矮塔斜拉桥设计及发展论文
某大跨径矮塔斜拉桥设计研究
d o i :10.3963/j.i s s n .1674-6066.2024.02.020某大跨径矮塔斜拉桥设计研究杨吉红1,熊 娟2(1.湖北交投武天高速公路有限公司,天门431701;2.湖北省交通规划设计院股份有限公司,武汉430051)摘 要: 以某高速公路为研究背景,基于工程特点和地质条件,依托规范,进行整体建模计算分析,设计了某大跨径矮塔斜拉桥㊂上部结构采用预应力混凝土部分斜拉桥,跨径布置为118m+220m+118m ,单箱双室大悬臂斜腹板展翅宽幅箱形主梁,人字形主塔,单索面扇形㊁横向双排布置斜拉索,塔梁墩固结体系;下部结构采用双肢薄壁墩㊁群桩基础㊂该设计结果可以满足桥梁结构稳定性保障㊁经济效益控制以及桥梁环保设计等方面的需求㊂关键词: 斜拉桥; 桥梁设计; 双肢薄壁墩; 结构验算R e s e a r c ho n t h eD e s i g no f aL a r g e -s p a nE x t r a d o s e dC a b l e -s t a y e dB r i d ge Y A N GJ i -h o n g 1,X I O N GJ u a n 2(1.H u b e i C o mm u n i c a t i o n s I n v e s t m e n tW u t i a nE x p r e s s w a y C o ,L t d ,T i a n m e n431701,C h i n a ;2.H u b e i C o mm u n i c a t i o n sP l a n n i n g a n dD e s i gn I n s t i t u t eC o ,L t d ,W u h a n430051,C h i n a )A b s t r a c t : W i t ha ne x p r e s s w a y a s t h er e s e a r c hb a c k g r o u n d ,b a s e do ne n g i n e e r i n g c h a r a c t e r i s t i c s ,g e o l o g i c a l c o n d i -t i o n s a n dd e s i g nc o d e ,t h e f i n i t ee l e m e n tn u m e r i c a l a n a l y s i sw a sc a r r i e do u t t od e s i g na l a r g e -s p a ne x t r a d o s e dc a b l e -s t a y e db r i d g e .T h es u p e r s t r u c t u r ea d o p t s p r e s t r e s s e dc o n c r e t e p a r t i a lc a b l e -s t a y e db r i d g e w i t hs p a na r r a n g e m e n to f 118m+220m+118m ,s i n g l eb o x a n dd o u b l e c h a m b e r l a r g e c a n t i l e v e r d i a g o n a lw e bw i d e b o x g i r d e r a n dH e r r i n gb o n e -s h a p e dm a i n t o w e r .T h ec a b l e -s t a y e dc a b l e sa r ea r r a n g ed i ns i n g le p l a n ef a n -s h a p e da n dd o u b l eh o r i z o n t a l r o w s .T h e t o w e rg i r d e r p i e r i s c o n s o l i d a t e d s y s t e m.Th e l o w e r s t r u c t u r e a d o p t s d o u b l e -li m b t h i n -w a l l p i e r a n d p i l e g r o u p f o u n d a -t i o n .T h e r e s u l t s c a nm e e t t h e n e e d s o f b r i d g e s t r u c t u r a l s t a b i l i t y ,e c o n o m i c b e n e f i t c o n t r o l a n d e n v i r o n m e n t a l p r o t e c t i o n d e s i gn .K e y w o r d s : c a b l e -s t a y e db r i d g e ; b r i d g e d e s i g n ; d o u b l e -l i m b t h i n -w a l l p i e r ; s t r u c t u r a l c h e c k i n g 收稿日期:2023-10-11.作者简介:杨吉红(1975-),高级工程师.E -m a i l :332859467@q q .c o m 通讯作者:熊 娟(1983-),高级工程师.E -m a i l :39089530@q q.c o m 为推进当地区域一体化及城市高质量发展,完善国家高速公路网,构建省级综合立体交通网骨架,需在某高速公路段修建一座桥梁连接水库两岸㊂项目建设有助于加强国内东部区域主要经济区的联系,促进城市群㊁各都市圈等区域协调发展,对改善沿线区域交通出行条件㊁推动乡村振兴和新型城镇化建设具有重要意义㊂因此,修建该桥是某高速公路施工建设的重要工程节点,也是本次施工建设的难点㊂该项目从安全性㊁经济性㊁环保性及桥梁周围地貌㊁土壤地质特点㊁抗震设计要求及水库水文特征等出发,综合考虑线路㊁路基㊁路面㊁桥梁㊁立交㊁不良地质㊁环保景观等多方面的影响,对某大跨径矮塔斜拉桥的设计进行了研究,并根据已有设计资料㊁现场施工条件等,对桥梁的整体构造及尺寸进行了拟定,对相应的设计细节提出了解决方案㊂1 工程技术条件1.1 