大跨双塔钢箱梁斜拉桥模型计算分析
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索力、 计算成桥线形与设计成桥 线形 、 索塔偏移等 ， 在此基础 上给 出了可信 的钢 箱梁的安装标 高计算 方法和计算结
果。
关键词 ： 钢箱 梁； 斜拉桥 ； 安装标 高； 计算分析
中 图分 类 号 ： Ｕ ４ ４ ８ ． ２ ７ 文献标识码 ： Ｂ 文章编号 ： １ ６ ７ ３— ６ ０ ５ ２ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ４— ０ ０ ５ ９—０ ３
桥结 构 体 系 为 支 承 体 系 （ 即半 漂 浮 体 系 ） ， 塔 墩 固
五跨 连续 钢箱 梁 斜 拉 桥 。设 计 荷 载 等 级公 路 一 级 ， 桥 梁标 准 横 断 面 布 置 ： ４ ｘ ３ ． ５ ｍ（ 车 行 道 ）＋２ ． Ｏ ｍ （ 中间带 ）＋ ２×１ ． ５ ｍ（ 右 侧 硬 路 肩 ）＋２×０ ． ５ ｍ（ 防
图６ 安装标高与设计标 高对 比
其 中成 桥 累积挠 度是 二期 铺装 结束 后梁 段最 外
此基 础上 得到 的安装 线形 与设 计线形 最 大差 ０ ． ４ ８ ６ ｍ， 位 移 主跨跨 中附近 ， 实 际 当中可 以操 作应 用 。 参考 文献
［ １ ］ 王伯 惠． 斜拉桥结构 发展和 中国经验 ［ Ｍ］ ． 北 京： 人 民交通 出版
第 ４期
高
虎： 大跨双塔钢箱梁斜拉桥模型计算分析
表 ５ 悬 拼模 型主梁安装标高
・ ６ ｌ・
注： 计算索力为塔端索力和梁端索力的 平均值。
（ ２ ） 安装 标高 计算 结果 采 用设计 标 高经 正装 计算得 到 安装标 高 。其 中 安 装标 高 的计 算 采 用 以往 的经 验 公 式 ： 安装标高 ＝ 设 计标 高 一竖 向位移 （ Ａ Ｈ） ， 其中 Ａ Ｈ＝成 桥 累积 挠 度 一 对 应 施 工 阶段 挠 度 Ｊ 。上 述 计 算 ， 结 果 如 图
结， 主梁在索塔及辅助墩 、 边（ 墩） 台处设竖向支承 ， 并在 索塔 与 主梁 之 间设置 横 向与纵 向 限位 装置 。丰
都二 桥结 构示 意如 图 １ 所示。
图 ｌ 丰都二桥结构示意 图（ 单位 ： ｎ １ ）
图 ２ 丰都 二桥 主梁标准断面 图（ 单位 ： ｃ ｍ）
主梁主体结构采用扁平钢箱梁 ， 将全桥划分成 １ ８ 种类型共 ９ ４ 个梁段 ， 梁段长度 ９～ １ ５ ｍ， 梁段最大
１ 工程 背 景
撞护 栏 ）＋ ２× ２ ｍ（ 人行 道 ）＋ ２×０ ． ２ ５ ｍ（ 人 行 道 栏
杆） ， 全宽 ２ ４ ． ５ ｍ（ 不 包括 结 构本 身 所 占宽度 ） 。 主
丰都 长 江 ห้องสมุดไป่ตู้ 桥 位 于 丰 都 县 城 斜 南 溪 附 近 ， 为
（ ７ ０ ． ５＋ ２ １ ５ ． ５＋ ６ ８ ０＋ ２ ４ ５ ． ５＋７ Ｏ ． ５ ） ｍ 双 塔 双 索 面
