【正文】 的錨固方式大致上有以下五種型 式：散索鞍座 +錨固梁；錨 固 梁加錨固塊；支架或牛腿 ； 鋼管；節(jié)點(diǎn)板?？紤]到以下幾 個(gè)因素 ： 確保連接可靠 ； 能簡(jiǎn)捷地把索力傳遞到全截面 ； 如在梁端張拉 ， 應(yīng)具有足夠的 操作空間 ； 要有防銹蝕能力和避免拉索產(chǎn)生顫震應(yīng)力腐蝕 ； 便于拉索的養(yǎng)護(hù)和更換等因 素 ， 拉索在錨固區(qū)的 錨固方式采用主梁頂板加錨固塊 ， 此種構(gòu)造一般應(yīng)用于雙索面拉索 在鋼梁處的錨固情況 其構(gòu)造圖如下圖所示。 圖 構(gòu)造圖 錨固構(gòu)造位于主梁腹板一側(cè) ， 并與頂板 、 腹板固結(jié)在一起 。 拉索的水平分力由錨固 塊以軸壓力方式傳遞給頂板再擴(kuò)散到主梁全截面 ， 垂直分力則由錨固塊傳遞給腹板 。 因 此，在錨固塊與腹板連接處需設(shè)置承托外，在腹板內(nèi)還需設(shè)置豎向預(yù)應(yīng)力筋束加強(qiáng) 31 拉索的下料長(zhǎng)度 拉索的下料長(zhǎng)度是指拉索在設(shè)計(jì)溫度下無應(yīng)力狀態(tài)的下料長(zhǎng)度 。 下料長(zhǎng)度的確定首 先應(yīng)確定計(jì)算每根 拉索的長(zhǎng)度基數(shù) L 0 ，再對(duì)只進(jìn)行若干項(xiàng)修正，計(jì)算公式為： L= L 0 Δ L e +Δ L f +Δ L ML +Δ L MD +2L D +3d 其中 ， L 0 為每根拉索的長(zhǎng)度基數(shù) ， Δ L e 為初拉力作用下的彈性伸長(zhǎng)修正 ； Δ L f 為 初拉力作用下的拉索垂度修正； Δ L ML 為張拉端錨具位置修正； Δ L MD 為錨固端錨具位 置修正； L D 為錨固板厚度； 3d 為拉索兩端所需的鋼絲鐓頭長(zhǎng)度，d 為鋼絲直徑。 計(jì)算 C20拉索 (型號(hào)為 LZM187)的下料長(zhǎng)度 :鋼絲直徑 d=7mm,單位長(zhǎng)度重量W=,設(shè)計(jì)應(yīng)力б =,設(shè)計(jì)張力 T=3500kN,錨板厚度 L D = 則拉力作用下彈性伸長(zhǎng)修正：Δ Le = L0 б /E = 拉索垂度修正： Δ Lf= W2 LX2/24T2= 由于本橋兩端采用張拉端錨具，故僅考慮張拉端錨具位置修正，根據(jù)錨具的構(gòu)造特點(diǎn) ,位置修正 : Δ LML為 ,由此可得 C20號(hào)拉索下料長(zhǎng)度為： L= L0 – ΔL e +ΔL f +ΔL ML +ΔL MD +2LD +3d = 附屬構(gòu)造物設(shè)計(jì) 橋梁附屬構(gòu)造 物包括橋面鋪裝、伸縮縫、行車道護(hù)欄、照明燈柱、排水設(shè)施、防拋網(wǎng)、 支座、主梁懸臂施工過程中的縱、橫向的臨時(shí)約束等。本節(jié)主要對(duì)橋面鋪裝、伸縮縫及主 梁懸臂施工過程中的縱、橫向的臨時(shí)約束進(jìn)行設(shè)計(jì)。 橋面鋪裝 32 為防止雨水等透過橋面鋪裝浸入橋面板及主梁，引起鋼筋和預(yù)應(yīng)力鋼材的銹蝕，降低 結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度 ,主橋面采用 M30 瀝青混凝土，厚 10cm。在施工時(shí)，將混凝土橋面鋪裝層頂面 沖洗干凈，保證無油污等不利于混凝土之間粘接的雜物。 伸縮縫 根據(jù)計(jì)算伸縮縫的大小及伸縮縫的性能，本橋的伸縮縫選擇采用仿 毛勒式 SSFB240 伸 縮縫。伸縮量可根據(jù)主梁的橫向變形設(shè)定 ,經(jīng) BSAS 軟件的計(jì)算得到，主梁的橫向變形為 284mm，即伸縮量為 284mm。 