工程地形㊁地貌简介桥梁区地貌单元属于中低山区,微地貌为侵蚀低起伏山㊂某大跨径矮塔斜拉桥跨越道路及水库,沟谷呈U型㊂两侧桥台位于山体斜坡部位,植被茂密,以竹林为主㊂沟谷范围内分布有水沟㊁道路及房屋,桥址区58建材世界 2024年 第45卷 第2期有水泥路可到,交通便利㊂1.2 工程地质特点该工程上覆土层①层为第四系全新统填土层(Q 4m l),平均厚度为0.33m ,下伏基岩为元古代-晚太古代姜河片麻岩(J G )闪长片麻岩层,闪长片麻岩层自上而下分布为全风化闪长片麻岩层(4.27m )㊁强风化闪长片麻岩层(3.50m )㊁中风化闪长片麻岩层(20.38m 未揭穿)㊂详细地层分布特征如表1所示㊂表1 地层分布特征一览表层号岩土名称颜色状态包含物/R Q D /%岩石坚硬/节理发育程度层顶标高/m层底标高/m平均层厚/m ①种植土灰褐色松散含植物根系-136.11~205.50135.61~205.200.33②全风化闪长片麻岩灰黄色砂土状--135.61~205.20125.71~204.204.27③强风化闪长片麻岩灰色极破碎--125.71~204.20124.91~203.403.50④中风化闪长片麻岩灰色较完整80~90坚硬岩/节理发育124.91~203.4097.99~180.5020.38未揭穿桥位区未发现断裂构造发育,区域构造稳定性较好㊂根据此次工程地质调绘,两侧桥台处主要发育4组节理裂隙,如表2所示㊂表2 节理裂隙统计表里程桩号节理编号节理产状节理间距/c m 节理描述K 116+260右6.0m J 1140ʎø85ʎ20~30延伸1.5m ,微张,被水浸染J 2240ʎø78ʎ10~20延伸2.5m ,微张,被水浸染K 117+275左20.0mJ 1335ʎø36ʎ10~20延伸2.5m ,微张,被水浸染J 292ʎø60ʎ5~10延伸1.5m ,微张,被水浸染 拟建场区未见活动断裂及影响场地稳定性的岩溶㊁滑坡㊁崩塌㊁泥石流㊁采空区㊁地面沉降及地震液化等不良地质作用,且水库岸坡稳定,无塌岸现象㊂某大跨径矮塔斜拉桥选址地质条件稳定,适宜进行桥梁建设㊂1.3 抗震设防要求根据‘工程场地地震安全性评价报告“,该工程场地基本地震动峰值加速度值为0.15g ,基本地震动加速度反应谱特征周期值为0.35s ,对应地震烈度为Ⅶ度㊂桥梁两侧桥台位于山体上,表层分布有0.30~0.50m 的种植土,种植土属于软弱土;沟谷处分布种植土及填土,厚度较薄,综合判定场地类别为Ⅱ类㊂拟建桥位处分布有覆盖层,厚度不大,总体为基岩场地,桥位处为侵蚀低起伏山地貌,跨越沟谷,判断工程场地为抗震一般地段㊂1.4 水文特点该工程线路桥位范围内分布有水库,该水库是多年调节水库,总库容26.32亿m3,水库防洪高水位132.60m 时,对应蓄水17.25亿m 3㊂死水位为100.00m ,对应蓄水2.34亿m 3㊂水库水位达汛限水位125.00m 高程时,蓄水12.27亿m 3,水库水面面积达59.21k m 2㊂水库正常蓄水位为128.00m ,蓄水14.13亿m 3㊂桥梁跨越处宽约150.0m ,沟底水深约10.0m ,地表水主要接受大气降水补给,水量受季节影响明显㊂桥址区场地地下水主要为基岩裂隙水㊂基岩裂隙水主要赋存于全风化㊁强风化及中风化闪长片麻岩中,受大气降水的下渗补给,地下水埋深2.50~8.70m ,水位高程为131.19~196.90m ㊂某大跨径矮塔斜拉桥选址地质条件良好,水文稳定,条件适宜进行大跨度桥梁建设㊂2 桥梁设计标准该项目道路等级为高速公路,设计车速为100k m /h ,采用双向四车道㊂桥梁设计荷载为公路-Ⅰ级,设计基准期为100年,设计安全等级取一级,结构安全性系数取1.1,设计洪水频率1/300,环境类别取Ⅰ类环境,桥位场区地震动峰值加速度系数为0.15g ,基本地震动反应谱特征周期为0.35s ,地震设防烈度为Ⅶ度,主桥抗震措施等级为四级,引桥抗震措施等级为三级㊂683桥梁设计方案结合安全性㊁经济性㊁环保性的设计理念,根据桥位处地形㊁地貌及工程地质条件,同时基于通航和水利要求,由于预应力混凝土桥梁具有承载能力高㊁变形小㊁耐久性好等优点[1],因此,该大跨径矮塔斜拉桥上部结构采用预应力混凝土部分斜拉桥[2]㊂桥总长456m,跨径布置为118m+220m+118m,如图1所示,单箱双室大悬臂斜腹板展翅宽幅箱形主梁,人字形主塔,单索面扇形㊁横向双排布置斜拉索,塔梁墩固结体系,下部结构采用双肢薄壁墩㊁群桩基础㊂主墩采用塔梁墩固结体系,在边支点设置抗震球型支座,主梁过渡墩处各设置一道320型伸缩缝㊂主桥采用整体式断面,桥面布置为:0.5m(护栏)+11.5m(行车道)+0.5m(护栏)+2.5m(中央分隔带/锚固区)+0.5m(护栏)+11.5m(行车道)+0.5m(护栏)=27.5m㊂3.1主梁设计主梁采用C60预应力混凝土单箱双室大悬臂斜腹板展翅宽幅箱梁,如图2所示,该结构具有高强㊁薄壁㊁轻型化㊁不设跨内横隔板等特点,且横向受力性能突出[3]㊂箱梁顶板宽27.5m,双向2%横坡,外腹板倾斜角度为80.8304ʎ,底板宽度根据梁高逐渐变化,底板宽度从中支点12.0m逐渐变化至跨中的13.291m,悬臂长6.75m,悬臂下每隔3.5m设置一道加劲肋,加劲肋厚30c m,根部高度2.2m;箱梁梁高为:中支点为7.5m㊁跨中为3.5m,底板厚度:中支点为100c m㊁跨中为32c m,梁高和底板厚度均按1.8次抛物线规律变化;箱梁顶板厚28c m,中支点处顶板厚58c m㊂箱梁边腹板水平向标准宽60c m,中支点附近梁段为70c m,通过一个梁段进行变化;中腹板标准宽50c m;腹板在中支点附近进行了局部加宽㊂梁上塔根处无索区长度28.5m,跨中无索区长度16m,拉索区长度73.5m,梁上索距7.0m;沿桥长方向每隔3.5m设置一道横隔板,边箱室横隔板宽30c m,中箱室拉索区横隔板宽50c m,无索区横隔板宽30c m,拉索区横隔板设置人孔,非拉索区横隔板采用大挖空方案以减轻箱梁重量;箱梁分别在中支点㊁梁端设置横梁,中支点处横梁位置与双薄壁墩位置对应,中心间距8.5m,宽2.5m,梁端横梁宽1.5m㊂为方便箱梁的后期养护,端横梁上缘设置牛腿,下部预留75c m缝隙以供后期养护人员进入箱梁内部进行检修㊂箱梁采用三向预应力体系,纵向预应力钢束分别采用16股和19股钢绞线;顶板横向预应力钢束采用4股钢绞线;竖向预应力筋采用4股钢绞线,二次张拉工艺㊂箱梁共划分为0~31#块,其中0#块长15m,1#~29#块长3.5m,30#块为合龙段㊁长2.0m,31#块为78边跨现浇段㊁长6.8m ㊂0#块采用支架或托架现浇,1#~29#块采用挂篮悬浇,31#块采用支架或托架现浇,30#块采用吊架现浇㊂3.2 