【正文】 《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》 (JTJ 021—— 89)執(zhí)行。永久作用標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)與可變作用準(zhǔn)永久值效應(yīng)相 Q jknj jmi G ikldSSS ??????1 21? 組合，其效應(yīng)組合表達(dá)式為 : 式中 sdS —— 作用短期效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值 。永久作用標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)與可變作用 頻遇值效應(yīng)相組合，其效應(yīng)組合表達(dá)式為 : Q jknj jmi G iksd SSS ?? ?? ?? 1 11 ? 式中 sdS —— 作用短期效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值 。 1QS —— 汽車荷載效應(yīng) (含汽車沖擊力 )的標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計(jì)值 。 荷載效應(yīng)組合 31 主要設(shè)計(jì)荷載 永久作用 :結(jié)構(gòu)重力 可變作用 :汽車荷載 (含汽車沖擊力 ) 主梁的作用效應(yīng)組合 根據(jù)《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》第 4. 1. 6 條規(guī)定 :公路橋涵結(jié)構(gòu)按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)采用以下兩種作用效應(yīng)組合 : 基本組合一永久作用的設(shè)計(jì)值效應(yīng)與可變作用 設(shè)計(jì)值效應(yīng)相組合，其效應(yīng)組合表達(dá)式為 : )(1111 Q jknj Qjckmi G ikGioudoSSSS ??????? ?????? 式中 udS —— 承載能力極限狀態(tài)下作用基本組合的效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值 。 3)普通鋼筋 :R235, HRB335 鋼筋 斜拉索 該橋采用扭絞型平行鋼絲斜拉索，由 5 小 7mm高強(qiáng)平行鋼絲組成，抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 pkf =1860MPa，抗壓彈性模量為 1. 95 8E kN/ m2，抗彎彈性模量為 1. 95 8E kN/ m2，重 度為 80. 0KN/m3，泊松比為 0. 3，為 PE, PU雙層防護(hù)體系。 預(yù)應(yīng)力鋼材 1)橋塔錨索區(qū)的環(huán)向預(yù)應(yīng)力鋼筋為 216。抗 30 壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 cdf = 22. 4MPa,抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 tdf = 1. 83MPa。 Fi=Ri/ (2sina)(41) 本次計(jì)算僅考慮恒載作用，不考慮其它荷載對拉索的內(nèi)力影響值。 計(jì)算方法 此次計(jì)算方法采用指定受力狀態(tài)法的剛性支乘連續(xù) 梁法。 2)為方便施工，拉索一次張拉至設(shè)計(jì)值 。經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較和詳細(xì)的概算之后，最終確定推薦方案為 :方案一預(yù)應(yīng)力混凝土雙塔雙索面斜拉橋。 ，結(jié)構(gòu) 受力合理。 ，壓縮少，有利于汛期泄洪 。 施工要求高，體系新，纜索吊裝需安裝大型塔架，施工工序多，施工工期難保證 5 特點(diǎn)工藝技術(shù)要求 拉索與主梁和索塔的連接構(gòu)造復(fù)雜，混合梁接合部分構(gòu)造復(fù)雜，施工要求高。