于 １ ０ ｍｍ，合 龙时 两 侧 梁体 高 差 为
斜拉索采用环氧喷涂钢绞线 ，锚 固点布置在箱梁 的中室 内， 索塔为钢筋砼独柱实心矩形截面 ，塔 高 ２ １ ｍ。 技术标准 ：设计荷载等级为城 一Ａ级 ，人 群 ４ ． ０ Ｋ Ｎ／ ｍ２ 。 桥下航道为Ｉ Ｉ Ｉ 级航道 ，通航净空 ６ ０ ｍ￣ ７ ｍ。全桥布置 如 图 １ 所 示。
下 部 的内模 向上沿 高度 每 ２ ｍ、水 平每 ３ ｍ 梅 花 形 预 留 ４ ０ ｃ ｍ＊ ４ ０ ｃ ｍ 的“ 天窗 ’ ， “ 天窗” 处斜置 一接簸 箕以便 于腹板 下 部混凝土 的灌注 ， 此 口同时做振捣器 的进 出 口， 当施 工到“ 天 窗” 高度 时关 闭“ 天窗” 。对负责振捣人员认真划分施工 区域 ，
锚 固立柱 的牛腿和 墩身上 ，受力基 本通 过钢 性构件 进行传 递 ，支架经论证未进行预压处理 。
２ ． ２ 混 凝 土 浇 注
级钢筋 ，２ ８根直径 ２ ５ ｍｍ 的 Ｉ Ｉ 级钢 筋和 Ｊ Ｌ ３ ２精轧螺纹底 口
超宽桥面矮塔斜拉桥合龙段施工技术研究
超宽桥面矮塔斜拉桥合龙段施工技术研究摘要：随着我国经济、文化的高速发展，对桥梁的景观效果及使用功能等要求也越来越高，国内建设了不少大中等跨径的预应力混凝土矮塔斜拉桥。
矮塔斜拉桥亦称为部分斜拉桥，其受力特性是介于常规斜拉桥和连续梁桥的一种结构形式。
矮塔斜拉桥的斜拉索相当于主梁的大偏心距体外预应力，有效的改善了主梁跨中正弯矩和支点负弯矩，使主梁的应力更具趋于合理，可适当降低梁体高度，很大程度上解决了同等跨径连续梁桥的梁高过大，与周围环境不协调的问题，墩顶主塔及梁体斜拉索可大大提高桥梁和周围环境的协调性，增强桥梁景观效果。
本文以南宁市玉洞大道八尺江大桥为工程依托，简要分析超宽桥面矮塔斜拉桥合龙段施工的温度荷载效应及相关施工工艺，保证成桥内力符合设计要求，为以后类似工程施工提供经验依据。
关键词：预应力混凝土矮塔斜拉桥；体外预应力；合龙段；荷载效应1 工程概况南宁市玉洞大道八尺江大桥主桥为55m+100m+55m矮塔斜拉桥，桥面宽54.5m，主梁为单箱三室结构，左右各设置一个箱体，中间为T型梁肋接桥面板形式，支点梁高5.5m，跨中梁高为2.5米，梁高按二次抛物线变化，箱梁截面一般构造如图1所示，主塔为外包钢结构形式，塔高17.5m，塔顶设置5对斜拉索，斜拉索锚具采用OVM250AT-31群锚体系。
全桥划分为2个0#梁段，12个支架悬臂施工梁段，2个边跨现浇段，1个中跨合龙段。
图1 主桥箱梁构造图（单位：cm）2 合龙段施工过程中温度效应对结构产生的影响1、日温度的变化混凝土热胀冷缩，悬臂梁段长度随之发生变化，致使合龙段产生轴力，合龙段砼浇筑的早期砼强度较低，在轴力的作用下合龙段砼产生裂缝。
2、在竖向温度梯度作用下，合龙段产生不利弯矩，致使箱梁截面产生拉应力，若此时合龙段砼没有压应力储备，合龙段可能开裂对结构产生不利影响。
为解决上述不利的温度效用，常在合龙段施工前安装劲性骨架和张拉临时预应力束。
3、温度效应计算假定：a、合龙施工过程中保持合龙段长度不变且保持合龙段处于受压状态，合龙段锁定劲性骨架能抵抗温度作用引起的内力或者滑动支座，模板与梁体之间的摩阻力。
宽桥面矮塔斜拉桥跨航道复杂地基满堂支架施工技术
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本斜拉桥跨 度范 围内分布有 民房宅基地 、 河流、 鱼塘及农
田地 ， 宅基地相 对承载力较高 ， 而鱼塘 内淤泥 厚度大 、 范 围宽 ， 基本无承载力 ， 需对其全部换填处理。
３ ． ２支架形式多样性
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图 ４ 支架预压分段示意图
碗扣式脚手架 ， 便 于拆模落架 。
碗 扣式 脚手架地基用砖 碴换填 分层碾压密 实 ，然后 浇筑
跨泐马河段采用贝雷梁支架 ， 其余地段采用碗扣 式满 堂脚
手架。 跨河支架基础采用钻孔灌注桩 ， 桩顶设混凝 土桥 台 ， 在桥 台上安装贝 雷梁 支架 ， 满足 通航要求 ， 贝雷梁支 架上部设 满堂
２ ０ １ ３年第 １期（ 总１ ８ ９期 ）
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宽桥面矮塔斜拉桥跨航道复 杂地基 堂塞 旌 撞
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南澳大桥矮塔斜拉桥主塔施工技术总结
南澳大桥矮塔斜拉桥主塔施工技术总结摘要：本文以广东省南澳大桥主墩工程实例为依托，详细介绍了采用翻模法施工塔柱时钢管脚手架布置、劲性骨架设置及钢筋、模板、混凝土等关键工艺；以及采用牛腿支架法施工上横梁支架设计安装、钢筋、模板、混凝土等关键工艺；为类似工程提供参考。
1 工程概况1.1 地理位置广东省南澳大桥工程起点桩号为K1+110.00，位于莱芜旅游度假区治安岗处，与S336（莱美路）相接。
路线在柴井围上桥后江湾海峡，于南澳长山尾苦路坪接入环岛公路，项目终点K12+190.00，环岛公路接入点桩号约为K9+550。
全线总长11080m，其中桥梁全长9341m，占路线总长84.31%，道路全长1739m，占路线总长15.69%。
项目所在地理位置如下图所示：南澳大桥项目地理位置图全线采用2车道二级公路标准修建，设计时速80km/h，路基宽度12m，主桥宽度14m，桥面净宽11m。
1.2 桥型布置主桥全长490m，为预应力混凝土矮塔斜拉桥，桥型布置为126+238+126m，见主桥桥型布置示意图。
