【文章內(nèi)容簡介】 梁端的標準索距為12m，在索塔錨固端的索距為2+2+13，全橋共設置144根斜拉索，根據(jù)受力的大小，全橋斜拉索共分九類，鋼絲根數(shù)為127～301。全橋斜拉索規(guī)格型號參數(shù)如表21所示。斜拉索在風力作用下，氣流在拉索的背面生成卡門渦流，渦流脫落的頻率正好與斜拉索自身的某一階頻率合拍，使斜拉索受激產(chǎn)生震動。另外，主梁與索塔的震動也會引起斜拉索的震動。斜拉索的震動使其在根部出現(xiàn)反復繞曲，索中的鋼絲產(chǎn)生附加的繞曲應力。這種繞曲應力的反復作用，將加速鋼絲的疲勞。另外，斜拉索的持續(xù)震動會使人們對橋梁結構的可靠性和穩(wěn)定性產(chǎn)生懷疑。因此，斜拉索必須進行防震設計。表21 斜拉索規(guī)格型號參數(shù)表規(guī)格型號鋼索面積(mm178。)拉索直徑（mm）拉索重（kg/m）索號SPC71274887114A3～A4 J3～J4SPC71395349114A5～A6 J5～J6SPC71515810119A7～A8 J7～J8SPC71636272124A9～A10 J9～J10SPC71877196129A11～A12 J11～J12SPC72238581144A1～A2 J1～J2SPC72539735149A13～A14 J13～J14SPC728310890159A15～A16 J15～J16SPC730111581159A17～A18 J17～J18本方案采用氣動控制法。將斜拉索原來的光滑表面做成帶螺紋的非光滑表面。通過提高斜拉索表面的粗糙度，使氣流經(jīng)過拉索時在表面邊界層形成湍流，從而防止渦激共震的產(chǎn)生，防止斜拉索的風振。拉索表面的條紋還能防止雨振的發(fā)生。 輔助墩、過渡墩及基礎 輔助墩及基礎為了提高橋梁的整體剛度，改善結構受力，減少中跨跨中撓度及索塔塔頂水平位移，在邊跨設置了輔助墩，每側各兩個。輔助墩將邊跨分為兩個50m和一個140m的三個跨徑。輔助墩由兩個分離的矩形墩組成，。每個獨立的輔助墩設置一個承臺?；A為鉆孔灌注樁。 過渡墩及基礎過渡墩是主橋和引橋的連接橋墩，設計時要充分考慮滿足主橋梁高和引橋梁高、支座布置及伸縮縫安裝的要求。除在墩冒 設有調(diào)平梁高要求的牛腿外，其他基本同輔助墩結構形式。墩冒上頂面寬23m。，平面為長方形。 施工方案設計 索塔施工下塔柱采用支架現(xiàn)澆施工，中、上塔柱采用爬模法施工。在中塔柱中部需設置一道臨時橫梁撐，以平衡索塔施工過程中的側向力，待上橫梁施工完畢后拆除。 主梁施工1 邊跨混凝土主梁施工在橋梁基礎和邊跨橋墩完成后，進行上部主梁施工。根據(jù)橋梁所處的地形地貌選擇不同時施工方法。本橋預應力混凝土主梁施工采用有支架現(xiàn)澆混凝土和無支架懸臂澆注法，混凝土輸送采用泵送法。2 主跨鋼主梁施工中跨鋼主梁采用工廠加工制，然后運至現(xiàn)場，進行懸臂拼裝的方法進行架設。首先在索塔區(qū)搭設支架，安裝放置掛籃的0梁段，然后在安裝好的0梁段上安裝掛籃，利用掛籃向前對稱懸臂拼裝鋼箱梁節(jié)段，沒施工完一個標準節(jié)段，進行斜拉索的張拉和鋼箱梁的拼裝，再循環(huán)前移掛籃至下一個節(jié)段，直至中跨合攏。 橋面系設計 鋼橋面的鋪裝正交異性鋼橋面板的鋪裝技術是國內(nèi)外一直重點研究的難題，是長大跨徑鋼斜拉橋建設的關鍵技術。在對以往國內(nèi)外雙層瀝青SMA鋪裝技術研究成果的基礎和經(jīng)驗上，根據(jù)本橋橋梁結構、氣候條件、交通荷載的特點，提突出了本橋的橋面鋪裝設計方案，詳見表22。表22 鋼橋面鋪裝設計橋面鋼板噴砂除銹、Rz40μm～80μm電弧噴鋅120μm～180μm封閉層兩道80μm防水粘接劑～～6mm預拌瀝青碎石滿鋪一層鋪裝下層（底層）改性瀝青SMA10粘層改性乳化瀝青鋪裝上層（面層）改性瀝青SMA13 伸縮縫根據(jù)本橋的活載梁端位移、溫度位移，在邊跨混凝土主梁和鋼主梁的結合部位，采用400mm的轉軸式伸縮縫。 防撞護欄本橋設計時速為80km/h,防撞護欄等級為PL3級，防撞護欄立柱形狀除考慮受力外，還注重考慮其美觀造型。