使用期間養(yǎng)護(hù)維修工作量大。主橋邊主跨主次分明，與引橋形式搭配合適。拱橋拱座 :為了承受邊拱、主拱產(chǎn)生的巨大支反力，拱座采用了實(shí)體式鋼筋混凝土墩塊，邊拱拱肋、主拱拱肋最后均與拱座形成完全固端的關(guān)系。為了能快捷施工、方便換索、準(zhǔn)確定位及可靠運(yùn)營，設(shè)計(jì)了帶簡易滑動軸承的系桿支 承架。每片拱肋由等寬度變高度鋼筋混凝土單箱單室形截面組成，肋寬，拱腳處徑向肋高 5m，拱頂處肋高 2. 5 m，兩肋設(shè)有兩 組“工”字橫撐，連同與邊拱端部固結(jié)的預(yù)應(yīng)力混凝土端橫梁一起，組成一個(gè)穩(wěn)定的空間梁系結(jié)構(gòu)，邊拱拱肋與主拱拱肋軸線處于同一直線上，且拱肋寬度一樣，便于傳遞水平力。拱肋為等寬變高度截面，寬 3. 0 m，高度在拱腳徑向?yàn)?5m，在拱 頂為 3m。 所要 設(shè)計(jì)拱橋的橋位處河道屬于寬淺式河道，做成上承式拱橋橋面標(biāo)高很大，因而考慮采用中下承式拱橋。如圖 35。頂板厚度統(tǒng)一采用 30cm，底板厚度采用變截面，由墩跨中的 30cm逐漸過渡至墩頂?shù)?100cm,梁高、底板厚度對于中間各段按二次拋物線變化，以滿足受力及橋梁線形上的需要。 圖 2) 方案構(gòu)思 國外連續(xù)梁橋最大跨徑達(dá) 260m，目前國內(nèi)己建最大跨徑己達(dá)到 165m(南京長江二橋北漢橋 )。 8) 施工方案 該方案可先施工引橋，兩側(cè)引橋預(yù)應(yīng)力混凝土 T 梁可以采用現(xiàn)場預(yù)制吊裝。下橫梁長度為 26m,斷面尺寸為 5m(寬 )X 4m(高 )，壁厚 0. 8m，下橫梁設(shè)主梁支座。采用環(huán)向預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。 5) 塔柱 考慮塔柱受力及施工方面的因素，擬定的斷面尺寸如下 :采用 H 形塔，總高73m,錨固區(qū)為 21m，最外側(cè)拉索距塔頂 1m，橋面以上塔高 58m，高跨比 0. 13，順橋向塔身寬 6m，橫橋向塔柱寬為 4m。邊跨斜拉索標(biāo)準(zhǔn)間距為 5m，中跨斜拉索標(biāo)準(zhǔn)間距為 6m， 23 橫向間距為 17m。高跨比為 1/93。該方案采用塔梁墩固結(jié)體系。 方案一 雙塔雙索面斜拉橋 1) 總體布置 100m+ 248m+100m=448m，邊主跨比為 100/248=。表 33 中列出了國內(nèi)部分采用鋼管混凝土的拱橋。表 32 中列取了一些連續(xù)梁橋的參數(shù)。主梁底部的線性按等載強(qiáng)比原則選定線形，與變截面連續(xù)梁橋相類似。 連續(xù)梁橋資料 連續(xù)梁橋施工技術(shù)成熟可靠，理論成熟，是較早的橋梁形式。雙塔三跨式的高跨比一般為1/41/7，獨(dú)塔雙跨式一般為 1/ 索面位置一般有三種 :單索面、豎向雙索面、斜向雙索面。 斜拉橋的邊主跨比與斜拉橋的整體剛度端錨索的應(yīng)力變幅有很大關(guān)系。 4)氣象 橋位區(qū)屬中亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)北緣，多年平均氣溫 ℃，一月最低，月平均氣溫 ℃， 7 月最高，月平均氣溫 30 ℃ 。 ② 2 亞粘土 :灰黃色 ,硬塑狀為主 ,局部軟塑，質(zhì)均 ,含灰斑、銹斑，分布全橋址區(qū)，層厚 ～ 米； ② 21亞粘土：灰黃色 ,軟塑狀 ,質(zhì)均 ,含灰斑、銹斑 ，僅分布鉆孔 CZ8 附近，層厚 米； ② 22 粘土：灰黃色 ,軟塑狀 ,質(zhì)均 ,含灰斑、銹斑，呈透鏡體分布里程 K3＋810～ K3＋ 880 一帶，層厚 ～ 米； ③ 1 亞粘土：灰色 ,軟塑狀 ,局部流塑，質(zhì)較均 ,局部夾中粗砂薄層，全橋址均有分布，層厚 ～ 米； ④ 6 圓礫土：灰色 ,密實(shí) ,飽和，含卵石 10～ 15%，磨圓度中等，成分以砂巖、灰?guī)r等為主，卵礫間充填物為粉細(xì)砂及粘性土，僅分布 0墩（里程 