本段桥梁桩号范围K9+755～K10+245，平面位于直线上，立面位于以K10+000为变坡点、两侧各3%纵坡、半径8000m的竖曲线上。
1.3 施工部位划分南澳大桥主塔由下塔柱、上塔柱及横梁组成，上塔柱、横梁均为单箱单室截面，下塔柱为实心截面，材料采用C50混凝土，承台顶高程为+6.000m，塔顶高程为+75.415m，塔高69.415m，下塔柱高31.415m，上塔柱30m。
2 下塔柱施工2.1 下塔柱结构形式下塔柱位于承台与0#块之间，分为南、北两个塔柱，为单箱单室空心结构，横桥向设R=300.75m竖向大半径圆曲线，上端伸入主桥0#块中，下塔柱横桥向宽350～500cm，壁厚80cm，顺桥向宽500cm，壁厚80cm，底部设计有2个泄水孔。
下塔柱全高31.415m，采用C50混凝土，拟定沿塔身垂直方向分6个节段，其中1～5每个节段6m，第6节段1.5m高为0#块箱梁倒角部位。
矮塔斜拉桥结构及设计特点
矮塔斜拉桥结构及设计特点【摘要】矮塔斜拉桥由于其具有性能优越、造型美观、经济指标良好等优点，在世界各国得到广泛的应用，发展十分迅速。
本文主要介绍了矮塔斜拉桥设计特点，分析了设计要点及问题，还就矮塔斜拉桥主梁施工的线形控制进行了探讨。
【关键词】矮塔斜拉桥；结构；设计特点引言随着桥梁技术的不断发展，出现了许多新型的桥梁结构。
矮塔斜拉桥就是近年来出现的一种新型桥梁结构形式。
这种桥型是介于常规斜拉桥与普通梁桥之间的一种组合体系桥梁，使得桥梁的跨径得以延长。
由于其具有优越的结构性能和良好的经济特性，在世界各国得到广泛的应用。
1矮塔斜拉桥设计特点1.1矮塔斜拉桥主梁设计矮塔斜拉桥与常规斜拉桥最大的不同是主塔比较矮，这个特性使得斜拉索与主梁的夹角较小，斜拉索提供的竖向分力仅能抵消梁体所受的部分竖向内力。
客观上主梁以梁的受弯、受压、受剪和斜拉索受拉来共同承担竖向荷载，主梁以压弯为主，此外，主梁还需抵抗活载偏心引起的扭矩。
因此，主梁采用变截面箱梁是非常好的选择，而根据矮塔斜拉桥斜拉索索面布置的不同，常采用单箱单室或单箱多室等截面形式。
1.2矮塔斜拉桥主塔设计矮塔斜拉桥的主塔不仅要承受斜拉索竖向分力引起的轴向压力，而且还要承受由于两侧斜拉索的拉力不同所引起的弯矩，塔的刚度将直接影响全桥的受力特性，塔是矮塔斜拉桥的主要受力构件之一。
矮塔斜拉桥的受力性能取决于主梁、主塔、墩及斜拉索的相对刚度。
矮塔斜拉桥的拉索就像主梁的体外预应力筋，主塔的作用就是增大体外预应力筋的力臂，拉索主要作用是通过初拉力的预应力效应来改善主梁的受力性能；当主梁抗弯刚度较大时，可以通过降低主塔高度给主梁提供较大的轴向分力，从而解决主梁体内预应力的不足。
主塔除承受拉索的竖向轴力分力外，还可以通过优化斜拉索索力来改善其自身的受力性能。
塔高的选择首先与桥梁的主跨跨径有关，其次是斜拉索的索面布置形式、拉索的索距和水平倾角等有关。
在相同跨径的情形下：塔高降低，斜拉索的倾角减小，索力在水平方向的分力增大，主梁轴力增大，主梁最大正、负弯矩的绝对值增大，挠度变大。
京杭运河矮塔斜拉桥结构设计和受力分析
图 ２ 主桥边 跨箱梁截 面图（ 单位 ： ｃ ｍ）
（ ２ ） 荷 载标准 ： 城一 Ａ级 ， 人 群荷 载按 ３ ． ５ ｋ Ｎ ／ ｍｚ 。
（ ３ ） 道路 等级 ： 城市主干路。 （ ４ ） 桥梁 设 计 基 准期 ： １ ０ ０ ａ 。
图 ３ 主桥 中跨箱粱截面 图（ 单位： ｃ ｍ）
３ 结构 设计
３ ． １总体 设 计
斜拉索布置在左右两个边室。主梁除支点外 ， 每个拉索锚固点处均设置横隔梁 。 锚 固截面横隔梁
间距为 ４ ｍ， 边室梁宽 ０ ． ４ ｍ， 中室梁宽 ０ ． ３ ｍ。 中支 点横梁宽 ３ ． ０ —５ ｍ， 边支点处横梁宽 ２ ． ０ ｍ类型 ，横 向 预应力采用钢绞线 ，竖 向预应力采用 Ｊ Ｌ ３ ２ 精轧螺 纹钢 。 箱梁顶宽 ２ ８ ． ９ ｍ， 中跨底宽 ３ ６ ． ９ ｍ， 边跨底宽 ２ ８ ． ９ ｍ （ 见图 ２ 、 图３ ） 。桥 面双 向 １ ． ５ ％横坡通过 主 梁腹板高度变化调整 。
５ 桥 梁施 工
５ ． １ 基本 流程
表 ２中纵 梁混凝土 组合正应 力汇 总表
在拉索和结构 自重作用下 中纵梁和边纵梁 的 最 大压 应力 为 １ ２ ． ６ ５ Ｍ Ｐ ａ ，边 纵梁 上缘 出现拉 应 力， 但在规范要求 内。 成桥及 １ ０ ａ 后 中纵梁和边 纵 梁 均 处 于 受 压 状 态 ，最 大 压 应 力 为 ｌ ０ ． １ ９ ＭＰ ａ ， 最 小压应力为 ０ ． ７ ０ Ｍ Ｐ ａ ， 均满足规范要求。 边纵梁短 期组合最小正应力为 一 ０ ． ９ ８ Ｍ Ｐ ａ （ 拉应力 ） ， 长期 组 合 最小正应 力为 １ ． Ｏ ０ Ｍ Ｐ ａ ， 标 准组合最 大正应 力 为 １ ４ ． ２ ５ Ｍ Ｐ ａ 。 中纵 梁 短 期 组 合 最 小 正 应 力 为 １ ． ３ ５ Ｍ Ｐ ａ （ 拉应力 ） ， 长期组合最小 正应力为 ０ ． ６ ９ Ｍ Ｐ ａ ， 标准组合最大正应力为 １ ４ ． ８ ５ Ｍ Ｐ ａ ， 均满足规 范要求 。 ４ ． ２ 横梁计算 箱粱 的横 向计算分 为三种模式 ： （ １ ）端横 梁 ： 带悬臂 的实 心横 梁 ，支点数与 支座位 置对应 ； （ ２ ） 斜拉 索锚 固处 内横梁 ：以索梁锚 固点为支撑 的悬 臂 工字梁 ； （ ３ ） 塔 下横梁 ： 以支座 为面支撑 的悬臂 工字梁 ， 主塔 荷 载 以 面荷 载 施 加 于横 梁 。 ４ ． ３索塔 局 部 空 间分 析 选 取 主 塔 下 层 的 三 根 分 丝 管 位 置 的节 段 （ Ｃ １～Ｃ ３ ） 进行分 析 ， 荷 载 选 取 最 不 利 荷 载 组 合 下 的内力进行加载 ， 包括上部主塔塔身传递 的内力 ， 斜拉 索 ｃ １ ～ｃ ３ 在 分丝管位 置混凝土 的等效 径 向 力和节段塔身 自重。 在正常使用最 不利组 合工 况 的索塔 内力 及斜 拉索索力作用下 ， 索塔节段整体的受力较为均匀 ， 应力水平基本合理 ；斜拉索孔道局部位 置应 力水 平与相邻混凝土相 比有一定提高 ，但仍在合 理范
