辰塔公路跨黄浦江大桥索塔下塔柱设计

《辰塔公路跨黄浦江大桥索塔下塔柱设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、◎s一⋯G—s辰塔公路跨黄浦江大桥索塔下塔柱设计杨庆卫，张晨南，马晓明。[1．同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司，上海200092；2．上海青浦发展(集团)有限公司，上海，201799]摘要：花瓶型索塔是斜拉桥中常见的一种索塔形式。以辰塔公路跨黄浦江大桥新建工程为背景，建立索塔实体模型，分析低矮型下塔柱索塔结构受力特性；对温度作用的施加进行了探讨，对下横梁中预应力张拉方案等内容进行了研究和优化设计。关键词：斜拉桥；花瓶型索塔；张拉力张拉方案；优化设计0引言花瓶型索塔是斜拉桥常见的一种索塔形式，通过下塔柱内收，可以减小承台等基础尺寸

2、，利于整体基础的实现；通过中塔柱内缩，可实现平面或空间索面。上海南浦大桥、南京长江二桥、湖北鄂黄长江大桥等斜拉桥均采用了此种塔型。体型巨大的索塔分多次施工，作为多次超静定结构，不同的施工方法和施工顺序都会导致结构不同的受力状态[】，须对每一个施工环节做详细地计算分析。其中下横梁为受拉杆件，因而需设置横向预应力。根据文献E33，斜拉桥巨大刚度对桥塔下横梁内预应力钢筋的张拉会产生不利的影响，须对预应力束张拉顺序进行比选研究。索塔设计分析一般采用梁单元模型结合实体单元模型、实体有限元仿真分析、足尺模型试验分析等多种方法]。后两种方法多用于索

3、塔锚固图1索塔立面及立剖面(单位：cm)区的分析，前一种方法多用于索塔整体受力分析及局本工程位于黄浦江上游，由于航道净空要求不高，部细化分析。下塔柱高度较小，为l0．2m。为了增强受力整体性及本文以辰塔公路跨黄浦江大桥为背景，结合下塔分散传递的竖向力，下塔柱通过两片厚度0．6m、中心柱较矮的特殊性，对索塔进行整体及局部受力分析，并距5．4m的横墙及厚度为1．2～0．9rn、宽度6m的下对下塔柱进行优化设计。横梁相连；下横梁下方设置3道厚度分别为1．Om、0．6m、1．0m纵桥向竖墙。其构造如图2所示。1概述]1．1工程概况辰塔公路跨黄

4、浦江大桥是一座主跨296m的混凝土斜拉桥，其混凝土索塔采用花瓶型。索塔总高93．7m，纵桥向尺寸7～8m，下横梁横桥向长度度45l'n。下塔柱坡度1：4，中塔柱坡度1：5．026。索塔立面如图1所示。J1／2下塔柱细部尺寸及剖面(单位：cm)收稿日期：2015-o82122上踢么咯N。．32015◎1．2研究分析的主要问题塔柱根部传递的内力、支座作用力、预应力作用。中塔柱长细比较大，符合梁单元计算假定；而下塔预应力作用值为张拉值减去按照规范计算的损失柱高宽比为1．275，中塔柱、下塔柱、下横梁轴线未交值。主动预顶力根据框架模型计算确定

5、，其余作用按于一点，且存在横墙，故结构受力非常复杂，应建立实实际或全桥模型计算值取用。体模型分析。2．5温度作用施加合理的边界条件和准确、全面的荷载(作用)是依据规范，索塔受到的温度作用有系统温度、索塔模型可靠性的基础，也是建模首先需要解决的问题。左右侧面温差(±5℃)。其次，过多的下横梁预应力、张拉时间太早会引起文献E53的模型建立了一定长度的中塔柱，在建立下塔柱根部外侧受拉；预应力数量不足、张拉时间太模型中塔柱顶部施加各种荷载，即各种荷载工况下索迟，会引起下横梁中过大的拉应力。下横梁预应力锚塔上部分传递的作用力。梯度温度除了在超静

6、定结构固区处于中塔柱、下塔柱、下横梁相交节点，不应过多中引起内力变化外，还会引起温度自应力。此种方法削弱此处的截面，这就要求下横梁预应力束数量尽可忽略了温度的自应力。能少。应结合施工阶段分析，多次比选并优化设计。本文的计算模型通过施加温度场求解应力的方式最后，实体计算结果能反映局部受力不利区域。对考虑温度作用。温度场通过赋予各个结构面特定的温计算结果进行提取分析，为以后设计提供一定的参考。度值形成，然后计算温度场引起的效应，将此效应读入，叠加到其他作用引起的效应上。2模型建立整体温度考虑如下：承台顶面以下2．5m的结构，2．1模型概况

7、赋予系统温度一20℃；承台顶面以下2．5m至承台顶模型中混凝土用四面体单元模拟，预应力筋用桁面，温度从一2O～一3O℃线性变化；承台以上结构的架单元模拟。采用实体模型进行全过程施工分析，共外表面，赋予系统温度一30℃。分9个施工阶段，成桥后按照作用短期效应组合的6索塔左右侧面温差(梯度温度)考虑如下：梯度温个不利工况进行验算。度数值与整体模型相同(内外侧相差5℃)。经过计2．2建立模型的结构算，降温温度场对结构受力最不利，综合施加的温度场5m长的桩基、承台、下塔柱、纵横墙、下横梁、中如图3所示。塔柱、上横梁及相应的预应力柬。结构的激活

8、顺序与施工时序相同。2．3边界条件文献[-53通过在每个桩基顶附近的节点施加6自由度弹簧单元。多个弹簧单元等效承台底群桩6×6弹性约束。此种方法须合理地设定弹簧单元参数，刚度取值及群桩效应等内容如何考虑，此文中未提及。文