多塔斜拉桥刚度分析.pdf

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1、多塔斜拉桥刚度分析曹珊珊，雷俊卿，李忠三，林道锦，王仁贵55多塔斜拉桥刚度分析曹珊珊，雷俊卿，李忠三，林道锦。，王仁贵。(1．北京交通大学土木建筑学院，北京100044；2．中交公路规划设计院有限公司，北京100088)摘要：随着国内、外多塔斜拉桥的兴建，斜拉桥的塔数不断增多，距离也不断增大，如何保证多塔斜拉桥的整体刚度，已经成为发展多塔斜拉桥这一结构体系所面临的关键问题。在分析多塔斜拉桥结构特点和力学特性的基础上，从塔、索、梁的刚度，设置辅助结构，采用部分斜拉桥形式三方面对三塔、四塔、四塔以上的多塔斜拉桥整体刚度影响进行分析，并对比总结国内、外已建与在建的多

2、塔斜拉桥的刚度提高措施，得出了在不同塔数的情况下，较为有效地提高多塔斜拉桥体系整体刚度的方法，可为今后多塔斜拉桥的设计、施工提供技术参考。关键词：多塔斜拉桥；刚度；分析；措施中图分类号：U448．27文献标志码：A文章编号：1671～7767(2012)01—0055—051多塔斜拉桥的结构特点构对整体刚度的影响、采用部分斜拉桥形式对整体多塔斜拉桥是指三塔及三塔以上的斜拉桥[1]，刚度的影响。国外也将其称作多跨斜拉桥。与常规两塔斜拉桥相2．1塔、索、梁的刚度对整体刚度的影响比，多塔斜拉桥在形式和力学行为上均有所不同。桥塔是斜拉桥非常重要的组成部分，塔顶的变在形

3、式上，多塔斜拉桥具有塔多、联长的布置形式特位直接影响全桥的整体刚度，而塔顶的变位主要由点；在力学行为上，一方面多塔斜拉桥的中间塔两侧荷载作用下塔顶位移、拉索自身伸缩引起的位移和没有辅助墩和端锚索，缺少了对中间桥塔变位和主主梁徐变引起的塔顶位移等组成。提高桥塔刚度，梁挠度的有效约束，导致在活载作用下多塔斜拉桥控制塔顶位移；提高拉索刚度，控制在外荷载作用下塔底弯矩影响线幅度和范围较大；另一方面，随着主拉索自身的伸缩；选择合适的主梁形式，减小主梁徐梁长度的增加，温度效应对结构的影响也会相应增变效应，均可提高整体刚度。大。因此，多塔斜拉桥的塔底内力、主梁挠度和拉索2．

4、2设置辅助结构对整体刚度的影响疲劳应力幅比常规斜拉桥要大得多。辅助结构包括加劲索、辅助墩等多种结构形式，图1给出了六塔斜拉桥最外侧边塔塔底活载纵在合理的位置设置辅助结构可以达到增加整体刚度向弯矩影响线。从图1中可见，外侧塔底纵向弯矩的目的。例如，在桥塔之间设置水平或倾斜加劲索影响线范围包含了3个中跨和1个边跨，即响应的可在一定程度上控制桥塔刚度，进而提高整体刚度。活载影响线幅度和范围增大，这是多塔斜拉桥的主再如，在边跨设置辅助墩能在一定程度上降低多塔梁挠度、斜拉索疲劳应力幅和塔身内力比常规斜拉斜拉桥的塔顶水平位移、跨中挠度、跨中弯矩和塔根桥要大得多的主要原因。

5、因此，如何提高整体竖向弯矩，达到提高结构刚度的效果_2]。刚度、控制斜拉索疲劳应力幅度和满足桥塔受力要2．3采用部分斜拉桥对整体刚度的影响求是多塔斜拉桥结构设计的关键。从结构形式上看，部分斜拉桥有塔矮、梁刚、索布置集中的特点；从受力原理上看，它是以梁的受2多塔斜拉桥的整体刚度分析弯、受压和索的受拉来承受竖向荷载，斜拉索在对竖从三方面对多塔斜拉桥的整体刚度进行分析，向荷载的抗力中只起部分作用，其“部分”的程度与即塔、索、梁的刚度对整体刚度的影响、设置辅助结斜拉索刚度和主梁刚度的比值有关。由于受力分配图1六塔斜拉桥最外侧边塔塔底纵向弯矩影响线收稿日期：2011—0

6、7～18作者简介：曹珊珊(1989～)，女，2OlO年毕业于山东交通学院土木工程专业，工学学士(E—mail：oconan@163．corn)。56世界桥梁20l2，40(1)没有常规斜拉桥集中，部分斜拉桥拉索应力变化幅度与主梁形式是控制全桥纵向刚度的2个要素，通度小；主梁抗弯刚度和整体刚度大，结构变形小。所常要综合考虑，才能合理有效地提高整体刚度。该以部分斜拉桥形式可有效地达到提高多塔斜拉桥整桥中、边跨索距由标准索距8m减小到5．5ITl，有效体刚度的目的。提高拉索的加劲效果；主梁采用混凝土梁，加大自重以增大刚度。②在边跨设置2个辅助墩，将120rn3提高多

7、塔斜拉桥刚度的措施分为约40m的3跨，有效地控制了变形。邵长宇3．1三塔斜拉桥在研究设置辅助墩对夷陵长江大桥的影响时，得出目前国内、外修建的多塔斜拉桥多为三塔形式，在设置2个辅助墩后，中塔塔根弯矩较原来降低如委内瑞拉的马拉开波(Maracaibo)桥、香港汀九大35，边塔塔根控制弯矩较原来降低58，中塔塔桥、岳阳洞庭湖大桥和宜昌夷陵长江大桥等。下面顶位移较原来降低27，边塔塔顶位移较原来降低以香港汀九大桥和宜昌夷陵长江大桥为例介绍适合64％。可见，对于三塔斜拉桥设置辅助墩对提高刚于三塔斜拉桥的增强刚度的措施。度的效果较为显著。香港汀九大桥(见图2)是目前惟一一

8、座采用倾国内、外三塔斜拉桥提高刚度的措