矮塔斜拉桥主梁0#块支架与临时固结设计与应用
0引言随着高速铁路的快速发展，桥梁设计轻型化、装配化和工业化水平逐步提高，矮塔斜拉桥兼有梁桥和斜拉桥的特点，且具备经济性好及美观等优点，被广泛采用[1]。
斜拉桥主梁悬臂施工初始节段0#块的施工控制是全桥施工重要关键环节之一[2]。
较多学者对0#块支架和临时固结进行了大量的研究分析工作，马建勇等[3]对比分析了落地支架和牛腿支架两种方案在高墩混凝土斜拉桥0#块施工中的优缺点。
刘猛等[4]针对青弋江大桥0#块临时支架系统进行了强度、刚度及稳定性分析，得到了支架各部分应力变化情况。
周彦文等[5]设计了一种适用于双肢薄壁墩的0#块支架结构，通过多点千斤顶反压法对支架预压施工，结果表明托架的强度和刚度能够满足施工要求。
郑元勋等[6]采用有限元方法建立了托架结构一体化模型，基于一体化模型校核并改进常用简化方法，验算了托架结构的安全性。
孟庆斌等[7]以连续梁桥为例，建立了两种临时固结计算模型，并分析了计算结果的差异。
汪泉庆等[8]优化了塔梁临时固结施工方案，验证了三向固结体系能够抵抗架梁施工中的较大不平衡弯矩。
张锐[9]依托陆水河特大桥工程实例，选取了合适的工况对临时固结进行了检验分析。
由此看出，0#块支架和临时固结设置极为重要，但对支架和临时固结的组合施工研究较少，本文依托六律邕江特大桥矮塔斜拉桥，对0#块支架和临时固结支撑体系的设计与应用进行研究，可为相似工程提供参考。
1工程概况六律邕江特大桥主桥为（41.75+109+320+109+41.75）m 双塔双索面钢-混组合梁矮塔斜拉桥，主梁截面形式为变高度直腹板单箱双室箱梁截面，桥塔采用墩梁固结。
主桥立面布置如图1所示。
主桥0#块顺桥向长度22m ，中支点处高度14.5m ，桥———————————————————————作者简介:赵满（1992-），男，山东青州人，本科，中级工程师，研究方向为桥梁隧道施工。
矮塔斜拉桥主梁块支架与临时固结设计与应用Design and Application of 0#Block Bracket and Temporary Consolidation for Main Girder of Low TowerCable-stayed Bridge赵满ZHAO Man（中铁十四局集团有限公司，济南250000）（China Railway 14th Bureau Group Co .，Ltd .，Ji'nan 250000，China ）摘要:矮塔斜拉桥主梁施工常采用悬臂浇筑施工工艺，在0#块施工时需搭设支架并设置临时固结以抵抗主梁施工过程由不平衡弯矩产生的拉应力，为确保施工安全，两者必须进行结构设计和验算。
矮塔斜拉桥施工方案
矮塔斜拉桥施工方案
矮塔斜拉桥是一种新型的桥梁结构，具有结构简单、施工快速、经济实用等优点。
下面给出一种施工方案，具体步骤如下：
1、桥墩基础施工：首先进行桥墩基础的施工，采用混凝土浇
筑的方式，根据设计要求，将桥墩基础的梁板钢筋进行布置并浇筑混凝土。
2、桥塔施工：在桥墩施工完成后，进行桥塔的施工。
桥塔是
矮塔斜拉桥的支撑结构，主要承受桥梁荷载并传递到桥墩上。
桥塔施工采用模板搭设的方式，首先搭建好桥塔的模板，然后进行混凝土浇筑。
桥塔施工完成后，需要进行养护一段时间，以确保混凝土的强度。
3、斜拉索施工：在完成桥塔的养护后，进行斜拉索的施工。
斜拉索是矮塔斜拉桥的主要承担荷载的结构，通过斜拉索将桥梁的荷载传递到桥塔上。
斜拉索的施工分为两个步骤：首先，悬挂斜拉索，即将斜拉索连接到桥塔和桥梁上；然后，张拉斜拉索，即通过张拉设备将斜拉索拉紧，以达到设计要求的预应力。
4、桥面铺设：在斜拉索施工完成后，进行桥面的铺设。
桥面
铺设采用预制混凝土板进行，首先将预制混凝土板安装在桥面梁上，然后进行固定和连接。
之后，进行预制混凝土板的拼缝处理，并进行养护。
5、桥梁主体验收：在桥面铺设完成后，进行桥梁主体的验收。
验收内容包括桥梁结构的安全性、稳定性、功能完备性等方面。
根据验收结果可以对桥梁进行调整和完善。
以上即是矮塔斜拉桥施工的一个简要方案，通过以上步骤可以完成整个桥梁的施工。
当然，具体的施工方案还需根据实际情况进行调整和优化，以确保施工的质量和安全。
S32高速公路上海段跨大蒸港矮塔斜拉桥设计
方面对 ￥ ２ ３ 高速公路上海段跨大蒸港矮塔斜拉桥的 主梁 、 主塔 、 拉索 、 桥墩 、 基础 及支 座等 各部分 的设 计 进 行 了论述 ， 所采 取 的措施 和其技 术特 点 ， 为其 它类 似工程 的建设提供 了借鉴价值。
参 考 文献
［］齐 新， １ 陆宏伟， 无锡市清 宁大桥 矮塔 斜拉桥设计ｆ１ 等． Ｊ． 城市道 桥与
障 。该桥设计要求先对钢箱梁表面净化处理 ， 涂上
无 机 硅 酸 锌 车 间底 漆 ， 后 进 行 二 次 表 面 处 理 ， 然 漆
果是满足规范要求 的 ，但局部应 力在设计 中需要
重 视 ， 支 座 附 近 ， 中力 附 近 ， 要 进 一 步 做 局 如 集 需 部 应 力分 析来 确定 。 （ ） 箱 人 行 桥 控 制 设 计 主 要 因素 为 自振 频 ２钢
焊缝 要 求 如 下 ：与 顶 、底 板 连 接 的腹 板 均 应 开 坡
