双索面无背索斜塔斜拉桥结构设计.pdf

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1、第6期（总第176期）No.6(SerialNo.176)2014年12月CHINAMUNICIPALENGINEERINGDec.2014DOI:10.3969/j.issn.1004-4655.2014.06.006双索面无背索斜塔斜拉桥结构设计黄华［上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司武汉分院，湖北武汉430077］摘要：斜塔无背索斜拉桥造型优美流畅，是一种新颖独特的桥梁结构形式，其利用塔柱倾斜来平衡桥梁恒、活载，无背索优化了桥梁结构与景观之间的协调关系。结合白水湖大桥的设计情况，对该桥的总体设计、构造特点及结构分析等进行总结。关键词：无

2、背索；斜拉桥；斜塔；结构设计中图分类号：U448.27文献标志码：A文章编号：1004-4655(2014)06-0017-03斜拉桥具有良好的力学性能、优美的景观效采用30m跨径先简支后连续预应力混凝土小箱梁。果，在桥梁建设中是极具竞争力的桥型。斜塔无背大桥的效果图见图1。索斜拉桥便是其中之一，具有新颖独特、富有力感、简洁大气等特点；但因其无背索，塔身倾斜，施工难度较大，目前为止国内外已建成的无背索斜拉桥数量相对较少。斜塔无背索斜拉桥是相对直塔斜拉桥造型的突破，无背索且后倾的塔身形状相对纤细的桥面来说表现出一种强大稳固的力量感。直塔斜拉桥在桥塔两

3、侧均有斜拉索，在恒载作用下塔两侧斜拉索水平图1白水湖大桥效果图力自相保持平衡，主塔仅在活载及附加荷载作用下[1]桥梁设计荷载等级为城-A级，人群荷载承受一定的水平力及弯矩；而无背索斜拉桥桥塔24kN/m。桥面全宽35m，具体布置为3.5m（人行无背索，桥塔的受力在斜拉索索力及自身重力作用道）+3.5m（非机动车道）+3m（索塔区）+15m（机下的悬臂梁，即依靠塔身的自重力矩平衡斜拉索的动车道）+3m（索塔区）+3.5m（非机动车道）+倾覆力矩，形成梁塔结构的平衡体系。斜塔无背索3.5m（人行道）=35m。斜拉桥空间受力特征明显，尤其是塔墩梁固接节点

4、无背索斜塔斜拉桥造型优美，选择这种桥型一部位，承受主梁的轴力、剪力、弯矩及扭矩作用。般都是由于桥址地理位置显要，对桥梁的美学要求在设计分析过程中，必须考虑结构的传力途径及截[2]较高，尤其适宜于周围视野相对开阔的城市桥梁建面材料特性对结构应力的影响。设。本桥建成后将成为当地的标志性建筑，为城市1工程概况增添一道亮丽的人文景观。白水湖大桥位于湖北省孝感市临空区白水湖大2主桥结构设计道上跨越规划白水湖处。白水湖大桥全长345m，2.1主梁主桥采用双索面无背索斜塔斜拉桥结构，墩、塔、主梁采用全钢、全焊接、正交异性桥面板的纵梁固结刚构体系，跨径组合为100

5、m+35m；引桥横梁格体系。梁高为2.4m（最高处），梁宽为35m。因本桥较宽（宽跨比1∶2.86），剪力滞现象较突出，收稿日期：2014-08-25作者简介：黄华（1979—），男，工程师，硕士，主要从事为充分发挥主梁全截面的材料受力性能，除按常规桥梁设计工作。在主梁两侧拉索区布置双主梁外，在桥轴线上增设17黄华：双索面无背索斜塔斜拉桥结构设计2014年第6期1道主梁，全桥为3根纵梁，梁距为9.25m。顺桥主梁标准节段长8m，隔板间距4m，梁高2.4m。向每隔4m设置1道中横梁（纵梁之间）与外挑悬钢梁顶板厚20～30mm，底板厚20～40mm，腹

6、臂横梁（纵梁之外），近桥塔处因塔梁固结的需要，板厚20～40mm，顶板U形加劲肋厚8mm，横将纵梁下翼缘联成整体，形成闭合箱梁，提高整体隔板厚12～20mm，钢材规格Q345q-D。钢主梁抗弯、抗扭能力。标准横断面图见图2。设计道路中心线3500030032003500300075007500300035003200300栏杆人行道非机动车道机非分隔带机动车道机动车道机非分隔带非机动车道人行道栏杆90mm沥青混合料铺装2mm防水层80mm钢纤维防水混凝土铺装除锈So2.5级，环氧富锌底漆1%2%2%2%2%1%5051012422228250925

7、092508250图2钢主梁标准横断面图2.2主塔2.3斜拉索主塔采用钢箱结构作为主要受力结构，箱内填斜拉索采用双索面竖琴形布置，全桥共设10对充C30混凝土作为平衡重，同时通过焊钉等与钢拉索，水平夹角28°。斜拉索采用整束预制、现场结构结合成一体，部分参与结构整体受力。采用单安装的直径7mm平行镀锌高强钢丝，双层PE保护，箱多室的钢箱构造，避免搭设浇筑混凝土填芯的外标准规格拉索钢丝数为139丝，锚具采用具有高疲模板以及分次填充混凝土时需要的内模板，施工极劳强度，能承受高活载应力变幅的冷铸锚。其便利。拉索梁上纵向间距8m，横向间距18.5m，主主塔

8、顺桥向宽度为4.65（塔顶）～9m（塔底），梁拉索锚固方式为板拉式；塔上设拉索张拉端，采横桥向宽度为2.25m。桥面上塔高