探讨矮塔斜拉桥结构及设计特点

２０１５年第８期　（总第２５８期）　黑龙江交通科技　ＨＥＩＬＯＮＧＪＩＡＮＧ　ＪＩＡＯＴＯＮＧ　ＫＥＪＩ　Ｎｏ．８，２０１５　（Ｓｕｍ　Ｎｏ．２５８）　探讨矮塔斜拉桥结构及设计特点　林晨，郭海波　（浙江省科威工程咨询有限公司）　摘要：在工程建设中，设计人员需要正确认识到矮塔斜拉桥设计过程中容易出现的问题，再结合本次工程　中质量控制的要求，不断优化设计方法，保证矮塔斜拉桥设计具有可行性。　关键词：矮塔斜拉桥；结构；设计特点　中图分类号：Ｕ４４５　１矮塔斜拉桥设计要点　文献标识码：Ｃ　文章编号：１００８—３３８３（２０１５）０８—０１５３—０１　（１）能进一步压缩桥梁建筑高度，进而减少桥梁长度；　（２）减小桥塔高度；（３）强化斜拉索抗疲劳能力。在混凝土　主梁设计中，要保证斜拉桥主跨径为（２００±１００）ｍ。　在材料选择中，主梁、墩身等采用高标号混凝土，主梁采　用Ｃ　，主塔、墩身等采用Ｃ卯。在主梁梁高确定中，可以参考　公路斜拉桥设计细则的相关内容。同时要表明矮塔斜拉桥　不同拉索所承担的荷载，与普通桥梁不同的是，矮塔斜拉桥　桥梁的大小与拉索用量相关，拉索数量越大，则梁高可选用　的数值越小。在确定主塔墩尺寸时，需要将主塔桥面以上高　度控制在主跨跨径１／１０左右，并随着塔高的增大而增大，最　终达到改善主梁受力结构的目的。　２矮塔斜拉桥结构与设计分析　２．１矮塔斜拉桥主梁设计　与其他种类桥梁相比，矮塔斜拉桥最突出的特点就是塔　高小，这一特点导致斜拉索与主梁之间的夹角小，其所提供　的竖向分力能大幅度抵消梁体所承受的竖向内力。从客观　角度来讲，主梁上所承受的压力、弯力等均是由梁体与斜拉　索共同完成的，主梁是承受弯压力的关键。同时，主梁材料　变截面箱梁也是一种具有良好应用价值的设计方案，通常采　用单箱三室、单箱单室等截面设计方案。　统计若干著名矮塔斜拉桥主梁设计参数，具体资料见　表１。　表１　矮塔斜拉桥主梁设计参数　（２）确定缩塔锚固港式。在无特殊施工要求的情况下，　可采用传统的贯通式索鞍锚固方式与钢锚箱锚固。　与贯通式索鞍锚固相比，钢锚固箱锚固的主要方法为：　钢锚箱从常规斜拉桥斜拉索锚固引用过来。其锚固效果良　好，但造价较高，难以实现大规模推广。在设计过程中，在鞍　座区设置一定数量的抗滑装置，避免斜拉索在施工中出现任　何位移情况，也要保证能自由的完成更换斜拉索工序。常见　的鞍座结构分为分丝管构与双套结构两种形式。其中，分丝　管结构的受力效果更好。其采用了分丝技术，由多根相互平　行的钢管组成，拉索不是整数的设置在一根钢管中，而是分　别穿过分向钢管，相互不干涉。　２．３矮塔斜拉桥斜拉索布置　在一般的斜拉桥设计中，主要采用沿纵方向的全桥布索　方式，与之相比，矮塔斜拉桥中的中跨跨中、边跨、塔根处不　设置斜拉索。矮塔斜拉桥无索区长度是影响其力学行为的　重要设计参数，从多数工程的实际情况来看，塔根部无索区　长度与跨径比值与“细则”接近，但跨中无索区长度与跨径　比值则比“细则”小。