［］ １ 余凤 翔． 城市人 行天桥设计 上几个 问题 的探讨 ［ ＿ 市道桥 与 防 Ｊ城 Ｊ
洪，０ ４， ） ２０ （ ． ２ ［］ 波． ２饶 大跨度 钢箱梁人行 天桥设计 …． 中国市政工程 ，０ ９ （） ２ ０ ，２． ［］李 玉华 ． 州 市胜 利 路人 行 天 桥设 计 …． 国市 政 工程 ，０ ６， ３ 漳 中 ２０
ｆ ． ４１
Байду номын сангаас
口 ， 用 埋 弧 自动 焊 ， 全 熔 透 焊 缝 ； 采 做 与顶 、 板 连 底 接 的 所 有纵 横 向加 劲 肋 均 应 开 坡 口与顶 、底 板 全 熔 透 ；墩 顶支 承 处 横 隔及 其 加 劲 肋 与底 板 连 接 采 用 全 熔 透 焊 ， 腹 板 连 接 采 用 双 面 角 焊缝 ， 与 与顶 板
包银高铁黄河特大桥(102+3×178+102)m矮塔斜拉桥设计及创新
收稿日期:20200513;修回日期:20200608基金项目:中国铁路设计集团有限公司科技研究开发计划课题(7218126)作者简介:冯文章(1988 ),男,工程师,2015年毕业于北京交通大学桥梁与隧道工程专业,工学硕士,主要从事桥梁设计研究工作,E-mail:feng-wenzhang@㊂第65卷㊀第5期2021年5月铁道标准设计RAILWAY㊀STANDARD㊀DESIGNVol.65㊀No.5May.2021文章编号:10042954(2021)05009205包银高铁黄河特大桥(102+3ˑ178+102)m矮塔斜拉桥设计及创新冯文章(中国铁路设计集团有限公司,天津㊀300308)摘㊀要:包银高铁黄河特大桥在内蒙古磴口县境内跨越黄河主河道,主桥结构形式为(102+3ˑ178+102)m 矮塔斜拉桥,塔墩分离㊁塔梁固结体系㊂主梁采用单箱双室变截面预应力混凝土箱梁;桥塔采用双柱式矩形截面;每个索塔设8对斜拉索,斜拉索索体采用环氧涂层高强钢绞线,横向双索面布置;桥墩采用钢筋混凝土实心矩形截面,桩基础㊂通过有限元软件对结构的静力特性㊁抗震性能㊁车-桥耦合进行了分析㊂主要结论及创新点如下:(1)桥梁的强度刚度指标满足规范要求,抗震方案合理,乘车舒适性满足要求;(2)主梁和桥墩之间设置减隔震支座和粘滞阻尼器协同抗震,桥墩在多遇㊁罕遇地震下均满足安全需要;(3)大位移伸缩装置与轨道伸缩调节器合并设置,解决了温度跨度大和纵向大位移问题;(4)主墩研发了承载力1.3ˑ105kN 的大吨位减隔震支座,相关成果可为类似工程提供参考借鉴㊂关键词:铁路桥;矮塔斜拉桥;有砟轨道;桥梁设计;桥梁抗震;减隔震支座;阻尼器;高速铁路中图分类号:U448.13;U448.27㊀㊀文献标识码:A㊀㊀DOI:10.13238/j.issn.1004-2954.202005130007Design and Innovation of (102+3ˑ178+102)m Extradosed Cable-stayedExtra Large Bridge of Yellow River Bridge onBaotou -Yinchuan High-speed RailwayFENG Wenzhang(China Railway Design Corporation,Tianjin 300308,China)Abstract :The main bridge of Baotou-Yinchuan Railway Bridge is designed as (102+3ˑ178+102)mextradosed cable-stayed extra large bridge across the Yellow River in Dengkou,Inner Mongolia with towerpier separation and tower beam consolidation system.The prestressed concrete box beam adopts singlebox double cell variable cross section.The bridge tower is designed as double column reinforced concretepylon.Epoxy coated high strength steel strand is used to connect the main girder and the pylon,and each pylon has 8pairs of stay cables.Horizontal double cable plane layout is employed.The pier is designed as reinforced concrete solid rectangular section with pile foundation.The static characteristics,seismicresponse and vehicle-bridge coupled vibration of the main bridge are analyzed with FEA software.Themain conclusions and innovations are as follows:(1)The strength and stiffness indexes of the bridgemeet the requirements of the code,the anti-seismic plan is reasonable and the ride