辅助墩的设置对斜拉桥内力的影响分析.pdf

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1、32一北方交通2014年第6期一文章编号：1673～6052(2014)06—0032—04中图分类号：U441．5文献标识码：A辅助墩的设置对斜拉桥内力的影响分析马宁(沈阳市市政工程设计研究院沈阳市110015)摘要：'⋯-一；、80m+180m+80m)预应力?昆凝土斜拉桥为工程背景，对有关辅助墩设置的三个计算模型的结果进行了对比，探讨了辅助墩与斜拉桥结构内力的关系，分析了辅助墩设置的合理位置。关键词：斜拉桥；辅助墩；应力状态1前言桥，跨径布置为80m+180m+80m，桥面横向布置为由于在斜拉桥边跨设置辅助墩，不仅能增强结3

2、．5m(非机动车道)+1．5m(索区)+15ITI(机动车构的整体刚度，一般情况下还能够改善结构的受力道)+1．5m(索区)+3．5nl(非机动车道)=25m。状况，塔顶水平位移、塔跟弯矩及主梁内力均可得到桥梁为半漂浮体系，塔墩固结，在桥塔中心处及梁端较大幅度的减小，还能增强主梁在施工架设时的结部均设置滑动支座，允许主梁顺桥向滑动。构稳定性，在施工过程中尽快结束较不利的主梁双主梁横断面为双主梁截面，桥面宽25m，两侧悬悬臂状态，目前已建及在建的大跨度斜拉桥基本均臂长2．5m，顶板厚度为0．28m，腹板厚度为0．5m，在边跨设置辅助

3、墩。桥梁中心处梁高2．4m。斜拉索布置为双索面，分别虽然大跨径斜拉桥在边跨增设辅助墩后，使斜锚固于双主梁箱内，桥上标准索距纵桥向为6．5m，拉桥施工及使用过程中的受力状况得到很大改善，横桥向为17m。全桥主梁标准节段为6．5m，每但设置辅助墩并非总是对结构产生有利影响。设置6．5m设置一道横隔板(即横梁)，标准横梁宽辅助墩后有可能使结构的抗震性能降低，部分斜拉0．3m，桥塔处横梁宽0．8m，桥梁立面及典型横断面索索力增大，辅助墩墩顶处产生负反力。此外，辅助见图1～图2。墩的设置还受限于地貌、地质以及通航条件，在桥面3辅助墩设置的比

4、较分析较高，河水较深时设置辅助墩还将带来施工困难、增当一座斜拉桥的结构体系确定后，由于斜拉索加造价的问题。因此，在斜拉桥的设计中，是否设置的存在，斜拉桥的恒载内力可调，而整座桥的活载应辅助墩不仅取决于它对结构的受力影响，还取决于力幅基本保持不变(不随索力调整而变化)，因此桥其它一些因素，必须综合考虑工程结构的技术要求梁设计得是否合理、优劣主要取决于活载作用下结和整体经济效益予以决定。构的受力状态。下面对三种不同辅助墩设置方案进2工程实例行计算分析，三种辅助墩设置方案为：方案一一不设本文的工程背景为一座三跨预应力混凝土斜拉辅助墩；方

5、案二一在距边跨梁端部30m处设辅助l{’{：：：：：：j《f80180g；Rn2图1桥梁立面图(单位：m)2014年第6期马宁：辅助墩的设置对斜拉桥内力的影响分析苫、R图2标准梁2段主梁横o断图o(单c亍位：era)∞如∞∞∞的∞5；墩；方案三一在距边跨梁端部40m处设辅助墩。使力结果见图3、图4，图中应力数值符号压应力为正，用《桥梁博士3．1》桥梁结构计算分析系统建立计算拉应力为负。主梁计算节点号1为边跨梁端位置，模型，分析活载效应。47为主塔中心位置，89为跨中位置，19为方案二辅3．1辅助墩对主梁应力的影响助墩设置位置，25

6、为方案三辅助墩设置位置。经计算三种设计方案中主梁在活载作用下的应一方案一最大。一一方案二最大⋯方案三最大，三一方案一最小：兰⋯-方案二最小方案三最小图3主梁上缘应力包络图3．0O方案一最大2．OO方案二最大1．00方案三最大委o-oo方案一最小一1．OO方案二最小一2．0O方案三最小一3OO一4．OO图4主梁下缘应力包络图由图3、图4可见，主梁设置辅助墩后，边跨L／3经计算三种设计方案中主塔在活载作用下的应附近上下缘应力均有明显减小，中跨L／3附近应力力结果见图5、图6，图中应力数值符号压应力为正，有一定的减小，但幅值较小。方案二

7、与方案三中主拉应力为负。主塔计算节点号1为主塔顶端位置，梁中跨的应力情况基本一致，主塔中心处附近，主梁29为主塔底部位置，主塔内侧指中跨方向，主塔外的应力变化很小。侧指边跨方向。3．2辅助墩对主塔应力的影响2502OO一方案一最大1．5O一一方案二最大1．O0⋯方案三最大蔓0．50一方案一最小0．OO方案二最小—O5O⋯⋯方案三最小—1．0O一15O图5主塔内侧应力包络图—-——34·-——北方交通2014年第6期1．5O10O方案一最大方案二最大O．50售=”一一一，^n^^-．方案三最大善o．O0收方案一最小_o．5O方案二最

8、小一1．OO一一：：E3，簿方案三最小-150-2OO4O2OoOOOO罐O图6主塔外侧应力包络图由图5、图6可见，主梁设置辅助墩后，主塔的3．3辅助墩对主梁竖向位移的影响内外侧应力均有明显减小，由塔顶至塔底部减小的经计算三种设计方案中主梁在活载作