铜陵公铁两用长江大桥斜拉索锚固参数设计研究

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1、铜陵公铁两用长江大桥斜拉索锚固参数设计研究李伟，张强67铜陵公铁两用长江大桥斜拉索锚固参数设计研究李伟，张强(中铁大桥勘测设计院集团有限公司，湖北武汉430056)摘要：铜陵公铁两用长江大桥为主跨630m的钢桁梁斜拉桥，斜拉索为三索面平行钢绞线拉索。为使该桥斜拉索的设计锚固参数精确可靠，从钢绞线斜拉索的构造、设计原理、各影响因素等方面进行研究。研究表明：钢绞线斜拉索虽在索体构造上不同于平行钢丝斜拉索，但实际锚固点是一致的；锚固参数设计时，成桥索力应按推导水平力用的水平角准确采用，应计入主梁预拱度的影响，桥

2、塔预偏不大时可忽略。关键词：公路铁路两用桥；斜拉桥；斜拉索；钢绞线；锚固；参数中图分类号：U448．27；U443．38文献标志码：A文章编号：1671—7767(2013)06—0067—051引言相应采用三索面形式，且三索面呈空间相交状，梁端斜拉索是斜拉桥的重要组成部分，斜拉桥桥跨锚固于主桁各节点，塔端锚固于上塔柱索锚固区段。结构自身的重量和所承受的活载主要通过斜拉索传采用具有强度高、施工安装方便、运营期间更换容易递到桥塔上]。斜拉索在张拉、锚固时，要求必须等优点的钢绞线斜拉索。全桥共228根斜拉索，

3、其保证锚垫板与斜拉索垂直¨3]。如果在设计中不考虑截面设计为61～127根钢绞线，锚具规格6种，设计垂度等因素的影响，斜拉索与锚垫板可能会不垂直，索长为98～337m。斜拉索与预埋管相接触会给斜拉索施加不必要的约该桥斜拉索数量多、规格大、同塔梁的空间关系束，使斜拉索在预埋管出口产生折点，严重时会影响复杂，斜拉索的锚固参数设计必须充分考虑相关因斜拉索的正常工作。因此，斜拉索在主梁、桥塔上锚素的影响，以使其具有足够的精度，保证成桥后斜拉固参数设计的准确性是保证斜拉索正常工作的重要索能正常发挥作用。前提。3钢绞

4、线斜拉索构造2工程概况为了准确进行锚固参数设计，首先对钢绞线斜铜陵公铁两用长江大桥为(90+240+630+240拉索的构造进行分析，比较其同普通平行钢丝斜拉+90)m五跨连续钢桁梁斜拉桥(见图1)，下层通索的异同。行2线合福客运专线及2线合庐铜I级铁路，上层钢绞线斜拉索构造如图2所示。从图中可看通行6车道高速公路。出，索体存在多个约束、调整钢绞线形状的装置，如主梁设计为3片主桁的结构形式，因而斜拉索索箍、减振器、夹片、锚具(锚垫板同螺母或锚板间1290240630图1铜陵公铁两用长江大桥立面布置示意收稿

5、日期：2013—04—11作者简介：李伟(1982一)，男，工程师，2004年毕业于武汉理工大学道路与桥梁工程专业，工学学士，2007年毕业于武汉理工大学道路与铁道工程专业，工学硕士(E—mail：22954503@qq．corn)。68世界桥梁2013，4l(6)的约束)等。这些装置大致可分为两类：一类是斜拉间均为刚性约束。索内部对单根钢绞线的约束，如索箍、夹片等，另一锚固参数设计考虑垂度效应所需的斜拉索实际类是对整束斜拉索的约束，如减振器、锚具等。锚固点应为整索的刚性约束。钢绞线斜拉索整索约平行钢丝斜

6、拉索构造如图3所示。其索体、锚束中减振装置为对整索的弹性约束，只有锚具对索头等均由工厂整体制造，整体性好]。图3表明其体的约束可视为刚性。因此在实际锚固点确定上，约束条件简单明确，张拉端、锚固端的螺母同锚点板钢绞线斜拉索同平行钢丝斜拉索无差别。(fl,)张拉端图2钢绞线斜拉索构造张拉端一——锚固端图3平行钢丝斜拉索构造4锚固参数设计原理及程序思路为了使斜拉索的设计符合总体计算的假定，需将名义锚固点(计算假定的斜拉索锚固点)同实际锚固点关联起来，对斜拉索的锚固参数进行设计。4．1悬索垂度理论在两实际锚固点间

7、，斜拉索在两端张力及自重作用下，其线形为桥塔实际锚固点与主梁实际锚固点之间的悬链线，在其所在平面内服从垂度理论](见图4)。设P为斜拉索单位长度自重，令：m—／PZ==L／2m则索长：L一h+EL×sinh(Z)／Z](1)曲线长：h图4悬索垂度理论一(2)，．ctg^(z)±每SB,tgyB，A一——A(3)交点处曲线的斜率：D'／铜陵公铁两用长江大桥斜拉索锚固参数设计研究李伟，张强69由上述悬索垂度理论可知，不同的索力作用下锚固控制形式确定的函数，计算出锚固设计的基本斜拉索的垂度曲线也将不同。为保证斜

8、拉索能正常参数——实际锚固点坐标及水平角。工作，其锚固参数设计应按成桥状态考虑，则垂度理模块二：锚固结构尺寸计算。依据模块一的输论的重要参数(斜拉索的水平力)，应由整体计算出结果(锚固点坐标及水平角)，计算相应的锚固结程序输出的成桥索力按对应的水平角度推算。构尺寸。4．2锚固参数设计控制方式具体介绍模块一中如何用悬索垂度理论计算出锚固参数设计需结合实际的控制形式，利用悬锚固设计的基本参数，步骤如下。索垂度理论，修订实际锚固点直