comfort satisfies therequirements;(2)Seismic isolation support and viscous damper are installed between the main beam and the pier for coordinated earthquake resistance,and the pier meets the safety needs under frequent and rare earthquakes;(3)The large displacement telescopic device is combined with the rail telescopicregulator to solve the problem of large temperature span and large longitudinal displacement;(4)Themain pier adopts 1.3ˑ105kN large-tonnageseismicisolationbearing,andrelevantachievements can provide references for similarprojects.Key words:railway bridge;extradosed cable-stayed bridge;ballast track;bridge design;bridge seismic;vibration isolation support;damper;high-speed railway引言20世纪80年代,法国工程师Jacgues Mathivat最早提出了矮塔斜拉桥的概念㊂这种桥型在法国诞生之后,没有得到广泛应用,却在日本得到重视㊂日本于20世纪90年代建成了世界上第一座矮塔斜拉桥 小田原港桥[1],随后相继建成了屋代南和屋代北两座铁路桥[2-3]㊁冲原桥㊁蟹泽桥[4]㊁三内丸山桥[5]㊁木泽川桥[6]等㊂我国于2000年建成第一座公铁两用矮塔斜拉桥 芜湖长江大桥[7]㊂随后,矮塔斜拉桥在我国发展迅猛,相继建成漳州战备桥㊁同安银湖大桥等多座矮塔斜拉桥[8-11]㊂2011年,我国建成第一座铁路预应力混凝土矮塔斜拉桥 京沪高铁津沪联络线特大桥[12-13]㊂由于矮塔斜拉桥刚度大,经济性优,施工便捷,在铁路领域得到广泛应用[14-16]㊂商合杭铁路(94.2+220+94.2)m矮塔斜拉桥㊁福平铁路(144+ 288+144)m乌龙江特大桥[17]是其中典型代表㊂铁路矮塔斜拉桥跨度逐渐增大,但联长较短,对长联大跨矮塔斜拉桥缺少足够的研究㊂本文结合包银高铁磴口黄河特大桥(102+3ˑ178+102)m矮塔斜拉桥,对高速铁路长联大跨矮塔斜拉桥的受力性能进行分析,为同类桥型在高速铁路上的运用提供借鉴㊂1㊀工程概况包头至银川铁路工程在磴口县南粮台村附近跨越黄河㊂桥位处左岸有库区围堤,为灌区和农田;右岸为鄂尔多斯低山台地㊂桥位处河道顺直,河宽2.7km,现状主槽宽约600m,主流靠右岸,河道比降为0.14ɢ,该段河势平缓开阔,为典型的库区冲积平原型河道㊂桥址区范围地址以细砂,粉砂,细圆砾土为主㊂磴口黄河特大桥采用ZK活载,双线线间距4.6m,有砟轨道,设计时度250km/h,主桥位于直线,3.5ɢ纵坡上㊂桥址区地震基本烈度8度,地震动峰值加速度0.2g,场地类别Ⅲ类,特征周期分区为二区,地震动反应谱特征周期为0.55s㊂2㊀主桥孔跨布置和桥式方案桥位处黄河规划通航等级为Ⅴ级航道,需满足通航要求㊂桥位处左滩扩宽,主槽进一步缩窄,河势无较大变化,主流靠近右岸㊂桥位位于三盛公库区闸前段,桥位处河道顺直,主槽窄深㊂从历年河势变化分析,右岸稳定,左岸边滩往河心发展,主槽略有萎缩㊂斜拉索加劲方式可有效提高主梁结构刚度,同时考虑通航要求㊁结构受力㊁方便施工㊁经济环保等各方面因素[18],决定采用(102+3ˑ178+102)m矮塔斜拉桥方案㊂主桥结构体系采用塔梁固结,塔墩分离形式㊂主桥全长738m,孔跨布置如图1所示㊂图1㊀包银磴口黄河特大桥主桥桥跨布置(单位:cm)㊀3㊀主桥构造3.1㊀主梁主梁断面如图2所示㊂主梁采用单箱双室㊁直腹板㊁变截面形式,梁高5.5~9.5m,边支点等高段长27.5m,中支点等高段长9m,跨中等高段长29m,变高段长700m,按二次抛物线变化㊂箱梁顶宽13.3m,底宽10.8m,中支点附近箱梁顶宽局部加宽至17.2m,底宽加宽至14.0m㊂顶板厚度除梁端为110cm㊁中支点附近为100cm外,其余均为42cm㊂底板厚度50~163.8cm,底板底部按二次抛物线变化,中支点局部加厚至2m㊂边㊁中腹板厚度均按照50cm~ 70cm~90cm折线变化,中支点腹板局部加厚到110cm㊂全联在端支点㊁中支点㊁跨中处共设置9道横隔板,边支点隔板厚2.45m,中支点隔板厚4.0m,跨中隔板厚0.4m,所有横隔板均设过人孔㊂斜拉索锚固点位置设0.8m宽的半横梁,以提高主梁截面的横向刚度和整体性㊂3.2㊀索塔增加桥塔高度可有效提升主梁刚度[19],本桥梁顶面以上索塔高30m㊂为提高景观效果,塔柱外轮廓作圆形倒角处理㊂塔柱横向宽度均为2.0m,顺桥向宽39第5期冯文章 