主塔设计现阶段主塔的结构形式有H 形㊁A 形和人 字形等[4],其中 人 字形桥塔比例协调,与周围景观融合较好,因此该桥采用人字形C 60混凝土塔,如图3所示㊂塔柱位于中央分隔带位置,桥面以上塔柱竖向高42m ,矩形实体断面,塔柱横桥宽2.5m ;塔柱顺桥向顶宽3.2m ,向下截面顺桥向尺寸逐渐扩大,坡率1ʒ0.05,通过拉索区后塔柱分为两肢,坡率为1ʒ0.12㊂塔身设置鞍座以便拉索顺利通过,塔上斜拉索理论竖向间距1.5m ,横向单索面㊁双排布置㊂3.3 斜拉索和鞍座设计斜拉索采用单索面扇形布置,横向双排,在塔上理论竖向间距为1.5m ,利用鞍座通过塔柱;在梁上标准间距为7.0m ,采用齿块方式进行锚固,张拉端均设置在梁端㊂斜拉索采用Φs 15.2mm 钢绞线,其标准强度f pk =1860M P a ,截面面积A y =140mm 2,弹性模量E p =1.95ˑ105M P a ㊂斜拉索单索面共11对㊂塔上的转向和锚固鞍座应采用分丝管形式,每根分丝管穿一根钢绞线,以利于单根穿索㊁单根张拉㊁单根测试检查,并可以单根钢绞线调索和换索,在鞍座内灌注专用填充型密封胶(成桥后或大桥运营期间都不得在锚固区或塔柱鞍座内裸露的钢绞线表面直接灌环氧树脂㊁沥青或水泥浆,使钢绞线不能单根更换)㊂3.4 主墩和过渡墩及基础设计为满足结构受力并兼顾景观需求,主墩采用具有良好抗震性能的X 形双肢薄壁墩[5],墩柱横向宽为12.0m ,墩柱顶部顺桥向双肢间净距6.0m ,按照1ʒ0.12坡率向下逐渐收窄,在主墩中部附近合并,向下按照1ʒ0.12坡率逐渐扩大,双肢壁厚均为2.5m ㊂主墩承台采用整体式承台,承台尺寸为19.0mˑ19.0mˑ5.0m (横桥向ˑ顺桥向ˑ高),承台下设16根直径2.5m 钻孔灌注桩基础㊂墩身采用C 50混凝土,承台采用C 35混凝土㊂过渡墩采用分离式等截面空心薄壁墩,墩身尺寸为5.5mˑ3.0m (横桥向ˑ顺桥向),壁厚为60c m ,横隔板每10m 设置一道,横隔板厚40c m ㊂墩顶设置盖梁接引桥30m 小箱梁㊂盖梁㊁墩身采用C 40混凝土,承台采用C 30混凝土,桩基均采用C 30水下混凝土㊂3.5 结构验算上㊁下部结构验算按照‘公路桥涵设计通用规范“(J T G D 60 2015)进行荷载组合㊂箱梁纵向整体计算满足全预应力混凝土结构要求;端横梁㊁中横梁和桥面板满足A 类预应力混凝土结构要求;齿块㊁端部锚固88建材世界 2024年 第45卷 第2期建材世界2024年第45卷第2期区构造及计算均满足‘公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范“(J T G3362 2018)要求;斜拉索承载力满足‘公路斜拉桥设计规范“(J T G/T3365-01 2020)要求㊂4结论根据某高速公路段大跨径矮塔斜拉桥工程特点㊁地质条件以及设计标准,对其中的桥梁设计方案进行了研究,在保障桥梁质量的基础上考虑经济效益和绿色环保的协调的前提下,设计了一座预应力混凝土部分斜拉桥,总长456m,跨径布置为118m+220m+118m,单箱双室大悬臂斜腹板展翅宽幅箱形主梁,人字形主塔,单索面扇形㊁横向双排布置斜拉索,塔梁墩固结体系,下部结构采用双肢薄壁墩㊁群桩基础㊂主墩采用塔梁墩固结体系,在边支点设置抗震球型支座,主梁过渡墩处各设置一道320型伸缩缝㊂参考文献[1]马彦阳,刘小燕,张峰,等.大跨混凝土斜拉桥预应力损失的长期动态监测及时变模型[J].工业建筑,2023,53(1):182-185.[2]王文明,柴生波,聂宁波,等.基于无应力状态法的预应力混凝土斜拉桥主梁合龙方案[J].铁道建筑,2022,62(6):93-98.[3]项贻强,李少骏,刘丽思,等.多梁式钢-混组合小箱梁横向受力性能[J].中国公路学报,2015,28(7):31-41.[4]牟兆祥,李恩良,杜宝军.包银铁路乌海黄河特大桥主桥桥塔方案比选及设计[J].桥梁建设,2021,51(3):108-115.[5]陈爱军,彭容新,王解军,等.大跨连续刚构桥双肢薄壁墩抗震性能研究[J].振动与冲击,2020,39(1):1-7.(上接第58页)参考文献[1]艾心荧,余地华,叶建,等.天津高银117大厦C50P8超大体积筏板混凝土温度综合控制技术研究与应用[J].混凝土,2022(12):121-126.[2]李嘉杰.筏板基础大体积混凝土施工裂缝控制研究[J].四川水泥,2019(6):321.[3]刘亚朋,李盛,古铮,等.筏板基础大体积混凝土温度裂缝控制措施分析[J].硅酸盐通报,2018(8):2562-2568.[4]朱伯芳.大体积混凝土温度应力与温度控制[M].2版.北京:中国电力工业出版社,2012.[5]张桂芳,梁天贵,曾有艺,等.大体积砼水化热分析及温控措施[J].公路与汽运,2018(5):102-105.[6]杨绍斌,苏怀平,张洪.大体积混凝土入模温度控制研究[J].中国港湾建设,2013(4):38-41.98。
斜拉大桥设计范文
斜拉大桥设计范文斜拉大桥是一种新型的桥梁结构，其独特的设计和建造方式在近年来得到了越来越广泛的应用。
斜拉大桥在连接两个相对较远的地点时，可以提供更高的通行能力和更好的结构稳定性。
本文将探讨斜拉大桥设计的原理和几个成功案例，以及一些常见的斜拉大桥设计细节。
斜拉大桥的设计原理是利用拉索向两端支撑。
拉索是由高强度钢丝组成的缆索，可以承受大量的拉力。
在斜拉大桥中，拉索将通过塔或桥墩固定，并通过系节点与桥面连接。
这种设计方式使得桥面能够承受悬挑跨度的重量，并将其转移到拉索上。
斜拉大桥的设计还考虑了桥面荷载的分布和结构的稳定性，从而确保桥梁的安全和可靠。
斜拉大桥的设计需要考虑多个因素，例如地理环境和桥梁跨度。
斜拉大桥通常适用于跨越较长的距离，因为其设计能够提供更好的结构稳定性。
此外，斜拉大桥的设计也需要考虑到风荷载和地震荷载等外力，以确保桥梁的安全性。
在斜拉大桥的设计和建设中，有一些成功的案例可以作为借鉴。
其中著名的例子包括日本的“明石海峡大桥”和美国的“金门大桥”。
这些桥梁都采用了斜拉桥的设计方式，并且在建成后成为了当地的重要地标。
这些成功案例的经验教训可以帮助我们更好地理解斜拉大桥的设计和建设。
在斜拉大桥设计中，有一些细节需要特别注意。
首先，拉索的设计需要考虑到其承受的拉力以及可能的锚固和支撑方式。
其次，桥面的设计需要考虑到荷载分配和结构的稳定性，以及预留的膨胀缝和维护通道等。
最后，斜拉大桥的塔或桥墩的设计也需要考虑到其稳定性和荷载承载能力。
总之，斜拉大桥是一种新型的桥梁结构，其独特的设计和建造方式使其成为连接两个相对较远地点的理想选择。
