大跨度混合梁斜拉桥合理成桥状态的确定

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1、2011年7月第7期城市道桥与防洪桥梁结构87大跨度混合梁斜拉桥合理成桥状态的确定欧阳锦，曾天宝(南昌市城市规划设计研究总院，江西南昌330038)摘要：以九江长江大桥为工程背景，以平面杆系有限元程序FBRCALsUO和sus_CALsUO为计算软件，采用恒载平衡法、应力平衡法和最小二乘法相结合的综合法，以控制结构在正常使用荷载作用下主梁的上、下缘的最大、最小应力为主要目标，以调整索力为主要手段，综合考虑恒载、活载、预应力及配重荷载等因素的影响，采用基于正装计算的优化法确定合理成桥状态。以这种方法确定的合理成桥状态与设计数据相比较，比较结果表明，这种方法

2、的结果是准确、可靠的。关键词：混合梁斜拉桥；合理成桥状态；综合法中图分类号：U448．27文献标识码：A文章编号：1009—7716(2011)07—0087—06斜拉索的索力从自身出发应该满足：既不能小于0前言斜拉索垂度要求的最小索力，也不能超出材料允混合梁斜拉桥充分发挥混凝土材料的压重作许的最大索力；另外，要求索力分布均匀，基本按用和钢材跨越能力大的优势，受力性能较传统斜照短索索力小、长索索力大的递增趋势分布。但拉桥有很多优势，也更经济，已成为大跨度斜拉是，对特殊情况如塔梁固结时，第一对拉索索力通桥的主要发展趋势之一。为保证桥梁结构建造过常采用较大的

3、值。程中的受力安全和建成后的内力、线形满足设计(2)主梁弯矩要求，对混合梁斜拉桥合理成桥状态的确定进行主梁恒载弯矩要求控制在“可行域”内并尽量研究是很有意义的。居中。由于拉索索力较小的变化都能引起主梁内目前用于确定斜拉桥合理成桥状态的方法很力较大的变化，所以主梁弯矩最小化是确定合理多，主要有刚性支承连续梁法、零支反力法、零位成桥状态的主要控制目标。移法、内力平衡法、指定应力法、弯曲能量最小(3)主塔弯矩法、弯矩最小法、用索量最小法、影响矩阵法、应主塔恒载弯矩不宜过大，否则后期的混凝土力平衡法等，但孤立地使用某一种方法很难得到收缩、徐变导致的索塔应力重分布

4、会对索塔不利；令人满意的结果。本文采用恒载平衡法、应力平考虑活载影响主塔塔顶向边跨适当预偏。衡法和最小二乘法相结合的综合法，并以控制结(4)边墩和辅助墩反力构在正常使用荷载作用下主梁的上、下缘最大、边墩和辅助墩反力在恒载作用下要有足够的最小应力为主要目标，综合考虑恒载、活载、预应压力储备，在活载作用下不出现负反力。力及配重荷载等因素的影响，采用基于正装计算2综合法确定合理成桥状态计算步骤的索力优化法来确定斜拉桥的合理成桥状态。综合法确定合理成桥状态的步骤如下：1综合法确定合理成桥状态的原则(1)结构尺寸的初步拟定。综合法的主要思想是：以控制主梁截面上、下

5、初步拟定桥型布置、主要截面尺寸、边跨配缘最大、最小应力作为控制条件，根据主梁截面重、施工过程配置的前期预应力等基本数据。组合应力确定出“最小预加力”，同时结合施工配(2)用恒载平衡法初拟索力。置预应力，从而确定出主梁恒载弯矩“可行域”。对于主跨，忽略主梁抗弯刚度的影响，根据竖在“可行域”内，综合考虑主梁、主塔、斜拉索、辅向力平衡条件，由每根索所支承的主梁恒载重量助墩的受力，建立索力优化模型，应用最小二乘得到主跨拉索的索力；对于边跨，忽略塔的抗弯刚法原理调整索力，使结构达到合理成桥状态。用度，则根据主边跨拉索的水平分力相等原则，可得综合法确定合理成桥状态须

6、考虑以下原则：到边跨拉索的索力。(1)索力分布(3)索力适当调匀。对全桥索力进行适当调整，调整原则是在第收稿日期：2011-02—242步得到的梁、塔弯矩状态基础上，将索力按短索作者简介：欧阳锦(1968一)，男，江西兴国人，高级工程师，一级注册结构工程师，注册造价工程师，从事道桥专业设计工作。索力小、长索索力大的递增规律调匀。88桥梁结构城市道桥与防洪2011年7月第7期(4)计算主梁活载应力包络图。九江长江大桥为双塔混合梁斜拉桥，主桥跨径利用第三步调整后的成桥状态作为初态，进为70m+75m+84m+818m+233．5m+124．5m=行活载计算，

7、包括车辆荷载、温变荷载、成桥运营1405m。该桥主梁采用钢箱梁与混凝土箱梁的组合10a的混凝土收缩徐变的影响量，得到不计恒载梁，梁段划分为：0．9m(伸缩缝)+260．6m(混凝土主的主梁活载应力包络图。梁)+7．5m(结合段)+l135．1m(钢箱梁)+0．9m(伸(5)预应力设计或配重。缩缝)，结合段伸入主跨32．5m，总体布置如图1。桥根据第3步获得的成桥状态主梁恒载轴力面全宽为38．9m(含风嘴)，顶面宽36．9m，底面宽Ⅳd及第4步的主梁活载应力包络图，计算主梁最23．3m，梁高为3．6m，其中混凝土主梁可以分为A、小预应力，然后布置主梁中预应

8、力，布置时考_B、c、D、E、F、G、HK、L、M共12种截面，采用C55虑两方