混凝土自锚式悬索桥配重设计初探

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1、70低温建筑技术2012年第6期(总第168期)混凝土自锚式悬索桥配重设计初探韩安凤f上海勘测设计研究院，上海200434)【摘要】针对塔梁分离的混凝土加劲梁自锚式悬索桥，讨论为平衡主缆锚固端上拔力的配重设置的影响因素和设计方法。选取某三跨连续自锚式悬索桥，通过调整边主跨比、垂跨比、边跨压重及调整锚固端配重分布，对自锚式悬索桥减小或消除支座上拔力的方法进行了探讨。经对比分析，边主跨比的合理设置、增大锚固端配重对减小锚固端支座上拔力作用显著；附加压重荷载应尽量靠近支座处布置；调整主缆张力，适当增加加劲梁的分担载荷，对减小支座上拔力有利。【关键词】自锚式悬索桥；主缆张力；配重设计；附加压重【中图

2、分类号】TU279．7【文献标识码】B【文章编号】1001—6864(2012)06—0070—03混凝土加劲梁自锚式悬索桥造型美观、造价低、设置辅助跨来平衡上拔力；对于有引桥的桥梁，可通刚度大、同时可以克服钢加劲梁用钢量大，在较大轴过将引桥重量压在锚固端来平衡上拔力；当桥跨受限向压力下容易压屈、建造和后期维护费用高的缺点，时，就只能通过其他方法进行。在中小跨径的自锚式悬索桥中发展迅速。但由于混(4)截面高度的影响：适当增大锚固端截面，加凝土加劲梁恒载自重大，在三跨连续的自锚式悬索桥大锚固端恒载是配重设计的重要方法；但此方法受梁中，主缆在边跨锚固端除了给加劲梁传递巨大轴力顶标高和桥梁净空限制

3、。外，还会产生很大的竖向拉力。当边跨重量不足以平(5)对于塔梁分离的自锚式悬索桥，对桥塔处衡竖向拉力时，锚固端支座会产生上拔力。在设计过支座反力还应进行考虑。防止塔梁支座脱空。程中，应尽量消除或减小支座上拔力。当主跨跨径不(6)在达到消除或减小上拔力目标的同时，应变时，虽然可以通过优化主跨加劲梁截面，减小主跨考查整体结构受力情况。恒载，来减小上拔力，但这种方法不能保证完全消除2实例分析主缆竖向拉力带来的上拔力。配重设计就是通过沿2．1工程概况混凝土加劲梁轴向合理配置恒载质量，以及采用适宜某三跨连续自锚式混凝土加劲梁悬索桥，塔梁分的主缆和吊杆布置，必要时配置附加压重，以求实现离，跨径组合为40

4、m+120m+40m，全桥总长200m，宽由桥梁上部结构自身平衡主缆张力的目的。12m，加劲梁标准梁高2．1m，锚固端加劲梁底和主塔1配重设计影响因素横梁处加劲梁底各设两个支座。经配重设计后，边跨通常主跨按受力和刚度所需的最小断面设置，沿端部梁高渐变至3m，并向支座外侧挑出4m。如图1～主跨全长不变，因而调整恒载质量分布的方法主要是图4所示。增加边跨特别是锚固端恒载，如增大边跨和锚固端梁在配重设计分析过程中，保证主跨跨径、加劲梁截面，增设锚固跨等；附加压重是通过配置结构自重截面不变，在此基础上，改变边主跨比、垂跨比∥、调以外的质量来平衡上拔力的方法。如箱型截面的边整附加压重范围、主缆张力、增

5、大锚固跨，考察成桥时跨加劲梁，可在箱室内填充附加质量，对于有引桥的锚固端支座反力F1，桥塔塔梁支座反力，桥塔处加自锚式悬索桥，可在锚固端设置牛腿，将引桥一端支劲梁轴力Ⅳ1及弯矩M1，主跨跨中处加劲梁的轴力舵承在牛腿上从而利用引桥重量作为附加压重。在实及弯矩M2的变化，并考察加劲梁上下缘应力水平，进际工程中，配重设计往往受各种因素影响，使得配重行配重设计。设计要综合考虑各方面要求，如：2．2边主跨比的影响(1)边主跨比的影响：边主跨比是自锚式悬索边主跨比即边跨与主跨跨度之比，为考察边主跨桥设计的关键问题之一，但边主跨比往往受地形和地比影响，分别取边主跨比为1／2、1／2．3、1／2．6和1／3

6、，理条件限制。计算得到成桥阶段支座反力和加劲梁内力，结果见表(2)垂跨比影响：垂跨比影响主缆的线形和l，表中支座反力为两支座反力和，正为拉，负为压。张力。从表中可看出，增大边主跨比对减小上拔力作用(3)桥跨的影响：在桥跨允许时，可在锚固跨外显著，边主跨比越大，上拔力越小，同时塔梁支座处压韩安凤：混凝土自锚式悬索桥配重设计初探7l表2不同垂跨比时主缆张力水平分量图l某自锚式悬索桥纵剖面示意图垂跨比支座反力加劲梁轴力加劲梁弯矩／kN／kN／kN·mf／LF1F2N1N2M12图2配重后纵剖面示意图从表中可看出，减小垂跨比后，锚固端处支座上拔力虽然减小，但减小幅度很小，但对桥塔处支座反力影响较大。

7、增大垂跨比，主缆张力的水平分量减J1o4oo180400J1f『LJ—机动车遒【．-JI小，主缆对加劲梁的预压力也相应减小。i2．4附加压重及分布l[][9]3『8暑为减小上拔力，对边跨40m范围内采取附加压重L84OL措施，在垂跨~Lf／t,=1／7．3情形下，分别考虑不压重、图3加劲梁标准截面(单位：len1)边跨20m压重、边跨40m压重，压重采用块石混凝土一一一灌注箱梁箱室至充满，计算结果见表4。&9