斜拉大桥的设计原理是利用拉索向两端支撑，从而提供更高的通行能力和结构稳定性。
斜拉大桥的设计需要考虑多个因素，包括地理环境和桥梁跨度等。
成功的案例可以为我们提供宝贵的经验教训，并帮助我们更好地理解斜拉大桥的设计和建设。
在设计中，需要注意拉索、桥面和塔或桥墩等细节。
通过合理的设计和建造，斜拉大桥可以成为一座安全、可靠且美观的交通设施。
矮塔斜拉桥的设计
V ol121 N o14公 路 交 通 科 技2004年4月JOURNA L OF HIGHWAY AND TRANSPORT ATION RESEARCH AND DEVE LOPMENT 文章编号:1002Ο0268(2004)04Ο0066Ο03矮塔斜拉桥的设计何新平(山西省交通规划勘察设计院,山西 太原 030012)摘要:矮塔斜拉桥是介于梁式桥和斜拉桥之间的一种桥型,其适用跨度也介于梁式桥和斜拉桥之间。
本文结合离石高架桥主桥的设计情况,浅析PC部分斜拉桥的桥型特点、受力特性及设计要点。
山西离石高架桥主桥为双塔单索面三跨连续部分斜拉预应力混凝土箱梁桥,主桥孔跨为85+135+85m,采用塔梁固结、塔梁与墩分离,墩顶设支座的结构形式。
关键词:矮塔斜拉桥;结构设计;力学分析中图分类号:U4921431 文献标识码:ADe sign of Low Tower CableΟstayed BridgeHE XinΟping(The C ommunications Survey&Design Institute of Shanxi Province,Shanxi T aiyuan 030012,China)Abstract:Low tower cableΟstayed bridge is one type of bridge between girder bridge and cableΟstayed bridge,and its suitable span is als o between girder bridge and cableΟstayed bridge1Based on the design conditions of the main frame of Lishi viaduct,the characteristics of bridge type,force principle and design gist of the PC Part of the cableΟstayed bridge are simply analyzed1Lishi Viaduct Bridge is a3Οspan partially cableΟstayed prestressed concrete box girder bridge with tw o towers and singleΟcableΟplane1S pans are attributed as85+ 135+85m,the structure type of cons olidated towerΟgirder,separated towerΟgirder and pier and top pier m outed supports is used1K ey words:Low tower CableΟstayed bridge;S tructure design;Mechanics analysis0 概述矮塔斜拉桥又称部分斜拉桥,为一种新兴的桥型结构,国外近10年内已修建了20余座此类桥梁。
预应力混凝土矮塔斜拉桥设计研究
China Highway111预应力混凝土矮塔斜拉桥设计研究文/重庆交建工程勘察设计有限公司 皇甫全显 敖建辉矮塔斜拉桥通常也被称为部分斜拉桥, 其雏形是反拱形梁桥，由于这种桥型具有索塔高度比较低的特点，所以在国内有的文章又把这种桥称作是矮塔斜拉桥，这种桥型介于斜拉桥和连续梁（刚构）桥两者间，其在结构性能以及经济指标上都有着相当良好的表现，在近几年发展非常迅速。
矮塔斜拉桥最初起源于国外，由Christian Menn 设计并在1981年建造的Ganter 大桥，是矮塔斜拉桥最初出现的形式，甘特大桥为其后矮塔斜拉桥的出现奠定了基础。
继甘特大桥之后，美国、墨西哥、葡萄牙等国家也建造了此种形式的桥梁。
世界上第一座矮塔斜拉桥是1994年在日本的建造小田原港桥，而后这种桥型在日本迅速发展。
我国在矮塔斜拉桥领域之中的第一次应用是2000年8月竣工通车的芜湖长江公铁两用大桥，其主梁使用的是连续桁组合梁，这也是世界上首次采用这种主梁结构。
修建于2001年的福州漳州战备桥，是国内的第一座属于预应力混凝土矮塔斜拉桥。
随后，矮塔斜拉桥在我国得到了快速地推广。
随着矮塔斜拉桥不断地在国内修建，所积累的工程经验和教训都为这种桥型在我国的发展打下了较好的基础。
本桥为预应力混凝土梁矮塔斜拉桥公路桥，汽车荷载等级为公路一级，双向六车道，无人行道。
只考虑系统升温和降温（±20℃），不考虑梯度温差。
设计内容为桥式方案拟定、预应力筋估算、斜拉索索力确定及进行桥梁检算。
结构设计结合设计要求、设计指标及同类已建桥梁的设计经验，本桥采用的设计方案为图1所示。
材料三种混凝土材料C60、C50和C40分别用于主梁、索塔和桥墩。
纵向及横向预应力筋均使用的是高强度的低松弛钢绞线，其单根公称直径为Φs15.24，标准强度1860MPa，竖向预应力筋为Φ32精轧螺纹钢筋，标准强度为750Mpa。
纵向预应力采用OVM15型锚具，竖向预应力采用YGM 锚具，预应力管道均按塑料波纹管成孔设计。
矮塔斜拉桥方案设计论文
矮塔斜拉桥方案设计论文由于缆索在斜拉桥设计中所起的关键作用，使得斜拉桥的设计和建造具有很大的难度和复杂性。
本文以矮塔斜拉桥的设计为研究对象，探讨了其方案设计的一些关键内容和技术细节，并且对相关方面做了详细阐述。
1. 研究背景矮塔斜拉桥是斜拉桥的一种，由于它的塔比其他类型的斜拉桥要矮一些，因此它显得更为优秀。
然而，由于缆索在斜拉桥设计中起到了主要的作用，矮塔斜拉桥的设计与建设对于工程师和建筑师来说都是很大的挑战。
因此，我们需要研究其方案设计的一些关键问题，探索一些有效的技术细节，以确保其设计和建造的有效性。
2. 方案设计内容2.1 塔的选择对于矮塔斜拉桥，选择合适的塔是十分关键的。
一般情况下，矮塔斜拉桥的塔高应该控制在200米以下，选择一种合适的塔型是很关键的。
一般来说，单流形斜拉桥、双流形斜拉桥、正十二面体斜拉桥和倒八字型斜拉桥都可以作为塔的选择。
然而，不同的塔型在负荷、外形和构造方面都有所不同，需根据实际情况进行权衡。