在实际设计中，设计人员更是有效利　用上述特点来达到发挥斜拉索预应力效应的目的。　在设计中，主要根据拉索位置将其划分为分单索面与空　间索面，按照其在桥梁纵向布置情况将其划分为竖琴索与扇　形索。目前，我国矮塔斜拉桥在设计中，主要采用扇形索形　式，通过有效利用桥塔高度，强化拉索竖向分力情况，其主要　规格为：塔上索距：（０．８±０．２）ｍ，梁上索距（５±１）ｍ。　２．４矮塔斜拉桥体系设计中的敏感参数分析　同时，日本学者山崎淳等桥梁专家采用卢与Ｙ两种数　据对桥梁特征进行界定，其认为：缆索竖向刚度与主梁刚度　之间的比值为　…以温度为例，分析矮塔斜拉桥体系设计中的敏感参数。　在桥梁施工建设来看，温度变化会对桥梁质量产生重要影响　（主要指昼夜温差与季节温差）。为保证桥梁质量，在设计　过程中需要正确认识到温度变化对桥梁的影响。　从当前矮塔斜拉桥设计施工过程来看，昼夜温差对桥梁　的质量影响更加显著，因此在设计过程中，需要正确处理混　凝土施工质量检测的流程，通过加强对混凝土质量的控制，　降低昼夜温差变化对结构受力情况的影响。　３结束语　矮塔斜拉桥在我国的发展时间较短，属于一种新型桥　梁，具备外形优美、刚力分布均匀等优点，具备良好的发展空　间。主要讨论了矮塔斜拉桥结构设计与的相关问题，并结合　设计流程，对设计阶段的质量控制工作进行讨论。在设计过　程中，需要正确认识到矮塔斜拉桥的基本结构与特点，并结　合多中设计质量控制措施，切实解决桥梁设计中存在的问　题，推动桥梁整体结构的优化升级。　参考文献：　（　）／（　）　式中：ｓｉ代表缆索单位张拉力伸长量竖直分量；Ｇｍａｘ代表特　定缆线位置主梁在该方面竖向作用力的竖向位移情况。　上述公式的出现为矮塔斜拉桥主梁设计质量控制提供　参考数据，具备良好的应用价值。　２．２矮塔斜拉桥主塔设计　在矮塔斜拉桥主塔设计中需要考虑：拉索竖向分力所引　起的轴向压力、其所要承受的斜拉索拉力所引起的弯矩等，　只有能充分满足上述要求，才能保证主塔设计具有可行性。　矮塔斜拉桥受力能力受到主塔、主梁等因素影响，其中，主塔　的作用就是增大体外预应力筋的力臂，确保能有效承受竖向　轴分离，并通过优化斜拉索索力改善受力结构，避免出现受　力损伤现象。　（１）设计矮塔斜拉桥高度。需要正确认识到其与桥梁　主跨跨径之间的关系，再以此思考斜拉索索面布置形式、拉　索锁距等问题。在跨径等数据基本相同的情况下，塔高降　低，且斜拉索倾角减少，则主梁受到的正负弯矩绝对值越大。　收稿日期：２０１５—０２—０８　［１］刘志华．汾河六塔三索面矮塔斜拉桥的设计特点［Ｊ］．山西交　通科技，２０１３，（５）：２３—３０．　［２］武芳文，赵雷．大跨度斜拉桥施工力学行为参数敏感性分析　［Ｊ］．兰州理工大学学报，２０１１，３３（６）：１２３—１３０．　［３］吴寒冰，李凡．斜拉桥塔梁同步施工的技术研究［Ｊ］．安徽水利　水电职业技术学院学报，２０１１，（２）：１１—１３．　［４］　叶认秋．矮塔斜拉桥的结构特点和工程质量控制研究［Ｊ］．桥　梁与隧道工程，２０１２，（１５）：４９—５１．　・１５３・