筋混凝 土形式 ， 而采用钢箱 梁形 式， 既有利于减轻 自重， 又可以通过提 前预制 缩短施 工工期 ， 是 目前大跨斜拉 桥 比
较 流行 的一种结构形式 。但 是钢 箱梁在预制完毕后 ， 其 结构尺 寸很 难调 整 ， 因此该类桥的安装线形标 高计算显
得 尤为重要 。基 于此种考虑 ， 采 用 ＭＩ Ｄ Ａ Ｓ ／ Ｃ ｉ ｖ ｉ ｌ 空 间有限元软件进行计算分析 ， 通过 对比计 算成桥 索力与设计成桥
５ 、 图 ６所示 。
主梁编 号
图 ５ 竖 向位 移 （ Ａ Ｈ）
南塔 一 ７ ． ２
北塔 １ ３ ． ６
南塔 １ ９ ． ４
北塔 １ ８ ． ４
许 范 围之 内 ， 且都 满足 索 的安全保 证 系数 大于 ３ 。
高
Ｅ
（ ２ ）关于边跨、 中跨合 拢时挠度和施工中的塔
偏 。采 用悬 拼模 型计 算 结 果 ， 合拢 挠 度 与 塔偏 均 满 足规 范 要求 ， 主梁 和 主塔受 力正 常 。 （ ３ ）基 于 以上 两点 分 析 ， 该 大 跨 双 塔 钢箱 梁 斜 拉 桥通 过有 限元 软 件 Ｍｉ ｄ ａ ｓ ／ ｃ ｉ ｖ ｉ ｌ ２ ０ １ ０计 算 得 到 的 各施 工 阶段 以及 成 桥 阶段 的斜 拉 索力 、 主 梁 主塔 位
社． ２ ０ ０ ３ ． ９ ．
侧节点 的总位移 ； 对应 阶段施工时挠度是节段拼装 （ 激活 ） 时梁 段 的位移 。
悬 拼模 型 主梁安 装标 高见 表 ５ 。 （ ３ ） 主塔 偏位 计算 结果
主塔偏 位表 见表 ６ 。 ６ 计 算结 果总 结
［ ２ ］ 林元培 ． 斜拉桥 ［ Ｍ］ ． 北京 ： 人民交通出版社． １ ９ ９ ４ ． ［ ３］ Ｊ Ｔ Ｇ ／ Ｔ Ｆ Ｓ Ｏ一２ ０ １ １ ， 公路桥涵施工技术 规范［ Ｓ ］ ．
第 ４期
北 方 交 通
・ ５ ９・
蔗枷 ｌ ｉ 娜 咖 啪
大 跨 双塔 钢 箱 梁斜 拉桥 模 型计 算分 析
高 虎
（ 山东 泰山路桥工程公司 ， 泰安
摘
２ ７ １ ０ ０ ０ ）
要： 斜 扣桥 是 一 种 由 索 、 塔、 粱 种 基 本 结 构 形 成 的 高 次 超静 定 组 合 结 构 。 典 中 主 梁常 见 的 结 构 形 式 是 钢
吊重 约为 ２ ２ ３ ｔ 。斜 拉 索每 塔 共 ２ １对斜 拉 索 ， 全桥 共
计１ ６ ８根索 ， 采用高强低松 弛镀锌 （ 或 环氧 ） 平行钢 绞
线。桥塔采用组合式桥塔， 下部是整体箱形塔墩 ， 上 部为钻石型钢筋混凝土塔架， 横梁将塔柱联成整体。
２ 建模 说 明
采用 Ｍｉ ｄ ａ ｓ ／ ｃ ｉ ｖ ｉ ｌ ２ ０ １ ０建模 ， 共７ ０ ３个 节点 ， ４ ５ ３
移、 主 梁主塔 应 力满足 规范要 求 ， 可 以指导 施工 。在
幢
幢
恒
ｂ ｌ ２ ｓ ｓ ｂ ６ ｓ ｍｂ ｌ ｓ ｍ ｂ７ ， ｓ ｒ ｎｂ ｌ ３ ｍ３ ｂ １ ９ ｎ ｍｂｌ ８ ｎ ｍｂ １ ２ ｎｍｂ Ｏ ｎ， ｓ Ｄ ｌ ｎ ｓ ／