K3＋ 670）附近，層厚 米； ⑤ 1W3 強(qiáng)風(fēng)化玄武巖：灰色，大部分礦物風(fēng)化變質(zhì)，風(fēng)化呈粘性土夾碎石土狀，含碎塊 15～ 30%，直徑多 1～ 3cm，分布于 0墩～ 2墩（里程 K3+670～ K3+730）一帶，層厚 ～ 米； ⑤ 1W2 弱風(fēng)化玄武巖：灰色，斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，部分礦物風(fēng)化變質(zhì)，裂隙較發(fā)育，部分裂隙充填石英脈，取出巖芯多呈 10cm 短柱狀及碎塊狀，分布于0墩～ 2墩（里程 K3+670～ K3+730）一帶，層厚 ～ 米； 17 ⑤ 1W1 微風(fēng)化玄武巖：灰色，斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，裂隙較發(fā)育，部分裂隙充填石英脈，取出巖芯多呈 10cm 短柱狀及少量碎塊狀，分布于 0墩～ 2墩（里程 K3+670～ K3+730）一帶，層厚〈 米； ⑥ 1W3 強(qiáng)風(fēng)化礫巖：紫紅色，大部分礦物風(fēng)化變質(zhì)，風(fēng)化呈粘性土狀，含碎塊 30%，全橋址區(qū)零星分布； ⑥ 1W2弱風(fēng)化礫巖：紫紅色，礫狀碎屑結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造，部分礦物風(fēng)化變質(zhì)，裂隙較發(fā)育，局部為強(qiáng)風(fēng)化，取出巖芯多呈 10cm 碎塊狀，巖質(zhì)軟，全橋址區(qū)分布，層厚 ～ 米； ⑥ 1W1微風(fēng)化礫巖：紫紅色，礫狀碎屑結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造，裂隙不甚發(fā)育，取出巖芯多呈 10cm 柱狀、長柱狀，巖質(zhì)稍硬，局部有溶蝕現(xiàn)象 ,形成 ～ 米不等的溶洞 ,洞內(nèi)基本無充填。 擬建該橋里程為 CK3+～ CK4+，地面高程 ～ 米，此段人口稠密，廠礦較多。 水溫地質(zhì)資料 1)地形地貌 大橋橋址區(qū)河道兩岸居民建筑物稠密，由于新港、長港河道的疏通，在近岸形成 30176。它與拉索的布置、根數(shù)、組成、索力大小、換索要求及張拉方法等多種因素有關(guān)?？诒镜挠押脴虿捎玫氖情T形索塔、支承體系。雙柱型、 H形、門形索塔既可采用直塔柱、斜塔柱，也可采用折線型塔柱。 14 圖 常見索塔的結(jié)構(gòu)形式 我國漳洲戰(zhàn)備橋、小西湖大橋 、離石高架橋、口本的木曾川橋、揖斐川橋、士狩大橋等均采用單柱型索塔，塔梁固結(jié)體系。 1)索塔的結(jié)構(gòu)形式 斜拉橋索塔在橫橋向的形式 (圖 12)有單柱型、三柱型、 H形圖、門形、雙柱型等。主梁兩邊可采用 空心箱形式或?qū)嵭闹骼咝问?.邊箱梁形式抗扭剛度遠(yuǎn)大于邊實(shí)心主肋形式，邊實(shí)心主肋形式在施工構(gòu)造方面相對簡單，主梁形式的選擇可以由經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較來決定。典型斷面如圖所示。 12 （尺寸單位： cm） (4)單箱加斜撐式 單箱加斜撐式主梁適應(yīng)于單索面。 （尺寸單位： cm） (2)雙邊肋式 雙邊肋結(jié)構(gòu)構(gòu)造簡單，抗扭能力較小，但施工方便，僅適應(yīng)于雙索面，橋?qū)捲?30m 以下，梁高在 150~250cm、單肋寬在 150200cm 的主梁。 2．主梁截面 混凝土斜拉橋在我國起步較晚，在 20 世紀(jì) 70年代才陸續(xù)出現(xiàn)幾座突出的混凝土斜拉橋，開創(chuàng)了新的截面形式 .比較典烈的截面形式有 6 種。 斜拉橋主梁自重應(yīng)盡童減小，一般梁高與主跨比 h/L 變化范圍在1/501/100，對密索體系大跨徑斜拉橋，比值可小于 1/200；索面要按抗扭剛度確定。由于拉索作中間彈性支承，雖然跨徑增大，但梁高可以設(shè)計(jì)的較矮，且一般均做成等截面，這樣不僅簡化施工，滿足橋下凈空 .