2.2 缆索的设计缆索是斜拉桥中起关键作用的部分，对于矮塔斜拉桥而言也不例外。
设计一条适合矮塔斜拉桥的缆索需要考虑以下几个因素：首先，需要考虑缆索的强度和耐久度，在这方面，高强度钢材是一个比较好的选择。
其次，还需要考虑缆索的布局和数量，这是与桥型有关的，一般来说，矮塔斜拉桥需要多根缆索。
最后，缆索还需要考虑其张力和长度的计算，这需要进行较为复杂的数学模拟和计算。
2.3 桥面的设计矮塔斜拉桥的桥面是由悬挂在缆索上的桁架结构组成，这使得桥面的构造设计成为很大的挑战。
对于桥面的设计，需要考虑以下几个因素：首先，需要考虑桥面的荷载和强度，以确保其承载能力可以抵御各种不同的荷载和外力。
其次，也需要考虑桥面的舒适性，以尽可能减少桥上的震动和摇摆。
最后，桥面的造型要优美大方，与塔和缆索相互协调。
3. 技术细节在矮塔斜拉桥的设计和建造中还有许多具体的技术细节需要考虑，以下列举了一些常见的问题：3.1 塔的接地方式：由于矮塔斜拉桥的塔比其他类型的斜拉桥要矮，因此其受力方式也有所不同。
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。
大跨铁路混凝土梁矮塔斜拉桥结构体系研究
大跨铁路混凝土梁矮塔斜拉桥结构体系研究目录1. 内容概述 (2)1.1 研究背景 (4)1.2 研究意义 (5)1.3 国内外研究进展 (5)1.4 研究内容与方法 (7)2. 大跨铁路混凝土梁矮塔斜拉桥概述 (9)2.1 桥梁结构类型 (10)2.2 矮塔斜拉桥特点 (11)2.3 铁路桥梁设计要求 (13)3. 大跨铁路混凝土梁矮塔斜拉桥结构设计 (14)3.1 结构体系选择 (15)3.2 混凝土梁设计 (16)3.3 斜拉索系统设计 (17)4. 大跨铁路混凝土梁矮塔斜拉桥施工技术 (19)4.1 施工工艺 (21)4.2 施工安全保障 (22)4.3 施工质量控制 (24)5. 大跨铁路混凝土梁矮塔斜拉桥经济性分析 (25)5.1 投资估算 (25)5.2 运营成本 (26)5.3 经济效益评价 (28)6. 大跨铁路混凝土梁矮塔斜拉桥案例分析 (29)6.1 案例选择 (30)6.2 结构分析 (31)6.3 施工效果评价 (33)7. 大跨铁路混凝土梁矮塔斜拉桥未来发展趋势 (35)7.1 技术进步 (36)7.3 运维模式创新 (38)8. 结论与建议 (39)8.1 研究总结 (41)8.2 存在问题 (42)8.3 研究展望 (43)8.4 对建设与管理的建议 (44)1. 内容概述本研究专注于探讨和分析大跨度铁路混凝土梁——一种采用矮塔斜拉桥结构体系的新型桥梁设计。
随着铁路交通需求的持续增长和城市化进程的加快，对铁路桥梁的要求也愈发严格，不仅需要高效的经济性，还要具备卓越的技术创新性和结构安全性。
矮塔斜拉桥结构体系具有稳定大跨度、减轻结构自重、强施工工艺性和良好视觉效果等特性，被普遍认为是适宜于铁路桥梁建设的高效结构形式。
本研究旨在综合评判矮塔斜拉桥在铁路桥梁工程中的应用表现，为该类桥梁的优化设计和推广应用提供科学依据和技术参考。
矮塔斜拉桥是一种将均衡斜拉索连接至主梁上的桥梁结构类型，相较于其他斜拉桥形式，其主要特征为斜塔高度较低。
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。
矮塔斜拉桥结构及设计特点
矮塔斜拉桥结构及设计特点魏朝柱【摘要】矮塔斜拉桥是介于斜拉桥和连续梁（刚构）桥之间的组合桥型，兼具斜拉桥的纤细柔美和连续梁（刚构）桥的刚劲有力，是一种刚柔互补型的桥梁。
随着国家经济基础建设的发展，近几年来应用较多，文中结合国内已建或在建的几座典型的矮塔斜拉桥，阐述矮塔斜拉的结构及设计特点。
%Extradosed cable-stayed bridges are hybrid structures, whose mechanic characteristic lie between ca- ble-stayed bridges and continuous beam bridges. Extradosed cable-stayed bridges are complementary rigid-flexible, which have both cable-stayed bridges＇ soft and slender, and continuous beam bridges＇vigorous and effective. With the development of the national economic infrastructure, more application in recent years, Combied with built or un- der construction in several typical extradosed cable-stayed bridges, the paper described the structure and design fea- tures of extradosed cable-stayed bridges【期刊名称】《广东交通职业技术学院学报》【年(卷),期】2011(010)003【总页数】5页(P18-22)【关键词】矮塔斜拉桥;桥梁设计;结构【作者】魏朝柱【作者单位】广东省公路勘察规划设计院股份有限公司,广东广州510507【正文语种】中文【中图分类】U448.271 矮塔斜拉桥概述矮塔斜拉桥(英文称extradosed cable-stayed bridge)是介于斜拉桥和连续梁(刚构)桥之间的组合桥型，兼具斜拉桥的纤细柔美和连续梁(刚构)桥的刚劲有力，是一种刚柔互补的新桥型。
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。
国内外矮塔斜拉桥发展概况探讨
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：5作者简介：马书强（6）男，河南长葛人，中铁七局集团郑州工程有限公司工程师，主要从事公路桥梁施工。
国内外矮塔斜拉桥发展概况探讨马书强（中铁七局集团郑州工程有限公司，河南郑州450000）摘要：文中对矮塔斜拉桥的结构特点、矮塔斜拉桥的名称、矮塔斜拉桥的定义、矮塔斜拉桥国内外建造情况作了概述，并对矮塔斜拉桥国内外研究现状进行了综述，将对我国桥梁工作者了解这种新型桥梁有所帮助，对这种新桥型在我国的推广应用具有一定的参考价值。