主梁编号
果。
关键词 ： 钢箱 梁； 斜拉桥 ； 安装标 高； 计算分析
中 图分 类 号 ： Ｕ ４ ４ ８ ． ２ ７ 文献标识码 ： Ｂ 文章编号 ： １ ６ ７ ３— ６ ０ ５ ２ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ４— ０ ０ ５ ９—０ ３
桥结 构 体 系 为 支 承 体 系 （ 即半 漂 浮 体 系 ） ， 塔 墩 固
五跨 连续 钢箱 梁 斜 拉 桥 。设 计 荷 载 等 级公 路 一 级 ， 桥 梁标 准 横 断 面 布 置 ： ４ ｘ ３ ． ５ ｍ（ 车 行 道 ）＋２ ． Ｏ ｍ （ 中间带 ）＋ ２×１ ． ５ ｍ（ 右 侧 硬 路 肩 ）＋２×０ ． ５ ｍ（ 防
图６ 安装标高与设计标 高对 比
其 中成 桥 累积挠 度是 二期 铺装 结束 后梁 段最 外
此基 础上 得到 的安装 线形 与设 计线形 最 大差 ０ ． ４ ８ ６ ｍ， 位 移 主跨跨 中附近 ， 实 际 当中可 以操 作应 用 。 参考 文献
［ １ ］ 王伯 惠． 斜拉桥结构 发展和 中国经验 ［ Ｍ］ ． 北 京： 人 民交通 出版
第 ４期
高
虎： 大跨双塔钢箱梁斜拉桥模型计算分析
表 ５ 悬 拼模 型主梁安装标高
・ ６ ｌ・
注： 计算索力为塔端索力和梁端索力的 平均值。
（ ２ ） 安装 标高 计算 结果 采 用设计 标 高经 正装 计算得 到 安装标 高 。其 中 安 装标 高 的计 算 采 用 以往 的经 验 公 式 ： 安装标高 ＝ 设 计标 高 一竖 向位移 （ Ａ Ｈ） ， 其中 Ａ Ｈ＝成 桥 累积 挠 度 一 对 应 施 工 阶段 挠 度 Ｊ 。上 述 计 算 ， 结 果 如 图
结， 主梁在索塔及辅助墩 、 边（ 墩） 台处设竖向支承 ， 并在 索塔 与 主梁 之 间设置 横 向与纵 向 限位 装置 。丰
都二 桥结 构示 意如 图 １ 所示。
图 ｌ 丰都二桥结构示意 图（ 单位 ： ｎ １ ）
图 ２ 丰都 二桥 主梁标准断面 图（ 单位 ： ｃ ｍ）
主梁主体结构采用扁平钢箱梁 ， 将全桥划分成 １ ８ 种类型共 ９ ４ 个梁段 ， 梁段长度 ９～ １ ５ ｍ， 梁段最大
１ 工程 背 景
撞护 栏 ）＋ ２× ２ ｍ（ 人行 道 ）＋ ２×０ ． ２ ５ ｍ（ 人 行 道 栏
杆） ， 全宽 ２ ４ ． ５ ｍ（ 不 包括 结 构本 身 所 占宽度 ） 。 主
丰都 长 江 ห้องสมุดไป่ตู้ 桥 位 于 丰 都 县 城 斜 南 溪 附 近 ， 为
（ ７ ０ ． ５＋ ２ １ ５ ． ５＋ ６ ８ ０＋ ２ ４ ５ ． ５＋７ Ｏ ． ５ ） ｍ 双 塔 双 索 面
筋混凝 土形式 ， 而采用钢箱 梁形 式， 既有利于减轻 自重， 又可以通过提 前预制 缩短施 工工期 ， 是 目前大跨斜拉 桥 比