防撞護欄立柱采用鋼板焊接成形，標準間距為2m，材質(zhì)為Q345D鋼，防撞護欄橫梁采用Q390D鋼，防撞護欄用鋼具有較好的低溫沖擊韌性。第三章 結構建模 計算理論斜拉橋是塔、拉索和加勁梁三種基本結構組成的纜索承重結構體系，是高次超靜定結構。有限元分析首先是建立計算模型，對整體結構劃分單元和結點，形成結構離散圖，研究各單元的性質(zhì)，并用合適的單元模型進行模擬。對于柔性拉索，可用拉壓桁架單元進行模擬，對于梁和塔單元，則用梁單元進行模擬。為了決定安裝拉索時的控制張拉力，首先要決定在成橋階段恒載作用下的初始平衡狀態(tài)，然后再按施工順序進行施工階段分析。本橋在進行斜拉橋成橋分析時，采用MIDAS/Civil的未知荷載系數(shù)功能可求出滿足成橋階段的理想的索力。在進行施工階段分析時，采用MIDAS/Civil的未閉合配合力功能，進行施工階段分析。 未知荷載系數(shù)法本橋斜拉橋索力調(diào)整采用以控制主梁線形為主兼顧主塔位移的零位移法，首先根據(jù)擬定的截面尺寸和所選材料建立計算模型，為了調(diào)索方便，此時模型中的所有索單元均用桁架單元代替，并給桁架單元給了1kN的單位初拉力，施加約束條件，給全橋施加自重和二期恒載。運行分析后，利用Midas軟件中后處理階段中的未知荷載系數(shù)模塊，設置主梁和主塔的控制參數(shù)，根據(jù)初步給出的未知荷載系數(shù)和主梁線形、主塔位移的控制結果，手動對未知荷載系數(shù)進行調(diào)整，調(diào)整時按照以線形即控制條件為目標的原則進行調(diào)整。在成橋階段計算未知荷載系數(shù)的步驟如下：建立成橋階段模型給各索賦予單位初拉力荷載組合結構分析求未知荷載系數(shù)確認荷載組合結果l 如果所求未知荷載系數(shù)不是索力值，則加載相應力的單位荷載（例如：支座的頂起、下沉）l 建立恒荷載與單位荷載的組合l 設定控制條件l 計算未知荷載系數(shù)l 必要時利用影響矩陣調(diào)整未知荷載系數(shù)l 將未知荷載系數(shù)反映到荷載組合中 未閉合配合力一般來說新安裝的構件會沿著之前安裝的構件切線方向安裝，進行大位移分析時時，因為切線安裝產(chǎn)生的假想位移是很容易求出來的，但是小位移分析要通過考慮假想位移來計算拉索的張力是很難的。MIDAS/Civil能夠在小位移分析中考慮假想位移，以無應力長為基礎進行正裝分析。這種通過無應力長與索長度的關系計算索初拉力的功能叫未閉合配合力功能。利用此功能可不必進行倒拆分析，只要進行正裝分析就能得到最終理想的設計橋型和內(nèi)力結果。計算拉索未閉合配合力時，首先，在安裝拉索的前一階段，求出拉索兩端節(jié)點的位移。利用拉索兩端的位移，求拉索變形前長度（L）與變形后長度（L’）之差。根據(jù)差值求出相應的拉索附加初拉力(ΔT)。把求出的附加初拉力(ΔT)和初始平衡狀態(tài)分析時計算得出的初拉力(T)疊加作為施工階段的控制張力進行施工階段的正裝分析。 計算參數(shù)①主梁及主塔采用C50混凝土；MPa，=，=，容重γ=25kN/m179。②預應力鋼筋采用技術性能符合國標《預應力混凝土用鋼絞線》GB/T 52242003標準的高強度低松弛7股鋼絞線，抗拉強度標準值=1860MPa，%。③斜拉索采用按GB/T 52242003標準生產(chǎn)的高強度低松弛環(huán)氧噴涂鋼絞線。④主跨結構普通鋼筋采用R235級和HRB335級鋼筋：R235：＝195MPa，＝195MPa，MPa。HRB335：＝280MPa，＝280MPa，MPa。①恒載：一期恒載：按箱梁、橫梁、斜拉索及索塔等實際斷面乘以容重，結構自重在計算過程中由程序自動計算，箱梁橫隔板以集中力計入。二期恒載：包括防撞護欄和橋面鋪裝。②活載公路—Ⅰ級，雙向六車道荷載。③溫度荷載溫度梯度按照現(xiàn)行《公路橋涵設計通用規(guī)范》選取。④基礎不均勻沉降各墩按最大下沉10mm計算，程序自動進行最不利組合。⑤混凝土收縮、徐變成橋后，考慮10年的混凝土收縮、徐變，混凝土箱梁及主塔的收縮徐變由程序自動計算。