关键词：矮塔斜拉桥；新型桥梁；推广应中图分类号：U 448.27文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2011）12-0176-02一、引言斜拉结构的桥梁是一种被国内外广泛采用的桥梁建构形式，近些年，在这一较为成熟的基础之上又发展出了矮塔斜拉桥这一新的桥梁结构型式，并逐步得以广泛的使用。
矮塔斜拉桥就其特点而言，是其具有较好的柔性，这种特性恰好介于连续梁与斜拉桥之间，可以说是二者的优点组合，刚柔并济。
同时，矮塔斜拉桥也有自己独特的特点。
首先，它比较符合美学观点，因为其矮塔的设计高度一般为连续梁桥的一半左右，明显具有一种纤细柔美的感觉。
同时矮塔斜拉桥也采用拉索，使其也具有一种宏伟之感。
其次，它的跨径设置相对比较灵活。
在设计矮塔斜拉桥时，既可以设计成单塔双跨的，也可设计成多塔多跨等多种建筑风格，其跨径可保持在100~300m 之间均可，这种设计方式可以克服其本身刚度上的弊端，最大程度的发挥了该结构的优越性。
正因为其建筑设计的灵活性也使得该桥梁在施工时方法也比较简便，可以采用连续梁型的施工方式，也可避免单一斜拉式桥梁复杂的施工工序。
所以这种桥梁模式在造价方面具有明显的优势，可以获得非常明显的经济效益。
综合上述一些优点，矮塔斜拉式桥梁在我国已经成为桥梁建设的主流，被越来越广泛的采用，这种型式桥梁的建造日渐增多。
矮塔斜拉桥方案设计论文
矮塔斜拉桥方案设计论文清晨的阳光透过窗帘的缝隙，洒在我的设计图纸上，那些曲线和结构在光影的映照下，仿佛活了过来。
十年的方案写作经验，让我对矮塔斜拉桥的设计有着独特的理解。
一、设计背景与目标这座矮塔斜拉桥位于繁忙的都市，连接着两岸的经济与文化。
我们的目标是打造一座既实用又美观的桥梁，它不仅要满足交通需求，更要成为城市的标志性建筑。
二、设计理念在设计之初，我们就明确了几个核心理念：简约、现代、和谐。
简约不仅仅是一种美学，更是一种对材料、结构和成本的合理控制；现代意味着我们要运用最新的设计理念和技术；和谐则是指桥梁与周围环境的协调统一。
三、总体布局桥梁全长3.2公里，主桥跨度达到560米。
矮塔采用钢结构，塔身高60米，倾斜角度为10度。
桥面宽度为双向六车道，两侧设有人行道和自行车道。
这样的布局既保证了交通的流畅，又为行人提供了安全舒适的通行环境。
四、结构设计矮塔斜拉桥的结构设计是其核心部分。
我们采用了高强度钢材和特种混凝土，确保了桥梁的稳定性和耐久性。
斜拉索的布置采用扇形，从塔顶向桥面两侧延伸，形成了一种动态的美感。
五、技术创新在设计中，我们运用了几项技术创新。
是采用了自振频率控制技术，通过在桥梁中设置特殊的阻尼装置，有效减少了风振和地震对桥梁的影响。
是运用了智能监测系统，通过传感器实时监测桥梁的健康状况，确保其安全运行。
六、视觉效果矮塔斜拉桥的设计充分考虑了视觉效果。
桥梁的线条流畅，塔身与斜拉索形成了一种韵律感。
夜幕降临，桥上的灯光亮起，宛如一道彩虹横跨在都市之上，成为夜晚的一道亮丽风景。
七、环保与可持续发展在设计中，我们也注重了环保和可持续发展。
桥梁采用了环保材料，减少了施工过程中的污染。
同时，桥梁的设计也考虑了未来可能的扩建需求，确保其能够适应城市发展的需要。
八、经济效益矮塔斜拉桥的建设不仅是一项工程，更是一项投资。
通过精确的成本控制和高效的施工方案，我们确保了项目的经济效益。
桥梁的建成将促进两岸经济的交流与发展，为城市带来长期的回报。
A15大蒸港矮塔斜拉桥的设计及关键技术
城 市道 桥 与 防 洪
桥梁结构
４ ５
Ａ１ 大蒸港矮塔 斜拉 桥 的设 计及 关键 技术 ５
陆 宏 伟
（ 海市政 工 程设计 研究 总 院 ， 海 ２０ ９ ） 上 上 ００２ 摘 要 ： 同 于一般 的矮 塔 斜拉 桥 ， 不 大蒸 港矮 塔斜 拉 桥 的主梁 为 曲梁 预应 力混 凝 土宽 箱结 构 ， 塔为 倾斜 的 钢混 结 合结 构 。 主
矮 塔 斜 拉 桥 又 称 部 分 斜 拉 桥 ，是 目前 国 内外 的一 种 新 兴 桥型 。 在结 构 性 能 上斜 拉 索 仅 承 担 部 分 荷 载 ， 有 相 当一 部 分 荷 载 由主 梁 的受 弯 、 剪 还 受 承 受 ，故 矮 塔斜 拉 桥是 介 于连 续 梁 和斜 拉 桥 之 间 的半 柔 性 桥梁 。 于矮 塔 斜 拉 桥 的整 体 刚度 大 ， 由 变
．． －◆ －● －＋ －◆ 。＋
表 ４ 路 基顶 面各 点沉 降值 汇总 表Ｉ 位 ： 单 ｍｍ ）
测 点 Ｘ ｌ Ｘ ２ Ｘ ３ Ｘ ４ Ｘ ５ ） 【 ６ ｘ ７ ） 【 ８ ｘ ９ Ｘ０ １ Ｘｌ ｌ Ｘ２ Ｉ Ｘ３ １ Ｘ４ Ｉ Ｘ５ Ｉ Ｘ６ Ｉ
建 设 的质 量 。对 该 桥 进 行 施 工 控 制 方 法 以及 施 工 过 程 中桥 梁 的力 学性 能研 究 ，不 仅 将 直 接 提 高 该
桥 的建造质量 ， 确保工程顺利完工 ， 也将在一定程 度 上 推 动 我 国桥 梁 建设 事业 的 发 展 ，具 有 较 高 的 社 会 效 益 和经 济 效 益 。
情 况和主 塔在施 工过 程 中应力 和变形 情 况 。 关键 词 ： 矮塔斜 拉桥 ； 计 ； 设 施工 ； 上海 中图分 类号 ： ４ ８２ 文献标 识码 ： 文 章编 号 ：０ ９ ７ １ （ ００）４ ０４ — ５ Ｕ ４ ．７ Ｂ １０ — ７ ６ ２ １ ０— ０ ５ ０
矮塔斜拉桥的结构设计浅析
矮塔斜拉桥的结构设计浅析一、引言桥梁设计向大跨、轻型、轻质、美观、环保方向发展，因此，设计师对降低结构自重、结构轻型化及经济指标的要求变得越来越高。
1988年，法国工程师Jacgues Mathiv提出了新的桥梁结构形式——矮塔斜拉桥[1]。
1994年，日本建成了世界上第一座矮塔斜拉桥——小田原港桥，其跨度为（74+122+74）m，桥面宽13.0m，双塔双索面的固结体系，拉索通过塔顶的鞍座后锚固在主梁上。
其后在日本得到迅速发展。
我国虽起步稍晚，但发展势头迅猛，并在全国各地广泛采用[1] [2]。
矮塔斜拉桥的发展过程与混凝土结构的发展相似，混凝土结构从普通钢筋混凝土→预应力混凝土→部分预应力混凝土；桥梁是连续梁→斜拉桥→矮塔斜拉桥，部分预应力混凝土的出现，填补了普通钢筋混凝土与全预应力混凝土之间的空白，同理，矮塔斜拉桥的出现，也填补了刚性桥与柔性桥之间的空白，为桥型方案的选择提供了更广阔的空间。
二、矮塔斜拉桥的结构设计要点2.1、矮塔斜拉桥的受力特性分析矮塔斜拉桥是介于具有柔性斜拉桥和刚性梁桥之间的一种过渡性桥梁结构形式，就是一种刚柔相济的新型桥梁，其受力特征及梁高介于两者之间，并在布索、结构尺寸及受力特点等方面与常规斜拉桥有着较大的差别，同时在总体抗力中梁与斜拉索共同作用，其抗力的比例与斜拉索刚度和梁的刚度的比值有关，且塔高较矮，如图1所示。