包银高铁黄河特大桥(102+3ˑ178+102)m矮塔斜拉桥设计及创新3.5m㊂塔柱下端无索区高19.1m㊂桥塔结构如图3所示㊂图2㊀主梁横断面(单位:cm)图3㊀索塔结构(单位:cm)3.3㊀索鞍为便于斜拉索通过,塔柱上部设置索鞍㊂索鞍由多根分丝钢管焊接而成,每根斜拉索穿过一个分丝管㊂索鞍两侧斜拉索通过单侧双向抗滑锚固装置实现抗滑的目的,抗滑移装置和钢铰线无相对滑移和断丝现象㊂3.4㊀斜拉索斜拉索横向为双索面布置,立面为半扇形布置㊂每个索塔设8对斜拉索,塔上索距1.1m,梁上索距约8m㊂斜拉索通过索鞍构造在索塔内通过,两侧对称锚固于梁体㊂索体采用环氧涂层高强钢绞线,抗拉强度标准值为1860MPa㊂3.5㊀桥墩桥主墩采用钢筋混凝土结构,实心矩形变截面,外轮廓做圆形倒角和凹槽处理,2号主墩为固定墩㊂边墩采用普通双线圆端形实体桥墩㊂3.6㊀基础主墩基础采用桩径2.0m的钻孔灌注桩㊂边墩基础采用桩径1.5m的钻孔灌注桩㊂3.7㊀附属设施由于桥体联长较长,温度跨度大,需设置温度调节器㊂桥体位于高烈度震区,需采用减隔震支座,考虑到采用减隔震支座会造成梁端位移增大,按照抗震设计控制梁缝并设置梁端大位移伸缩装置㊂桥体大位移伸缩装置与轨道伸缩调节器合并设置㊂4㊀结构计算4.1㊀结构静力计算采用MIDAS CIVIL(2019)建立空间有限元模型,主梁㊁主塔㊁桥墩采用梁单元模拟,斜拉索采用桁架单元模拟,模型如图4所示㊂图4㊀有限元模型梁塔连接采用主从约束模拟,梁墩的支座连接采用弹性连接模拟㊂桥墩与地基的连接采用节点弹性支撑模拟㊂计算荷载包括恒载㊁活载㊁附加荷载㊁特殊荷载,对结构施工过程和成桥状态进行检算㊂对静活载挠度及梁端转角(考虑温度影响)进行计算分析,其中中跨挠跨比为1/1171,次中跨挠跨比为1/1309,边跨挠跨比为1/2914㊂梁端转角下挠度1.11ɢrad,反弯-1.32ɢrad㊂结果表明,在列车静活载和温度作用共同作用下,主梁竖向变形能够满足刚度要求㊂主梁应力值见表1,可以看出,各种荷载组合作用下,主梁各截面的应力㊁强度安全系数㊁抗裂安全系数满足TB10092 2017‘铁路桥涵混凝土结构设计规范“要求㊂斜拉索采用抗拉强度标准值为1860MPa的环氧涂层高强钢绞线㊂主力组合作用下斜拉索最大拉力4818kN,主力+附加力组合作用下斜拉索最大拉力5059kN;最小强度安全系数2.8;拉索疲劳应力幅90MPa㊂表1㊀主梁截面验算结果项目上缘正应力/MPa下缘正应力/MPamax min max min剪应力/MPa主应力/MPamax min强度安全系数抗裂安全系数上缘下缘主力15.6 2.317.6 1.2 4.0119.65-2.77 2.33 1.39 1.36主力+附加力19.20.817.80.6 4.0919.92-2.85 2.17 1.26 1.30 4.2㊀地震响应分析本桥联长较长,主墩较矮,桥址处地震基本烈度为49铁道标准设计第65卷8度,地震动峰值加速度为0.2g,属于技术复杂㊁修复困难的高速铁路特殊桥梁结构㊂抗震设防目标见表2㊂表2㊀主桥抗震设防目标地震类别主梁/主塔桥墩拉索支座基础运营阶段正常工作正常工作正常工作正常工作正常工作多遇地震弹性工作不发生损坏弹性工作不发生损坏弹性工作不发生损坏正常工作不发生损坏弹性工作设计地震弹性工作附属结构可发生轻微损坏,快速维修后可恢复工作弹性工作不发生损坏弹性工作不发生损坏支座纵横向限位装置剪断,球面摩擦副在水平向自由移动弹性工作罕遇地震基本处于弹性工作状态,可发生轻微损坏局部破坏,经维修后可恢复工作处于弹塑性工作状态,受力较大截面钢筋接近或达到屈服强度,混凝土局部开裂,经维修后可恢复工作弹性工作不发生损坏球面摩擦副在水平向自由移动,阻尼器㊁防落梁装置发挥作用钢筋接近或达到屈服强度㊀㊀通过抗震方案设计比选,确定采用阻尼器+减隔震支座的方案,阻尼器与减隔震布置如图5所示,阻尼器参数如表3所示㊂图5㊀阻尼器布置示意㊀表3㊀阻尼器参数额定阻尼力/kN 额定行程/mm 阻尼系数/kN(m /s)速度指数数量/个5000ʃ3005000α=0.3214000ʃ42014000α=0.31610000ʃ30010000α=0.38本桥设计采用1倍多遇地震(考虑桥梁重要性系数1.5)时普通支座的水平反力作为减隔震支座的水平极限承载力,即当桥梁承受地震超过多遇地震水准时,支座的限位装置解除约束,减隔震支座发挥相应作用㊂桥体采用减隔震支座最大承载力1.3ˑ105kN㊂考虑到罕遇地震工况下桥塔㊁梁㊁减隔震系统协同运动,按多遇地震工况(考虑1.5倍放大系数)下计算桥塔截面配筋㊂采用以上设计参数,对结构进行多遇地震㊁设计地震及罕遇地震工况下的抗震计算分析,分析结果如表4~表8所示㊂表4㊀多遇地震墩底内力项目联间墩1主墩1制动墩2主墩3主墩4联间墩2联间墩1主墩1制动墩2主墩3主墩4联间墩2荷载多遇地震纵向多遇地震横向纵横向剪力/kN 纵横向弯矩/(kN㊃m)2.64ˑ103 2.55ˑ1045.14ˑ1036.22ˑ1043.04ˑ1045.56ˑ1055.17ˑ1036.28ˑ1045.16ˑ103 6.41ˑ1042.99ˑ103 4.87ˑ1044.10ˑ103 6.91ˑ1041.31ˑ1043.62ˑ1051.59ˑ1044.59ˑ1051.55ˑ1044.58ˑ1051.34ˑ104 3.99ˑ1055.92ˑ1031.24ˑ105表5㊀设计地震墩底内力(减隔震支座+阻尼器)项目联间墩1主墩1制动墩2主墩3主墩4联间墩2联间墩1主墩1制动墩2主墩3主墩4联间墩2荷载设计地震纵向设计地震横向纵横向剪力/kN 纵横向弯矩/(kN㊃m)7.52ˑ103 1.19ˑ1053.05ˑ104 5.47ˑ1053.03ˑ104 5.57ˑ1052.98ˑ104 5.24ˑ1053.56ˑ104 5.98ˑ1058.11ˑ103 1.56ˑ1051.22ˑ104 2.62ˑ1052.68ˑ1047.80ˑ1053.24ˑ1049.13ˑ1052.72ˑ1047.67ˑ1052.52ˑ1047.44ˑ1051.05ˑ1042.51ˑ105表6㊀罕遇地震墩底内力(支座硬抗)项目联间墩1主墩1制动墩2主墩3主墩4联间墩2联间墩1主墩1制动墩2主墩3主墩4联间墩2荷载罕遇地震纵向罕遇地震横向纵横向剪力/kN 