无背索斜拉桥结构设计与施工

无背索斜拉桥是一种新型斜拉桥,其造型独特,且极具视觉冲击,适合于对景观要求较高的城市桥梁。为了全面了解其结构构造、受力特点及动力特性,以某无背索斜拉桥方案设计为例,详细介绍了主塔、主梁、拉索等主要构件结构设计,并通过建立三维有限元模型,分析了其动力特性与稳定性。结果表明,一阶失稳模态为主塔侧弯,其稳定系数偏高,主塔截面仍有优化空间。另外,分析了无背索斜拉桥的斜塔倾角及主梁截面形式选取等关键技术问题,并介绍了无背索斜拉桥施工方法     

斜塔无背索部分斜拉桥结构设计研究

结合工程实例,研究了斜塔无背索结构的静力平衡、结构特征以及设计计算方法,提出了斜塔无背索斜拉桥结构的分类原则、设计参数及构造特征,研究结果表明:斜塔无背索斜拉桥可按塔梁刚度比进行分类,柔塔刚梁类属于部分斜拉桥的范畴,设计参数主要采用竖向荷载分担率Ψ和拉索活载应力幅[σ]两个指标,构造上具有桥塔较柔且倾向边跨、主梁较刚且多跨连续、拉索以竖琴形为主等特点,设计计算重点在一般结构分析,常采用空间梁格法.     

双肢人字形独塔斜拉桥整体温度效应影响研究

为了造型新颖美观,一些市政桥梁设计采用了异形独塔斜拉桥设计,索塔形状设计上也别出心裁,如出现了桥塔纵向布置为"人字形"的异形独塔斜拉桥。为考察此类结构的受力特性,以某双肢人字形独塔斜拉桥为例,采用Midas有限元程序计算分析了在整体温度效应作用下,通过改变桥梁连接方式,对比分析了主梁、主塔与副塔结构的应力分布情况。分析结果表明:主塔、副塔固结或者竖向支撑主梁,结构整体温度效应产生的桥塔最大拉应力发生在在副塔塔底处,且均超过4 MPa;主塔固结,副塔与主梁分离的情况下,整体温度效应产生的应力较小,最大拉应力小于1MPa。即随着副塔塔梁处刚性连接的释放,主塔及主梁的整体温度应力也随之减少。因此,采用主塔与主梁固结,副塔与主梁完全分离的边界形式能有效地减小整体升温作用下桥塔的应力,是较为适宜的桥塔边界形式。     

独塔单索面斜拉桥结构设计及技术创新

北方某独斜塔斜拉桥,拉索呈单索面稀索体系布置。该桥为混合梁斜拉桥,主跨采用正交异性桥面板钢箱梁,边跨为预应力混凝土连续箱梁,跨径布置为(51+120)m。主塔采用钢混组合式桥塔,索塔锚固区采用钢锚箱结构。钢箱梁主梁为单箱多室结构,宽度大,梁高小,索梁锚固区域采用梁式钢锚箱连接。该文介绍了该桥的结构设计及关键技术创新,为今后类似工程提供经验和借鉴。     

既有无背索斜拉桥合理内力状态的分析

无背索斜拉桥经过多年运营后,由于多种因素的影响,可能没有处于一个合理的内力状态,存在一定的安全隐患。该文以金州大桥无背索斜拉桥为工程背景,针对既有结构分析其合理内力状态。首先介绍了从调索前的初始状态转化到最终合理目标状态的索力调整思路;然后将金州大桥主桥调索前主梁线形、主塔偏位和索力的实测数据与设计值进行对比,发现该桥的主梁和主塔线形状态及索力状态均不满足要求,并基于实测的线形和索力数据对有限元模型进行修正,使模型状态逐步逼近于实际情况,进而得到调索前主梁和主塔内力状态的理论值;最后对该桥进行可行域分析,得到了恒载状态下应力的可行域,从而确定了该无背索斜拉桥的合理内力状态及其对应的斜拉索索力。     

地锚式万向铰独斜塔斜拉桥温度效应分析

地锚式万向铰独斜塔斜拉桥结构体系新颖,为分析温度荷载作用下该类桥梁成桥状态的结构响应,以三亚海棠湾河心岛景观桥(主跨99.8 m钢斜塔双边工字钢梁独塔斜拉桥)为工程背景,建立桥梁结构有限元模型,分析体系温差、日照温差、索梁(塔)温差对桥塔偏位、主梁线形以及索力的影响.结果表明:体系温差下桥塔以纵向弯曲和纵向偏转为主,体...     

日本梦翔大桥的设计与施工

日本梦翔大桥由2跨PC连续箱梁桥和3跨PC连续矮塔斜拉桥组成,跨越熊野河的陡峭峡谷.矮塔斜拉桥采用高强度、自密实混凝土,使上部结构更加细长,地震响应程度有所减小.矮塔斜拉桥桥墩采用柱式墩身,沉箱式桩基础;桥塔为Y形倾斜结构,桥塔中预埋钢锚箱,塔端斜拉索锚固在其中;箱梁中设置12×φ15.2体内预应力钢束和19×φ15.2的体外预应力钢束,梁端斜拉索锚固在混凝土桥面翼板的加劲肋上;斜拉索采用27×φ15.2的多股钢绞线束.大桥主梁采用挂篮对称悬臂浇筑,桥塔混凝土浇筑与斜拉索的安装和张拉同步进行,斜拉索采用主梁两端翼板下方4个千斤顶依次同时安装和张拉.     