图1 桥型布置图根据以上桥型特点及受力分析可知：连续梁受弯、受剪为主，矮塔斜拉桥的受力特点接近一般预应力混凝土梁桥的体外索，梁受压、受剪，斜拉索受拉；斜拉桥的梁受压，斜拉索受拉，三种桥型方案的最大差别在于主梁的力学行为不同，同时连续梁→矮塔斜拉桥→斜拉桥的主梁承受弯矩逐渐减小，但轴力逐渐增加[1][2]。
因此，矮塔斜拉桥既不是梁桥也不是传统的斜拉桥，它是一种斜拉桥和梁桥的协作体系，该体系解决了主梁体内预应力钢束配置效率不高和空间不足的问题，同时降低主梁结构刚度及自重，并充分发挥了斜拉桥不经济或梁桥刚度不够的跨度优势。
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。
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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向阳大桥矮塔斜拉桥梁结构设计与施工技术
向阳大桥矮塔斜拉桥梁结构设计 与施工技术
摘要 ： 近年来 ， 随着桥梁技术 的快速发展， 桥梁结构逐步 向传统桥梁的轻型化和组合化方向发展， 而矮塔斜拉桥作为一种介于连续 梁和斜拉桥之间的半柔性桥梁， 在桥梁建造过程中得到了广泛应用， 备受各界人士关注。本文将以向阳大桥为例 ， 以桥梁总体布置及桥 梁结 构设 计 为着 手 点 ， 探讨 索塔 设 计所 涉及 的重 点 内容及 相 关 的技术 创 新 ， 以期为该 桥 型在 桥 梁建 设过 程 中 的推广 使用 提 供借 鉴 。 关键词： 向阳 大桥 ； 矮 塔 斜拉 桥 ； 索塔结 构 ； 施工 技术 ； 创新
与 预应 力 混凝 土 连续梁 桥 相 比 ， 矮塔 斜 拉桥 主 桥所 采用 施 工 技术 与 其大 向 阳大 桥主 梁采 用 大悬 臂 变截 面Ｐ ｃ 连 续箱 梁结 构 ，单 箱 ３ 室 ，支点 梁 高 ３ ． Ｏ ｅ， ｒ 中心线处梁高２ ． ３ ｍ， 梁高从距支点１ ． ７ ５ ｍ 起 至１ ６ ． ５ ｍ范 围内呈二次抛物 致相 同 ， 施工 时 除跨 径较 小 时采 用支 架现 浇 外 ， 多 采用悬 臂 浇筑 法 。 由于 矮塔 线变化 ， 箱梁顶宽２ ７ ｍ， 箱梁单侧悬臂长４ ． ５ ｍ， 箱梁底宽 １ ８ ｍ， 腹板竖直 ， 中间 斜拉桥主梁具有较大的刚度 ，降低 了斜拉索索力变化对主梁悬臂挠度的影 腹板 、顶板 、底板厚分别为 ： ４ ０ ｅ ａ、 ｒ ２ ７ ｃ ｍ、 ２ ５ ｃ ｍ，边室净宽６ ． ７ ５ ｍ，中室净宽 响 ， 因而为简化施工监控 ， 可将斜拉索一次张拉到设计应力， 以减少调整索力 ２ ． ５ ｍ。 所 浪费 的人 力 、 时间 。
２ ． １ ． １主 梁
面尺寸为１ ６ ． ６ ｅｘ ｒ ５ ． ４ ｍ（ 横桥向× 纵桥向 ） ， 承台厚２ ｍ， 桩基采用双排６ 根‘ ｐ １ ． ２ ｍ 的 钻孔 灌 注桩 ， 桩 间距为 ４ ． Ｏ ｍ（ 横桥 向 ） ￣ １ ｆ ３ ． ２ ｍ（ 纵桥向） ；
试析桥梁工程中矮塔斜拉桥的施工技术
试析桥梁工程中矮塔斜拉桥的施工技术摘要：经济快速增长过程中，国内桥梁工程建设获得了快速发展，在一定程度上缓解了交通运输压力。
本文主要以某矮塔斜拉桥工程为例，探讨、分析了桥梁工程中矮塔斜拉桥的施工技术，以供参考。
关键词：桥梁工程；矮塔斜拉桥；施工技术矮塔斜拉桥是一种介于斜拉桥及连续梁桥间的斜拉组合体系桥，特点主要体现于塔矮、索集中及梁刚等方面，对主梁刚度提出了较高的要求，这主要是因为主梁发挥着承重作用及受力调整作用。
相较于连续梁，矮塔斜拉桥的跨越能力相对较大，施工操作则较为简单，应用的材料较少，故发展前景极为广阔，对于推动桥梁工程的可持续发展起着积极的意义。
1、工程概况该工程为混凝土矮塔斜拉桥，孔跨布置为（65+85+178+93）m。
结构体系方面，固结及分离分别由塔梁、墩梁实现，而主梁、桥塔则采取了三向预应力及钢筋混凝土结构，呈扇形展开斜拉索的布置。
主墩为141#墩、142#墩，主梁全长422.5m，计算跨度为（64.8+85+178+92.7）m。
梁体采用单箱双室、变高度连续箱梁，中支点截面梁高9.5m，跨中及边跨等高段梁高5.5m，梁底下缘按二次抛物线变化。
一般段箱梁顶宽13.8m，底宽11.3m。
针对141#及142#墩而言，其上部索塔的结构主要使用的是钢筋混凝土，梁顶面以上全高28m。
截面为实心，外轮廓展开了倒角处理，塔柱横向宽度均为2.0m，顺桥向宽3.5m，塔身上部设有8个索鞍，供拉索通过，索鞍采用分丝管形式。
斜拉索按双索面布置，每个索塔设8对斜拉索，塔上索距1.1m，梁上索距约8m。
基于索鞍构造的前提下，实现斜拉索经塔内通过，两侧呈对称状态，锚固在梁体。
索体使用环氧涂层高强钢绞线，规格包含了15.2-55、15.2-61，抗拉强度标准值为1860MPa。
2、矮塔斜拉桥施工技术1.1斜拉索安装顺序在安装斜拉索的过程中，两个塔流水需对称施工，先展开短索的安装，之后在进行长索安装，基于索号的前提下依次展开施工。
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矮塔斜拉桥的设计及发展的探讨
摘要：本文对矮塔斜拉桥的设计进行阐述，主要讲了矮塔斜拉桥的总体布置及适用跨径、矮塔斜拉桥的结构体系、矮塔斜拉桥设计分析方法、矮塔斜拉桥的发展概况，以供参考。
关键词：矮塔斜拉桥设计探讨
中图分类号：u442.5文献标识码：a 文章编号：
abstract: in this paper the design of short towers cable-stayed bridge, expounds the main told the short towers cable-stayed bridge of the overall layout and the suitable span length, short of towers cable-stayed bridge structure system, short towers cable-stayed bridge design analysis method, the short towers cable-stayed bridge, the development situation of reference.