⑥施工荷載，混凝土濕重按梁段重量引起的荷載和彎矩計入。 作用及其組合 作用1 永久作用一期恒載包括主梁、塔、索及防腐材料荷載?；炷了魉葜?5KN/m179。，179。，梁、塔按實際斷面計取荷載；斜拉索所需鋼鉸線荷載G(1+10%)計（其中10％為防腐材料荷載）；主梁橫隔板以集中力計?？v橫加勁肋采用均部荷載計入。二期恒載為橋面（路緣石、防撞護欄、欄桿、燈柱、泄水管、橋面鋪裝等），梁內(nèi)電纜、管線包含在內(nèi)。橋面鋪裝厚度采用8cm，檢修道鋪裝32cm厚的C50混凝土層，容重25KN/m179。2 可變作用采用公路－I級車道荷載。取值按照JTG D602004《公路橋涵設計通用規(guī)范》規(guī)定選?。汗罚璉 級車道荷載的均布荷載標準值為=；集中荷載標準值選取=360kN；。本橋布雙向六車道，應進行多車道效應折減，折減系數(shù)采用：折減系數(shù)取值：。3 溫度作用地址處最高溫度30℃ ，極端最低氣溫10℃ ，設計基準氣溫取20℃。（1）主梁結構正溫差取10℃，負溫差取30℃。（2）溫度梯度按照現(xiàn)行《公路橋涵設計通用規(guī)范》選取，主梁溫度梯度177。5℃。 作用效應組合 根據(jù)結構各部分對強度、剛度、穩(wěn)定性的驗算需要,對上部結構計算，采用以下作用組合見表31。表31 作用組合組合種類荷載組合內(nèi)容組合1自重+二期荷載組合2自重+二期荷載+汽車荷載組合3自重+二期荷載+支座位移組合4自重+二期荷載+系統(tǒng)降溫組合5（包絡）自重+二期荷載+汽車荷載+支座位移+系統(tǒng)降溫 計算模型建立 模型建立模型采用Midas/Civil 。該模型共有474個節(jié)點469個單元。主梁和塔柱采用梁單元，拉索采用桁架單元，在做施工階段分析時，把桁架單元全部替換為索單元進行分析，最后再將索單元轉換為桁架單元進行成橋階段分析。 有限元計算模型 模型截面幾何特性計算及材料參數(shù)表32 截面幾何特性特性截面面積（m^2）Asy（m^2）Asz（m^2）Ixx（m^4）Iyy（m^4）Izz（m^4）形心（上緣）（m）鋼箱梁混凝土主梁上、中塔柱下塔柱塔柱橫梁橫隔板表33 材料參數(shù)材料類型彈性模量(kN/m2)泊松比熱膨脹系數(shù)1/[T]比重(kN/m3)鋼材Q345+08+01混凝土C50+07+01鋼絞線Strand1860+08+01普通鋼筋HRB335+08+01 邊界條件橋后計算圖式邊界條件如表33所示，表中x表示縱橋向，y為橫橋向，z為豎向。(0表示自由，1對地面表示固結或兩個構件之間在該自由度上相互約束。)表33 分析計算邊界條件自由度ΔxΔyΔzθxθyθz下塔柱與地面111111索塔與主梁011000主梁與過渡墩011001斜拉索與主梁111000斜拉索與中塔柱111000 成橋階段索力確定將拉索的未知內(nèi)力，設為未知數(shù)求解。將主梁和主塔主要節(jié)點變位設為約束條件，用力法的原理進行矩陣位移方程采用反復迭代的方法求解。所有主梁節(jié)點、主塔頂節(jié)點，采用限定Dz位移，由于結構為對稱結構，所以只要求約束結構的一半，所選的部分參數(shù)控制情況如表34。表34 主要約束節(jié)點參數(shù)約束節(jié)點約束參數(shù)約束上限值（m）約束下限值（m）理論控制值（m）1Dz2Dz3Dz4Dz5Dz6Dz7Dz8Dz9Dz10Dz11Dz12Dz13Dz14Dz15Dz16Dz17Dz18Dz19Dz20Dz21Dz22Dz23Dz24Dz25Dz26Dz27Dz續(xù)表 3428Dz29Dz30Dz31Dz32Dz33Dz34Dz35Dz36Dz37Dz38Dz39Dz40Dz41Dz42Dz43Dz44Dz200Dz296Dz注：上表中Dz表示橋梁豎向位移，負號表示方向向下。主橋為對稱結構，故取半個結構，對斜拉索從主塔向邊跨，依次編號為A1A18，從主塔向跨中編號依次為J1118，如圖32所示。 拉索編號示意圖求解后，得出各斜拉索的初始索力如表35。表35 斜拉索初拉力拉索編號初拉力（KN）拉索編號初拉力（KN）拉索A14687