自錨式預應力混凝土懸索橋的設計構思

1、<p>　　自錨式預應力混凝土懸索橋的設計構思</p><p>　　摘要：本文選取工程實例，從矢跨比、主梁、主塔、主纜及吊桿等方面，介紹了一座雙塔雙索面自錨式預應力混凝土懸索橋的設計構思。設計結果在滿足安全性及使用功能的前提下經濟美觀，對此類橋梁的設計具有較大參考價值。 </p><p>　　關鍵詞：自錨式懸索橋；預應力混凝土；矢跨比；雙索面 </p><p&

2、gt;　　中圖分類號：TU37 文獻標識碼： A </p><p><b>　　1引言 </b></p><p>　　自錨式懸索橋不需要修建大體積錨碇，特別適用于地質條件較差地區(qū)；同時由于主梁采用混凝土材料，可以克服鋼結構懸索橋用鋼量大、建造和后期維護費用高等缺點，故能取得良好的經濟和社會效益?，F(xiàn)代橋梁設計除了滿足自身結構要求外，越來越注重景觀設計，自錨式混凝土懸索橋

3、具有其特有的結構曲線，外觀優(yōu)雅美觀。在一定跨度范圍內，此種橋型的適用性、經濟性、美觀性達到了完美的統(tǒng)一。 </p><p>　　本文結合工程實例，對一座三跨自錨式預應力混凝土懸索橋的設計進行了研究，并著重闡述了主梁、主塔、主纜及吊桿等主要受力構件的設計構思，對同類橋梁的設計選型具有較大的參考價值。 </p><p><b>　　2工程概況 </b></p>

4、<p>　　本工程為城市內跨河橋梁，河道寬約120m，由于其位于城市繁華地段，故對橋梁的景觀性要求較高。橋位處地質條件較差，地下土多為淤泥及粘性土。經過經濟性、景觀性比選后，最終選定采用三跨雙塔雙索面自錨式混凝土懸索橋方案。橋梁全長130m，跨徑布置為30+70+30m；橋梁全寬30m，橫向布置為2.5m人行道+2m吊桿區(qū)+21m車行道+2m吊桿區(qū)+2.5m人行道。橋梁總體布置如圖1所示。 </p><

5、p>　　圖1 橋梁總體布置圖 </p><p><b>　　3 設計構思 </b></p><p><b>　　3.1矢跨比 </b></p><p>　　主纜矢跨比直接影響懸索橋結構受力，是懸索橋設計中的一個重要指標。懸索橋常采用的矢跨比為1/8~1/12，矢跨比越大，則索的拉力越小，主纜及錨固點部分工程造價會大大

6、降低，但塔高會大大增加，相應地橋塔部分工程造價會增大，反之亦然。對于中小跨徑懸索橋，矢跨比對橋梁結構受力影響并不是很明顯，故在設計中常采用較大的矢跨比以期達到較好的美學效果。在對橋梁進行安全性、經濟性及美觀性等多方面比較后，最終確定橋梁采用的矢跨比為1/5。 </p><p><b>　　3.2 主梁 </b></p><p>　　鋼結構主梁具有自重輕、剛度大、收縮、

7、徐變變形小及施工方便等優(yōu)點，大跨度懸索橋主梁較多采用鋼結構。早期懸索橋主梁一般為鋼桁梁，和鋼桁梁相比鋼箱梁具有穩(wěn)定性好、抗扭剛度大等優(yōu)點，所以鋼箱梁在現(xiàn)代懸索橋設計中應用越來越廣泛。但鋼結構主梁都不可避免地有用鋼量大、建造和后期維護費用高等缺點，故應用起來常有很大的局限性?；炷林髁耗苊黠@克服上述缺點，在滿足結構受力的前提下經濟耐用，故其在中小跨徑懸索橋設計中被廣泛采用。 </p><p>　　經過多種指標比選，

8、最終確定本橋主梁采用預應力混凝土現(xiàn)澆箱梁，梁高2.0m，為滿足主纜錨固要求，在梁端位置主梁局部加高到3.0m。主梁全寬30m，橫橋向共設置了6道腹板，以保證主纜水平力的有效傳遞。順橋向每隔4m設置一道橫隔板，并配置橫向預應力，來傳遞吊桿拉力。主梁配置15-12縱向通長預應力束及15-7墩頂短預應力束，以滿足抗裂計算要求。 </p><p><b>　　3.3 主塔 </b></p>

9、;<p>　　本橋采用塔墩固結體系，主塔采用框架結構形式，橋面以上塔高25m，塔頂設置橫梁。由于塔高及橋塔受力均較小，所以橋塔及橫梁均采用實心混凝土結構。橋塔頂部采用花瓶形造型，橫梁采用變截面形式，以增加橋梁的觀賞性。 </p><p>　　3.4 主纜及吊桿 </p><p>　　主纜及吊桿是懸索橋的主要受力構件，也是此類橋梁設計的難點所在。經計算，成橋主纜最大拉力達620

10、0KN，主纜采用直徑5mm高強平行鋼絲，標準強度1670MPa，單根主纜由7股127根鋼絲束組成，主纜直徑為170mm。通過設置于塔頂?shù)蔫T鋼索鞍及錨固端的散索夾，來使主纜準確就位。全橋共設置42根豎直吊桿，均采用7-73絲平行鋼絲成品索。 </p><p><b>　　3.5 施工流程 </b></p><p>　　1）橋梁基礎施工；2）橋梁墩臺及主塔施工；3）安裝索

11、鞍，架設主纜導向索；4）施工主梁并張拉縱、橫向預應力束；5）架設主纜；6）緊纜、調整主纜線形，安裝索夾及吊桿等；7）張拉吊桿，拆除主梁支架；8）橋面鋪裝及附屬結構施工；9）按順序調整吊桿拉力至合理值，成橋。 </p><p><b>　　4 結語 </b></p><p>　　自錨式預應力混凝土懸索橋具有結構合理、線形美觀及工程造價低等優(yōu)點，適合于對景觀要求較高的中小

12、跨徑橋梁。本文結合工程實例，從矢跨比、主梁、主塔、主纜及吊桿等方面對此類橋梁進行了設計分析，探討了此類橋梁受力及結構選型的特點，本文可作為同類橋梁設計分析的參考。 </p><p><b>　　參考文獻 </b></p><p>　　[1]懸索橋 北京: 人民交通出版社, 2011. </p><p>　　[2]懸索橋手冊 北京: 人民交通出版