keywords: short towers cable-stayed bridge design is discussed
一矮塔斜拉桥的设计分析
矮塔斜拉桥的总体布置及适用跨径
根据国内外目前已建矮塔斜拉桥跨径比例分析，由于矮塔斜拉桥刚度比斜拉桥大，接近于连续梁，其边、中跨比值常采用
0.52~0.65。
在特殊情况下，边、中跨比值亦可小于0.5，这时，边跨需采取措施，解决负反力问题。
矮塔斜拉桥由于其主梁要承受相
当大的弯矩，主梁截面形式与斜拉桥有很大不同，而更接近于连续梁。
一般情况下，大部分连续梁采用的截面形式都能适用于矮塔斜拉桥，但矮塔斜拉桥更适宜采用变高度截面。
其塔墩处梁高可采用相同跨度连续梁高的一半左右。
在特殊情况下，主梁亦可采用等高度，此时梁高与跨度之比可采用1/35~1/45。
在选择主梁截面形式时，需注意斜拉索的布置及锚固要求。
矮塔斜拉桥的适用跨径由其特性决定，一般适用跨径宜在
100~300m之间，若主梁采用钢与混凝土混合结构，跨径有望突破400m。
虽然连续梁桥采用预应力混凝土建造，能就地取材、工业化施工、耐久性好、适用性强、整体性好且美观，这种桥型在设计理论及施工技术上都发展得比较成熟。
但由于结构本身的自重大（约占全部设计荷载的30%至60%），且跨度越大其自重所占的比值更显著增大，大大限制了其跨度能力。
还有大跨径连续箱梁要采用大吨位支座，如南京二桥北汊桥165m变截面连续箱梁，盆式橡胶支座吨位大。
这种大吨位支座性能如何、将来如何更换等一系列问题有待研究和解决。
2、矮塔斜拉桥的结构体系
结构体系可选用塔梁固结、梁底设支座；塔墩固结、塔梁分离；塔梁墩固结的3种形式。
塔梁固结、梁底设支座形式适用于跨度不太大的桥梁，支座吨位不至于过大，它的特点是塔根弯矩较小，塔两侧索力差较小，结构的整体刚度较小。
塔墩固结、塔梁分离形式适用于跨度稍大，墩高较矮的桥梁，它的特点是桥墩弯矩较大，塔
两侧索差较大，结构的整体刚度较第一种形式大。
塔梁墩固结形式适用于跨度稍大，墩高较大的桥梁，结构体系类似于连续刚构，它的特点接近于第二种形式。
进行桥梁设计时，应对结构体系的选择作慎重考虑，选择最合适的形式。
3、矮塔斜拉桥设计分析方法
矮塔斜拉桥在构造及受力特征上与斜拉桥和连续梁桥尚有一定的差异，在进行其结构分析时要注意以下几点【2】：
结构分析要选用合理的计算图式，考虑施工过程中结构的逐步形成和体系转换、临时支承的设置和卸除，以及结构各部分的强度增长，合理估计主梁架设各阶段的施工荷载。
直线桥的施工控制计算一般采用平面分析，必要时采用三维空间分析。
斜拉桥施工时因恒载引起的内力与变形与施工方法有很大关系，主梁施工时的施工计算荷载除恒载人群、施工机具等施工荷载外，还需考虑预应力、斜拉索的张拉力等。
针对各施工阶段的实际情况建立正确的计算模型，单元类型采用拉索单元、梁单元、3d实体单元、板壳单元和边界单元等。
当斜索的竖向荷载承担率超过30%，或斜索在活载作用下的应力变幅超过50mpa，即进入斜拉桥的范畴，其标志为斜索的容许应力取值的不同。
看作斜拉桥的斜索，其容许应力取0.4fpk，安全系数为2.5；而没有超过界限的矮塔斜拉桥容许应力取值则与pc梁桥相同为0.6fpk，安全系数为1.67。
预应力混凝土斜拉桥施工中各工况受力状态达不到设计要求的重要原因，是有限元计算模型中的计算参数取值(主要为混凝上的弹性模量、材料的相对密度、混凝土收缩徐变系数、构件重量、施工中温度变化以及施工临时荷载条件等)与施工中的实际情况有一定的偏差。
斜拉桥的这种偏差具有累积性，因此，要根据施工实测结果予以修正以使计算模型和计算参数符合结构的实际情况。
二、矮塔斜拉桥的发展概况
矮塔斜拉桥是介于梁桥与传统斜拉桥之间的一种新型桥梁结构。
普遍认为，由christian menn设计的建于1981年的甘特(ganter)大桥，是矮塔斜拉桥的雏形，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。
ganter大桥为其后矮塔斜拉桥的出现奠定了基础。
ganter大桥之后，又有墨西哥的帕帕加约(papagayo)大桥、美国德克萨斯州的巴顿河(bar-don greek)大桥及葡萄牙的索科雷多斯(socomidos)大桥等相继建成。
1988年法国工程师j.mathivate在设计位于法国西南的阿勒特·达雷高架桥时提出了一个替代方案，命名为“extra-dosed pc bridge”，直译为“超剂量预应力混凝土桥梁”。
该方案的设计包括与桥梁上部结构固结的低塔，跨度为100m的预应力混凝土等截面箱梁。
穿过部分上鞍座的体外索除了像传统的预应力对梁提供压力外，更主要地是对梁产生竖直提升力并减小梁的等效自重。
1990年，德国的atonie naaman提出了一种组合体外预应力索桥，体外
索的一部分伸出主梁之上，锚固在墩顶处主梁上的刚柱上。
主梁为钢析架梁，主梁架好后再在其上立模浇筑上下混凝土顶板、底板。
这种桥式通过加大偏心距来提高体外预应力的效率，从而降低造价。
这一种体系与法国j.mathivate的方案十分相似。
虽然这种桥型的雏形在瑞士形成，并于1988年法国工程师j.mathivate把它明确命名为“estra-dosed pc bridge”，但这种桥型却在日本获得极大的发展。
由于这种桥型具有良好的性价比，对于跨度处于梁式桥与斜拉桥之间的桥梁和对刚度要求较高的铁路梁桥均具有很强
的竞争力。
对于修建斜拉桥塔高受到限制、多跨斜拉桥刚度较难满足要求时，矮塔斜拉桥也是一种很好的选择。
1994年日本建成了世界上第一座真正意义上的矮塔斜拉桥一小田原港桥，此后，日本又修建了屋代南、北铁路桥、冲原桥、蟹泽大桥、新唐柜大桥等桥，迄今为止，日本修建的矮塔斜拉桥己超过20座，桥梁跨径从初期小田原港桥的122m发展到长者桥的292.2m。
菲律宾于1999年建成了第二曼达一麦克坦大桥，其主跨为185m，桥面宽21m;老挝也于2000年建成了巴色桥，其跨度为143m，桥宽为11.8m；瑞士于1998年建成了森尼伯格桥(sunniberg bridge)，为5跨连续的矮塔斜拉桥，主跨达140m。
韩国于2005年建成了pyung-yeo 2 gyo桥，该桥为韩国第一座矮塔斜拉桥，其主跨为120m，双塔双索面；2006年建成了主跨110m的kack-hwa first桥，另外还有几座矮塔斜拉桥正在建设中。
我国矮塔斜拉桥建造起步稍晚，2001年建成的福州漳州战备桥
为3跨连续预应力混凝土箱梁矮塔斜拉桥，它是我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、江苏常澄高速常州运河桥等相继建成。
随着国内这几座矮塔斜拉桥的修建，这种桥式己引起了桥梁工作者的重视，这几座矮塔斜拉桥在建造过程中所进行的科研，积累的设计、施工与管理经验，都为这种桥型在我国的进一步发展奠定了良好的基础。
近几年我国修建的矮塔斜拉桥，形式更加丰富，结构更加新颖。
如在建的广西柳州静兰桥为6塔单索面7跨预应力混凝土矮塔斜拉桥，跨径布置为56+5×94.3+56，全长583.5m，标准断面宽31m，塔、梁固结，墩、梁分离。
主梁截面为单箱三室箱形梁；在建的重庆嘉悦大桥采用双塔双索面矮塔斜拉桥十连续刚构+连续梁的组合体系，跨径布置为66+2×75+145+250+145，全长774m，标准梁宽28m，主梁结构分上下两层，下层人行道单侧宽3.5m，上层机动车道为双向六车道。
这两座桥梁的建设，把我国矮塔斜拉桥的发展水平推向了更高点。
目前，我国已建和在建的矮塔斜拉桥己近20座。
参考文献：
[1]．郑一峰，黄侨，张宏伟．矮塔斜拉桥的概念设计「j〕．公路交通科技，2005(7)
85一89．
[2]．朱刚．矮塔斜拉桥方案设计及分析研究．浙江大学硕士学位论文．2008年．。