斜拉拱式协作体系桥梁地震响应分析

为了解斜拉拱式协作体系桥梁地震响应规律和特点,指导该类桥型抗震设计与研究,以大连市翔凤河桥——(40+90.5)m斜拉拱式协作体系桥为研究对象,采用有限元软件建立该桥三维有限元模型进行动力性能分析,利用地震反应谱和时程分析方法分析三向地震作用下结构的位移和内力,以及结构非线性对地震响应的影响。结果表明:斜拉拱式协作体系桥梁的动力性能主要振型符合无背索斜拉桥的特点;结构在纵向和横向地震作用下的位移和内力均比竖向地震作用大;在纵、横向地震作用下桥塔于塔梁拱交接位置产生最大内力,拱肋于1号墩处拱脚位置产生最大内力,应特别重视该桥塔梁拱结合处的桥塔和拱肋截面的抗震设计;结构非线性对该桥地震响应的影响比较明显,地震分析计算时应考虑结构非线性。     

三亚海棠湾人行景观斜拉桥总体设计

三亚海棠湾人行景观桥以环形观景平台"云戒"为主题,展现了人行桥的大气造型和时代特征,成功打造了海棠湾新地标景观.大桥采用不对称地锚背索—桅杆式钢斜塔斜拉桥方案,钢塔底部设置大吨位万向球型钢支座,桥塔倾角60°,通过后地锚背索、前锚索及主梁拉索,有效保证底部铰接的斜塔受力稳定,钢梁采用双边"工"字形边主梁—钢桥面板整体断...     

无背索竖琴式斜拉桥合理结构体系分析

从无背索斜拉桥不同于常规的斜拉桥的受力特点出发,比较了无背索斜拉桥与常规直塔斜拉桥的力学行为差异.以长沙市洪山大桥--单索面竖琴式斜塔斜拉桥为工程背景,结合收集到的国内外目前已建和在建无背索斜拉桥的相关资料,参照Alamillo桥和其他同类桥型的相关资料,根据塔、梁、索的布置形式对其进行分类,并详细分析了各种类型的受力特性,为无背索斜拉桥的结构设计提供参考.     

无背索斜拉桥动力特性的参数影响分析

以某座主跨120m的双斜塔无背索斜拉桥为工程背景,采用有限元软件midas Civil建立单主梁有限元模型,分析虚拟刚臂截面尺寸和材料弹性模量的取值对结构基频的影响程度,并研究前9阶振动频率和振型,最后通过改变材料的弹性模量,分析斜拉索刚度、主梁刚度和主塔刚度的改变对结构振动频率和振型的影响。结果表明,刚臂截面的宽度对结构基频影响最大;斜拉索的刚度对结构的整体刚度影响很小,其中塔的纵弯对斜拉索刚度的改变比较敏感;增大主梁的刚度可以调整主梁和主塔振动形式出现的先后顺序;主塔刚度的增加,使主梁的侧向扭转振型后移。     

洪都大桥北主桥主通航孔桥结构设计

洪都大桥北主桥跨越江西省南昌市的赣江北支,其主通航孔桥为109 188 88m独柱斜塔空间扭面背索斜拉桥,墩、塔、梁固结,其中188 m主跨为扁平钢箱梁,109 m边跨主梁为预应力混凝土边箱梁,桥塔采用独柱斜塔,塔高150 m。斜拉索间距混凝土箱梁侧为4.5 m,钢箱梁侧为12 m,边跨混凝土箱梁侧为双索面,主跨钢箱梁侧为准单索面。该文主要介绍了洪都大桥主通航孔桥的结构总体设计,可为同类工程提供参考。     

浏阳河洪山大桥异形斜拉桥主梁空间受力及稳定性分析

采用空间剪力柔性梁格离散桥面结构，建立了大悬臂钢脊骨箱梁主梁－混凝土桥面组合截面徐变内力重分布计算的初应变法，编制了模拟无背索斜塔异形斜拉桥施工过程和使用阶段的空间内力及稳定分析程序，以此为基础，分析计算了长沙市环线浏阳河洪山大桥无背索斜拉桥主梁内力分布规律，徐变内力重分布对结构内力分配的影响，结构的整体稳定性安全系数等，为该桥的设计施工提供了依据。     