纵横向弯矩/(kN㊃m)1.34ˑ1041.63ˑ1052.95ˑ1043.48ˑ1051.49ˑ105 2.72ˑ1062.86ˑ104 3.26ˑ1052.59ˑ104 3.12ˑ1051.64ˑ104 2.60ˑ1052.51ˑ1044.97ˑ1056.54ˑ104 2.08ˑ1069.86ˑ104 2.57ˑ1068.89ˑ104 2.37ˑ1067.25ˑ104 2.09ˑ1063.45ˑ1047.28ˑ105表7㊀罕遇地震墩底内力(减隔震支座+阻尼器)项目联间墩1主墩1制动墩2主墩3主墩4联间墩2联间墩1主墩1制动墩2主墩3主墩4联间墩2荷载罕遇地震纵向罕遇地震横向纵横向剪力/kN 纵横向弯矩/(kN㊃m)1.13ˑ104 1.78ˑ1055.06ˑ1049.25ˑ1055.24ˑ1049.90ˑ1054.85ˑ1048.72ˑ1055.33ˑ1049.86ˑ1051.56ˑ1042.82ˑ1052.23ˑ104 5.53ˑ1054.07ˑ104 1.17ˑ1064.75ˑ104 1.33ˑ1064.16ˑ104 1.15ˑ1063.73ˑ104 1.16ˑ1062.42ˑ1045.59ˑ10559第5期冯文章 包银高铁黄河特大桥(102+3ˑ178+102)m 矮塔斜拉桥设计及创新表8㊀墩底抗震最大承载弯矩kN㊃m类别主墩纵向主墩横向弹性弯矩(多遇地震㊁设计地震)7.60ˑ105 1.62ˑ106屈服弯矩(罕遇地震)9.96ˑ105 1.98ˑ106由计算结果可知,多遇和设计地震工况下桥墩墩底弯矩均在墩底弹性弯矩以内,罕遇地震工况下桥墩墩底弯矩均在墩底屈服弯矩以内,说明桥墩在多遇㊁罕遇地震下均满足安全需要㊂4.3车-桥耦合分析为对列车过桥时的舒适性㊁安全性进行研究,本桥进行了车-桥耦合动力分析[20]㊂主桥前10阶自振特性如表9所示㊂表9㊀主桥前10阶自振特性阶数自振频率/Hz振型主要特点10.255塔梁纵飘20.470塔梁竖弯30.611塔梁横弯40.621塔梁横弯50.649塔梁横弯60.701塔梁竖弯70.832塔梁横弯80.868塔梁横弯90.990塔梁竖弯10 1.045塔梁横弯根据车-桥耦合动力分析的结果,当CRH3高速列车以200~300km/h的速度通过桥梁时,桥梁的动力响应均在容许范围之内,列车横向㊁竖向振动加速度满足均限值要求;当CRH3高速列车以200~250km/h (设计速度段)的速度通过桥梁时,列车乘坐舒适性指标可达到规定的 优秀 标准以上,以275~300km/h (检算速度段)的速度通过桥梁时,列车的乘坐舒适性也能够达到规定的 良好 标准以上㊂5㊀结论包银高铁磴口黄河特大桥为目前我国联长最长的高速铁路矮塔斜拉桥,结构采用塔梁固结\墩梁分离体系㊂对结构的静力㊁地震响应和车-桥耦合进行分析,结果表明,各项指标满足设计要求㊂主要创新点如下㊂(1)地震基本烈度为8度,地震动峰值加速度为0.2g,联长738m,为给桥墩和基础设计提供优化空间,在主梁和桥墩之间设置减隔震支座和粘滞阻尼器协同抗震㊂计算结果表明,协同抗震体系下,桥墩在多遇㊁罕遇地震下均满足安全需要㊂(2)大位移伸缩装置与轨道伸缩调节器合并设置,解决了桥体温度跨度大和减隔震支座引起的纵向大位移问题㊂(3)本桥主墩采用承载力130000kN的大吨位减隔震支座,支座进行了专门研发㊂包银磴口黄河特大桥计划于2020年开工建设, 2023年建成通车㊂参考文献:[1]㊀黎祖华.小田原港桥的施工[J].国外桥梁,1995(2):81-86.[2]㊀彭月燊.双线铁路PC斜拉桥屋代南㊁北桥的技术特点[J].国外桥梁,1996(1):1-6.[3]㊀严国敏.试谈 部分斜拉桥 日本屋代南桥㊁屋代北桥㊁小田原港桥[J].国外桥梁,1996(1):47-50.[4]㊀刘岚,严国敏.3跨连续部分斜拉PC箱梁桥 蟹泽大桥[J].国外桥梁,1996(2):18-20.[5]㊀Shinichi Tamai,Kenji Shimizu.The long spanned bridge for deflec-tion-restricted high speed rail-SANNAI-MARUYAMA Bridge[C].World Congress on Railway 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Q/TQ01—J3905—002—2005
山西侯禹高速公路XX合同段
矮塔斜拉桥主墩
0#块施工方案
XX局集团
山西侯禹高速公路XX合同段项目经理部
2004年 10月20日
1、编制依据
（1）、《国道主干线二连浩特至河口公路山西侯马至禹门口段黄河大桥两阶段施工图设计》（中交第二公路勘察设计研究院）
（2）、《公路桥涵主施工技术规范》（TJT041-2000）
（3）、《公路工程质量检验评定标准》（TJT071-98）
2、工程概况
矮塔斜拉桥采用塔梁固结、中间主塔墩梁固结、另两个主塔墩梁分离的体系，主梁为单箱三室大悬臂变截面PC连续箱梁。
0#块为三个主塔墩墩顶部分梁段，63#墩0#块与墩顶固结；62#和64#墩墩顶设有支座，0#块和墩身通过支座连接。
三个主塔0#块长度均为10米，中间3米为实体直线段，两侧为3.5米长的单箱三室变截面箱梁，中间支点处梁高4.2米，梁高向两侧按二次抛物线变化，变至3.686米。
0#块顶面梁宽28米，悬臂板长5米，底板厚0.8厘米，边腹板厚为1.0米；中腹板厚1.05米，顶板厚0.6米。
0#块为C50混凝土，共360.7m3.