较 流行 的一种结构形式 。但 是钢 箱梁在预制完毕后 ， 其 结构尺 寸很 难调 整 ， 因此该类桥的安装线形标 高计算显
得 尤为重要 。基 于此种考虑 ， 采 用 ＭＩ Ｄ Ａ Ｓ ／ Ｃ ｉ ｖ ｉ ｌ 空 间有限元软件进行计算分析 ， 通过 对比计 算成桥 索力与设计成桥
５ 、 图 ６所示 。
主梁编 号
图 ５ 竖 向位 移 （ Ａ Ｈ）
南塔 一 ７ ． ２
北塔 １ ３ ． ６
南塔 １ ９ ． ４
北塔 １ ８ ． ４
许 范 围之 内 ， 且都 满足 索 的安全保 证 系数 大于 ３ 。
高
Ｅ
（ ２ ）关于边跨、 中跨合 拢时挠度和施工中的塔
偏 。采 用悬 拼模 型计 算 结 果 ， 合拢 挠 度 与 塔偏 均 满 足规 范 要求 ， 主梁 和 主塔受 力正 常 。 （ ３ ）基 于 以上 两点 分 析 ， 该 大 跨 双 塔 钢箱 梁 斜 拉 桥通 过有 限元 软 件 Ｍｉ ｄ ａ ｓ ／ ｃ ｉ ｖ ｉ ｌ ２ ０ １ ０计 算 得 到 的 各施 工 阶段 以及 成 桥 阶段 的斜 拉 索力 、 主 梁 主塔 位
社． ２ ０ ０ ３ ． ９ ．
侧节点 的总位移 ； 对应 阶段施工时挠度是节段拼装 （ 激活 ） 时梁 段 的位移 。
悬 拼模 型 主梁安 装标 高见 表 ５ 。 （ ３ ） 主塔 偏位 计算 结果
主塔偏 位表 见表 ６ 。 ６ 计 算结 果总 结
［ ２ ］ 林元培 ． 斜拉桥 ［ Ｍ］ ． 北京 ： 人民交通出版社． １ ９ ９ ４ ． ［ ３］ Ｊ Ｔ Ｇ ／ Ｔ Ｆ Ｓ Ｏ一２ ０ １ １ ， 公路桥涵施工技术 规范［ Ｓ ］ ．
第 ４期
北 方 交 通
・ ５ ９・
蔗枷 ｌ ｉ 娜 咖 啪
大 跨 双塔 钢 箱 梁斜 拉桥 模 型计 算分 析
高 虎
（ 山东 泰山路桥工程公司 ， 泰安
摘
２ ７ １ ０ ０ ０ ）
要： 斜 扣桥 是 一 种 由 索 、 塔、 粱 种 基 本 结 构 形 成 的 高 次 超静 定 组 合 结 构 。 典 中 主 梁常 见 的 结 构 形 式 是 钢
吊重 约为 ２ ２ ３ ｔ 。斜 拉 索每 塔 共 ２ １对斜 拉 索 ， 全桥 共
计１ ６ ８根索 ， 采用高强低松 弛镀锌 （ 或 环氧 ） 平行钢 绞
线。桥塔采用组合式桥塔， 下部是整体箱形塔墩 ， 上 部为钻石型钢筋混凝土塔架， 横梁将塔柱联成整体。
２ 建模 说 明
采用 Ｍｉ ｄ ａ ｓ ／ ｃ ｉ ｖ ｉ ｌ ２ ０ １ ０建模 ， 共７ ０ ３个 节点 ， ４ ５ ３
移、 主 梁主塔 应 力满足 规范要 求 ， 可 以指导 施工 。在
幢
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恒
ｂ ｌ ２ ｓ ｓ ｂ ６ ｓ ｍｂ ｌ ｓ ｍ ｂ７ ， ｓ ｒ ｎｂ ｌ ３ ｍ３ ｂ １ ９ ｎ ｍｂｌ ８ ｎ ｍｂ １ ２ ｎｍｂ Ｏ ｎ， ｓ Ｄ ｌ ｎ ｓ ／
主梁编号