而且降低了整個(gè)路線及引橋的高度，從而節(jié)約投資。同時(shí)，斜拉索錨固于塔柱并懸吊起主梁，因此它的受力性能不僅取決于主梁自身，同時(shí)與塔柱的剛度與高度、梁塔的連接形式、拉索的剛度與型號等有粉密切的關(guān)系。 (4)在結(jié)構(gòu)分析方面，將考慮結(jié)構(gòu)的初 始內(nèi)力等，對動靜力的分析也將更加深入。 (2)主梁材料方面，混凝土斜拉橋仍然將是斜拉橋的主要形式。 1999 年汕頭礐石大橋建成通車，該橋主跨 518m，加勁梁采用混合梁型主梁后，既滿足了中跨和邊跨主梁的重量平衡，又保證了端部錨索的穩(wěn)定，改善了塔在縱向的受力。香港昂船洲橋，主跨達(dá) 1018m，堪稱同類型橋梁之最，超過了日本多多羅大橋。 2021 年建成的木曾川橋，是一座混合梁四塔部分斜拉橋。 法國的橋梁工程技術(shù)人員對混合梁斜拉橋的建設(shè)非常關(guān)注，于 1995 年一舉建成主跨達(dá) 856m 的諾曼底 (Normadie)橋，成為世界上第一個(gè)建造主跨接近 1000m 斜拉橋的國家。烏克蘭基輔第聶伯爾河橋，其主跨為 的斜拉橋，其主孔跨度為 271m，以斜拉橋的獨(dú)塔為分界點(diǎn)，在該橋塔的主跨側(cè)的加勁梁采用鋼箱結(jié)構(gòu)，而邊跨側(cè)則為按節(jié)段式施工的預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁結(jié)構(gòu)，該橋?yàn)楣疯F路兩用斜拉橋。此橋的建成對歐洲其他國家產(chǎn)生了一定的影響。 7. 按照塔的高度不同，可分為常規(guī)斜拉橋和矮塔部分斜拉橋體系。 3. 按索面位置分類，可分為單索面斜拉橋、雙索面斜拉橋和三索面斜拉橋。實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)三者是密不可分的。同時(shí)，混合梁斜拉橋因其結(jié)構(gòu)自重輕、受力性能良好、施工方便快捷等優(yōu)點(diǎn)，在各大橋方案比選中屢屢脫穎而出，展現(xiàn)出其極大的競爭力和優(yōu)越性。 本設(shè)計(jì)為墩、塔、梁固結(jié)的 雙 塔雙索面預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋，選擇橋梁專用軟件 Madis 可視化結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件來建模分析，先采用剛性支承連續(xù)梁 法 計(jì)算在自重作用下成橋狀態(tài)斜拉索的受力，從而設(shè)計(jì)出拉索的截面尺寸，斜拉索全部安裝后，一次性整體張拉到位，無需進(jìn)行索力的二次調(diào)整。斜拉橋由索塔、主梁、斜拉索組成。 1 鄂州市方家園橋設(shè)計(jì) 摘 要 斜拉橋，又稱斜張橋，是指一種由一條或多主塔與鋼纜組成來支撐橋面的橋梁。其可使梁體內(nèi)彎矩減小，降低建筑高度，減輕了結(jié)構(gòu)重量，節(jié)省了材料。而大跨徑混凝土斜拉橋的數(shù)量已居世界第一。 關(guān)鍵詞： 斜拉橋； 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)； 主塔； midas 2 Design of Ezhou City home bridge Abstract The cablestayed bridge, cablestayed bridge and mean one by one or more of the main tower and wire to support the bridge deck. Is by the pressure of the tower, the tension of cable and the bination of curved beam element is a structural system. It is considered to be a lasso instead of piers across more elastic support continuous beam. It can reduce beam bending