超宽幅主梁扭背索独塔斜拉桥总体设计

厦漳同城大道沙洲岛特大桥西溪主桥采用(88+200) m扭背索独塔斜拉桥,塔墩梁固结体系。主梁采用钢-混混合梁,其中主跨为整幅钢箱梁,梁宽47 m;边跨为预应力混凝土箱梁,梁宽51 m;钢-混结合面位于主跨距桥塔理论跨径线15 m处。桥塔采用独柱式钢筋混凝土斜塔,总高134.6 m,桥塔向边跨倾斜8°,其下布置整体式承台,钻孔桩群桩基础。斜拉索采用标准抗拉强度1 670 MPa平行钢丝拉索,边跨斜拉索为双索面空间扭背索,主跨斜拉索为准单索面。针对超宽桥面,采用空间梁格法分析剪力滞的影响,将混凝土梁纵腹板由6道增至8道。按3 m顺桥向标准间距设置钢箱梁实体式横隔板,可使该桥宽幅主梁偏载、扭转效应导致的应力增量控制在允许范围内。对塔墩梁结合部进行有限元精细化分析,针对应力集中情况,优化局部构造和配筋设计,经计算,优化后结构受力满足设计要求。     

无背索竖琴式斜拉桥混凝土斜塔柱合理结构型式分析

无背索斜塔斜拉桥不同于传统的直塔斜拉桥,它是斜拉桥的一种特例,独特之处在于它不设背索,依靠塔柱的自重来平衡桥面恒载和活载,打破了传统直塔斜拉桥的设计理念,改善了桥梁结构和自然景观之间的关系,达到了斜拉桥造型优美独特的效果。以长沙市洪山大桥——单索面竖琴式斜塔斜拉桥为工程背景,参照A lam illo桥和其他同类桥型的相关资料,借助平面及空间有限元分析方法这一手段,从设计的角度通过改变一些重要的设计参数对无背索竖琴式斜塔斜拉桥之混凝土斜塔的合理结构型式进行了探讨,为同类型桥梁的设计提供参考。     

多跨斜拉桥双钢管-混凝土组合结构桥塔静力与抗震研究

为研究双钢管-混凝土组合结构桥塔在多跨斜拉桥中的应用,以一座7塔8跨斜拉桥模型为背景,对双钢管-混凝土组合结构桥塔的静力及抗震性能进行分析.采用极限状态设计法检验桥塔的安全性,在中等强度地震波和超强地震波作用下,通过比较桥塔横梁处主梁在纵向可移动连接、线弹性连接及双线弹性连接3种支承条件下的地震响应评估桥塔的抗震性能.分析结果表明:隔跨布置活载引起的主梁及桥塔弯矩大于满跨布置荷载引起的主梁及桥塔弯矩;桥塔越高产生的位移和弯矩越小;塔顶响应和塔底弯矩在可移动支承条件下最大,在双线弹性连接条件下最小.双钢管-混凝土组合结构桥塔适用于多跨斜拉桥,主梁与桥塔横梁处采用双线弹性连接方式,桥塔的抗震性能最好.     

琴桥桥塔拉索锚下锚固区局部应力分析

大连开发区琴桥是1座主跨度112m的独塔竖琴式单索面单背索斜拉桥,该桥主塔结构形式独特,背索的索塔锚固区受力复杂。采用ANSYS程序中的空间块体单元,对该桥塔背索锚固区下的区域进行局部应力分析计算,并通过光弹模型试验,与计算结果进行对比分析,为设计提供依据,对同类型的桥梁设计有一定的设计参考价值。     

曹妃甸通港互通立交无背索斜拉桥设计

唐曹高速公路通港互通立交为一座独塔单索面无背索斜拉桥,桥梁全长120 m,跨径组合(47+73)m,全宽34 m,主梁、塔、墩均采用全混凝土结构。针对该桥特点,其设计在结构处理方面与以往无背索斜拉桥均不同,首次采用塔梁分离,梁墩固结结构形式,并且主梁结构采用分幅式箱梁,受力简单,施工方便,避免了整体式宽桥的一些弊病。介绍该桥结构处理及受力特点,并介绍其结构计算。     

长挑臂宽主梁斜拉桥地震响应及抗震分析

为了研究材料非线性和竖向地震动对长挑臂宽主梁斜拉桥地震响应的影响,分别按照弹性梁单元和弹塑性纤维单元建立了全桥有限元模型,采用非线性时程反应方法,对比分析了该桥的动力特性和地震响应。研究表明:弹性模型的各阶周期明显大于纤维模型,且两者对应的振型出现在不同的阶数;不管峰值加速度(PGA)大小如何,弹性模型都会大大高估主塔的地震内力响应,低估其位移响应,且PGA越大,误差也越大;竖向地震动对主塔纵桥向的地震响应影响较大,对横桥向影响很小;随着PGA的增大,竖向地震动的影响也越大,不仅会大幅增大主塔的内力响应,而且会改变主塔的位移分布规律。因此,长挑臂宽主梁斜拉桥的抗震分析必须同时考虑材料非线性和竖向地震动的影响,尤其当PGA较大时。     

南昌英雄大桥英姿乍现

2008年7月7日，南昌市英雄大桥主塔挂索施工正有条不紊地进行，英雄大桥风采渐显。英雄大桥是一座独柱斜塔空间扭面背索斜拉桥，位于赣江北支，距现有赣江铁路桥下游约880m。英雄大桥全长705m，桥面有效宽度为35m，设计为双向八车道，桥塔高约150m，全桥共布置斜拉索34对，正、背索面各半。