太原十号线独塔自锚式悬索桥参数比选.pdf

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1、第3期（总第179期）No.3(SerialNo.179)2015年6月CHINAMUNICIPALENGINEERINGJun.2015DOI:10.3969/j.issn.1004-4655.2015.03.007太原十号线独塔自锚式悬索桥参数比选戴伟[同济大学建筑设计研究院（集团）有限公司，上海200092]摘要：以太原十号线桥——独塔自锚式悬索桥为工程背景，通过静力计算和参数分析对自锚式悬索桥静力性能进行研究，分析主缆矢跨比、主桥跨径布置和顺桥向索距等对静力性能的影响。计算数据和分析结论为后续施工图设计提供参考。关键词：独塔自锚式悬索桥；总体设计；参数比选中图分类号：U

2、448.25文献标志码：A文章编号：1004-4655（2015）03-0022-03太原市十号线位于太原市南部新城，西连晋阳古城，东至东外环路，全长约23.2km。是连接南部新城及汾东商务区内部交通的主要道路，承载汾东商务区内部与太原市城市南北交通干道转换交通的重要通道。通过桥型分析，汾河上目前已建和在建桥梁方案有：梁桥、拱桥、斜拉桥等各种桥型，图2桥梁结构断面图（m）尚缺少悬索桥这一桥型。因此，十号线跨汾河桥梁桥梁立面跨径的总体布置参考目前国内已建成方案确定为“拱型单塔自锚式悬索桥”方案，方案的3座有代表性的单塔自锚式悬索桥（见表1）。效果图见图1。本文介绍该桥的桥型特点、

3、参数比[1-2]选及计算分析。表1国内已有的单塔自锚式悬索桥总体信息边中缆索矢桥名跨径布置/m主塔信息跨比跨比佛山平胜塔高138.87m，5×40+30+350+30+29.6—1：12.5大桥索鞍距桥面113m福州鼓山塔高139m，索50+150+235+350.6381：12.5大桥鞍距桥面91.4m广州猎德塔高128m，索47+167+219+470.7621：12.5大桥鞍距桥面87.6m十号线主桥两侧是2个全互通式立交，立交图1桥型方案效果图方案确定后，两侧立交中间的主桥全长为416m。1总体设计汾河桥位处河道常水位宽度是325m，考虑到主本桥采用双向8车道，两侧布置

4、人非车道，道桥两侧桥墩需避开河道两侧的防渗墙，经过参数路的净宽为43.5m，标准段加劲梁采用扁平闭口钢比选和计算分析，主桥的总体布置为：跨径布置箱梁断面，正交异性板桥面，桥面吊索设置在最外36+133+208+39=416m，边中跨比为0.639；主跨缆侧，标准钢箱梁断面宽度为47.5m。兼顾桥梁景索垂跨比采用1/10，边跨缆索垂跨比为1/17.65；塔观，塔高确定为126.16m，索鞍距桥面为96.686m。梁处采用漂浮体系，只设置横向抗风支座；主梁采桥梁结构的断面布置图见图2。用钢混组合结构，中间钢结构梁段长319.4m，两侧混凝土梁段分别长为46.8m和49.8m；标准段

5、钢结收稿日期：2015-03-23构梁高3.5m，中墩锚固处梁高约6m；顺桥向钢横作者简介：戴伟（1981—），男，工程师，硕士研究生，主隔板间距3m，索距9m；标准段加劲梁梁宽47.5m，要从事桥梁设计专业。22戴伟：太原十号线独塔自锚式悬索桥参数比选2015年第3期横向吊点间距约为45m，加劲梁高宽比1∶12.85。1/12.5、1/11和1/10这3种矢跨比进行计算比较，主桥的总体布置见图3。计算的结果比较见表3。416表3矢跨比比选结果319.4（钢结构梁段）矢跨比1/101/111/12.51613×9=11720×9=18028锚固墩标准组合支反-8146（负反12

6、4531378力最小值/kN力）主缆最大缆力/kN8216889006947767.536主跨跨中活载挠度/m+0.071/-0.297+0.082/-0.305+0.087/-0.31796.68620.19矢跨比由1/10减小至1/11和1/12.5，随着主缆在锚固墩处的入锚夹角逐渐增大，主缆的缆力也图3主桥总体布置图（m）逐渐增大，导致主缆缆力提供的竖向分力增加，矢2参数比选跨比为1/11的模型中竖向反力最小仅为1378kN，针对主桥总体布置中的部分参数进行计算比反力储备较小，矢跨比为1/12.5的模型由于矢跨选。结构参数比选的主要任务就是要确定对桥梁静比最小，入锚角度增

7、加，锚固墩墩顶的竖向分力增力状态影响较大的设计参数，具体表现在设计参数加约20000kN，导致锚固墩墩顶产生负反力。发生一定幅度变化后，引起结构控制部位的位移以相同的设计条件下，矢跨比减小造成的索力增[3]及内力变化。所有计算分析均基于以下原则。大，导致主缆材料用量的大幅增加。矢跨比由1/101）修改悬索桥的各结构参数。本模型中，理减小至1/11和1/12.5，主缆在主塔鞍座处的水平想成桥状态的约束目标分别为加劲梁的竖向位移、夹角减小，相同的吊索力产生主缆最大缆力增大，加劲梁的弯矩、桥塔的顺