自锚式悬索斜拉协作体系设计与景观

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1、56桥梁结构城市道桥与防洪2011年5月第5期自锚式悬索一斜拉协作体系设计与景观任宏业，任国红，王青桥(上海林同炎李闫豪土建工程咨询有限公司，上海市200092)摘要：自锚式悬索一斜拉协作体系桥梁是一种改良型自锚式悬索桥体系，是中跨采用吊杆，边跨采用斜拉索的一种协作体系桥梁。以某项目工程为例，介绍了该桥的桥型景观方案、桥梁总体布置和设计难点处理，并进行了桥梁结构分析。关键词：自锚式悬索桥；斜拉桥；协作体系；设计；景观中图分类号：U442．5文献标识码：13文章编号：1009—7716(2011)05—0056—04然、独一无二的理

2、念，且可以融合当地的山水景观0引言及地域文化。近年来，城市桥梁景观要求日益提高，自锚式(2)结合桥位地形、地质、通航、防洪等要求及悬索桥作为城市景观效果较好的一种桥型得到了下穿横向道路，选择合理的桥跨组合，且桥梁本身大力发展。自锚式悬索桥有着其他桥型不可比拟必须具有多视角的可观赏性。的优点，如：避免了传统地锚式悬索桥的缺点，不(3)避免常水位下水中设墩，以免破坏城市河需要修建大体积锚锭，对桥位处地质条件要求宽道整体自然景观。松；保留了传统悬索桥的外形，在主跨1O0～2001TI设计桥位处河床宽度约300m，其中东侧约跨径范围内的城

3、市桥梁方案比选中具有较强的竞160m为水面，西侧约140m为漫滩，东岸已建成争力。但是，如何在现有常规自锚式悬索桥基础驳岸，西岸为自然堤岸。方案构思前期，通过对现上，结合合理的结构设计理念，改良桥型景观效果有自锚式悬索桥、斜拉桥、拱桥桥型仔细研究，充是下一步桥梁景观师努力的方向之一。分吸收各类桥型的特点，方案设计中将3种桥型现阶段的自锚式悬索桥主梁大多采用混凝土特点巧妙融合，提出自锚式悬索一斜拉协作体系结构，根据自锚式悬索桥的受力特点，成桥后的主受力结构。该方案的新颖设计获得了领导及专家梁将承受着巨大的压力，选用混凝土结构可以充组

4、的一致认可，投标获得方案设计第一名，桥梁景分发挥其抗压优势，且后期养护费用较低。但是，观效果图如图1所示。由于桥型结构本身的受力特点，选用混凝土主梁同样也产生结构受力上的弊端，如：加劲梁因收缩、徐变效应缩短而导致边跨主缆松弛；索塔受到主缆不平衡水平力因收缩、徐变日益增加；加劲梁中跨下挠等。因此，如何减小因自锚式悬索桥桥型特点而产生的结构受力弊端也是我们不断探索的方向。本文以某项目工程作为依托，对跨越城市河道的景观桥梁进行方案设计，选用自锚式悬索桥作为结构受力基础，从景观和受力角度进行一系图1桥梁景观效果图列的改进，使之景观效果独特

5、，受力合理。方案塔柱横桥向采用“拱”形结构，吸取了中1桥型景观方案同传统拱桥柔美的元素，塔柱一高一低，高塔象征1．1方案要求太阳，低塔象征月亮，体现出“日月争辉”般的诗根据招标文件要求，该桥型景观方案必须具情画意；中跨缆索、吊杆是取自悬索桥元素，主缆备以下几个方面：高低起伏，曲线优美，从桥面跨越长空，轻盈流(1)桥型景观方案必须具备超前现代、和谐自畅，结构造型生动；边跨采用斜拉索，稀疏紧绷的斜拉索边跨扇形散开，体现出刚性的张力。从景收稿日期：2Ol1一Ol一28观效果上讲，建造这样一座桥是需要将各种桥型作者简介：任宏业(1969一

6、)，男，河南信阳人，高级T程师，现从事桥梁审定工作。元素协调地融于一体，刚柔并济，“横看成岭侧成2011年5月第5期城市道桥与防洪桥梁结构57峰”，无论建在何处都将成为一座城市的地标性布置为35m+50m+168m+50m+35m+35m=373ITI，建筑。其中有索区303m。为了减小梁段转角，两侧各设1．2主桥桥跨布置35m配跨，主梁断面全宽44m，采用半飘浮体系。根据桥位处的地理特点，主桥的桥跨布置考中跨主缆通过塔顶横梁置放的转索鞍转向并锚于虑了如下几个因素：边跨混凝土箱梁中，在塔顶转索鞍外侧的塔顶暗(1)通航要求：内河VI

7、级航道，通航净高4．5m，横梁与索塔交界处锚固边跨斜拉索。东侧边跨90m净苋40m。有索区范围内设一道辅助墩，改善边跨结构受力。(2)常水位下河面宽度160I'D，洪水位时河面中跨采用叠合梁，边跨及配跨采用混凝土主梁。宽度300m。综合考虑景观因素，除少数洪水期月高、低索塔采用“拱”形混凝土结构，高塔与主梁份外，全年大部分时问中跨基本覆盖主河道，避免问完全分离，低塔从主梁机非分隔带内穿过，主塔常水位水中设墩，即一跨过河。及辅塔处的梁底支座设横向限位装置，边墩及辅(3)在满足功能、景观的要求下，施工方便、经助墩处设置纵向滑动支座，仅

8、提供竖向及横向约济。束。总体布置立面如图2所示。综合以上因素，锁定桥梁主跨跨径160～180m中跨采用钢一混凝土叠合梁结构，形主纵之间。梁采用闭口矩形断面，单侧梁宽4．5m，梁高3．0m，1．3塔高确定横桥向设钢横梁，梁高3m，间距8Ill与吊杆吊