0#块段为主墩墩顶梁段，拟在墩身顶部预埋型钢牛腿，在牛腿上安装分配梁形成施工平台，为了克服0＃段浇注时对薄壁墩产生附加弯矩，两薄壁墩之间分配梁应与已浇注墩身顶紧，另为避免薄壁墩受力后向外侧弯曲，应将两薄壁墩顶部用预应力筋拉紧，使两薄壁墩在0＃段浇注前后处于牢固连接状态，避免0＃段浇注后墩身出现附加应力。
0＃段浇注时应注意对称进行，0#块高度较大，在混凝土灌注时，将在内腹板、顶板上开适当的施工孔，以方便下混凝土及震捣，确保混凝土的密实。
0＃段浇注施工方案详见附图。
1、0#块段施工顺序：
底模及外侧模安装→底板钢筋绑扎→腹板及隔墙钢筋绑扎→腹板预应力波纹管及竖向预应力蹬筋定位安装→内侧模安装→内顶模安装→绑扎顶板及
冀缘钢筋、预埋件安装→顶板纵向、横向波纹管安装定位→检查签证→混凝土灌注→混凝土养生→外模、内模拆除→预应力筋张拉及压浆→底模拆除→0#段施工完毕。
2、技术保证措施：
（1）模板应作到强度、刚度、平整度、密封性符合要求，以保证梁体的结构尺寸以及混凝土外观质量。
（2）0#块高度为13.80m，在混凝土灌注时，需在腹板内模上开适量的洞口，以满足混凝土灌注及振捣的需要，待混凝土灌至洞口处，即将其封闭。
（3）因箱梁钢筋密集，预应力孔道较多，混凝土振捣时，需认真进行，避免波纹管跑位或破损，预应力锚下垫板处混凝土应特别注意加强振捣。
（4）因墩顶箱梁0#块结构复杂，混凝土浇筑时必须按步骤进行，先浇注底、腹板及横隔墙混凝土，最后浇注顶板混凝土，混凝土均采用泵送。
（5）预应力施工包括管道的安装定位、预应力张拉、压浆等，每个工序都很重要，直接关系到工程的安危，不能马虎。
（6）、对0＃块尺寸应严格控制，模板刚度应足够大，以免造成0＃块超灌，从而增大了0＃段刚度，使其与墩身刚度不相协调。
3、支架和模板
（1）墩顶块箱梁节段采用整体搭支架现浇，张拉预应力钢束的施工方法，施工须严格按照施工设计图进行，不得随意变更。
（2）支架和模板的设计，应综合考虑模板、支架自重、钢筋混凝土重和施工机具、人员行走以及振捣时产生的荷载。
（3）为保证施工质量，箱梁外模板采用大平面钢模板，内模板采用木模板或组合钢模。
施工中可在内模上预留振捣孔，待使用完后按原设计恢复。
（4）箱梁支架应在浇筑混凝土前进行预压，根据设计设置预拱度。
（5）办理模板与支架的验收手续。
4、钢筋骨架的安装
（1）清洁钢筋表面，调直成盘的钢筋和弯曲的钢筋。
按设计图纸弯折成型。
（2）按规范要求进行焊接，并错开布置接头。
钢筋的验收及机械性能试验、焊接方法同承台。
（3）钢筋在现场绑扎成型。
为了保证混凝土保护层的规定厚度，在钢筋与模板间设置水泥砂浆垫块，用埋设其中的铁丝与钢筋扎紧，并互相错开，分散布置。
（4）安装顶板、翼板钢筋时，同时安装防撞栏的竖筋，并准确、牢固定位。
5、预应力管道安装
预应力钢束的成孔采用塑料波纹管，选用符合设计要求的波纹管，接缝数量尽可能保持最少，其接头采用套接法，套管长约30cm，接头处使用塑料胶布缠绕紧密，并仔细检查波纹管有无破损情况，有小孔洞的修补好后，再投入使用，以防止漏入水泥浆。
按有关规范及施工需要在波纹管上设置灌浆排气孔。
6、浇筑混凝土
（1）本工程采用现场拌制混凝土，通过泵送到墩位处。
连续箱梁的混凝土强度为C60，用混凝土输送泵泵送入模的方法浇筑，混凝土的配合比由实验确定并按规定进行预备试验，其结果送监理工程师审批并取得监理工程师的书面许可后才投入生产。
混凝土的质量控制详见“主桥箱梁C60混凝土施工质量控制技术措施”，在此不再详述。
（2）施工时确保预埋件位置、尺寸、数量等的准确。
（3）混凝土浇筑时应先浇筑底板，振捣密实后，再行浇筑腹板及横隔墙，最后进行顶板混凝土浇筑。
（4）腹板浇筑可分段分层进行（在高度方向分三次浇注），亦可由一端向另一端逐步推进，并及时振捣。
由于腹板较高，为确保混凝土振捣质量，在内板开窗振捣，待浇到时再封闭窗口。
7、混凝土的养护及拆模
（1）混凝土终凝后立即进行淋水养护。
养护时间不少于7天，每天洒水次数视环境湿度与温度控制，洒水以能保证混凝土表面经常处于湿润状态为准。
（2）混凝土强度达到20Mpa时即可拆除箱体内模及外侧模板。
拆模时用撬棍或钩子轻轻撬动模板，使模板与混凝土脱离，取出模板，集中堆放。