三、主梁懸臂施工豎向、縱向臨時(shí)約束 在懸臂施工過程中，為保證梁體及整個(gè)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性（為不可變體系）和安全，防止 33 計(jì)算方法概述 整體靜力計(jì)算采用空間有限元分析，分析軟件采用 MIDAS CIVIL?？傮w結(jié)構(gòu)根據(jù)結(jié)構(gòu)形成過程進(jìn)行施工階段計(jì)算，成橋分析根據(jù)荷載組合要求的內(nèi)容進(jìn)行內(nèi)力、應(yīng)力計(jì)算，通過對(duì)索力的調(diào)整使結(jié)構(gòu)在施工 階段和使用階段的內(nèi)力、應(yīng)力及剛度均符合規(guī)范要求 這里在計(jì)算分析斜拉橋，采用的一些基本假定如下：視斜拉橋?yàn)榫€性空間框架結(jié)構(gòu)。斜拉索的自重垂度及受力后垂度發(fā)生變化時(shí)，對(duì)其變形計(jì)算的影響不予考慮，即視鋼索為一直線。塔的抗彎剛度取常值。在斜拉橋跨度不大的情況下，斜纜的非線性影響可以通過修正彈性模量的辦法加以考慮。彈性模量的取值按厄恩斯特（ Ernst）公式計(jì)算： ? ?2112CCEErL E? ?? 式中： r—— 拉索材料比重； L—— 斜纜水平投影長(zhǎng)度；σ — — 斜鋼纜索中應(yīng)力。 模型建立 橋模型的邊界條件為：橋塔固定于承臺(tái)頂，主梁與塔之間設(shè)豎向支座（半漂浮體系模型的需要），邊墩與輔助墩處設(shè)置縱向活動(dòng)支座。 選擇分析手段和建立模型的主要目的是用結(jié)構(gòu)的位移構(gòu)件的內(nèi)力與變形應(yīng)力狀態(tài)等方面的要求對(duì)橋梁的靜力荷載效應(yīng)進(jìn)行定量化的分析，然后根據(jù)計(jì)算就夠 34 修改、優(yōu)化結(jié)構(gòu)的斷面與尺寸、調(diào)整斜拉索的索力以確定最終的出拉力。優(yōu)化預(yù)應(yīng)力的布置 圖 斜拉橋整體布置 選用單箱四室鋼箱主梁，索塔采用 Q345 鋼筋 C50 混凝土索塔 加載需要的基本參數(shù) 靜力 計(jì)算中的橋梁永久作用包括結(jié)構(gòu)自重的一期恒載；結(jié)構(gòu)體系完成之后中跨合攏形成五跨斜拉橋系所做用上去的二期恒載；斜拉索自重；混凝土收縮徐變作用和體系溫度差產(chǎn)生的荷載；可變作用主要是車輛荷載、人群荷載等。 35 永久作用 基本參數(shù) 永久作用包括結(jié)構(gòu)物自重橋面鋪裝以及附屬設(shè)備的總量基礎(chǔ)變位和長(zhǎng)期作用于結(jié)構(gòu)上的人工預(yù)應(yīng)力以及混凝土收縮徐變做作用。結(jié)構(gòu)重力標(biāo)準(zhǔn)值按照常用裁量的重度計(jì)算 (《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》 條 )。 對(duì)于公路橋梁結(jié)構(gòu)物的自重往往占全部設(shè)計(jì)荷載的很大部分，根據(jù)以往成橋的資料當(dāng)跨徑為 20~150m 時(shí)結(jié)構(gòu)自重約占 30%~60%以上，跨徑越大所占的比例越大。 橋塔的 50 號(hào)混凝土容重按照 26 3mkN 計(jì)算。橫梁自重按照集中力作用在桿件元上，橫隔梁重力計(jì)算難點(diǎn)在于體積的確定，橫隔梁與橋面板、縱向肋的交接處都有加厚的設(shè)計(jì)。 橋面 30cm防水混凝土鋪裝容重按照 90 3mkN 計(jì)算。人行道欄桿、中央分隔帶按照均布荷載作用在桿件上。 二期恒荷載中橋面鋪裝： 1q = (+2+) ? 2? ? 90=護(hù)欄 (包括人行道欄桿 )： 2q =(護(hù)欄 )+? 2= kN/m 中央分隔帶： 3q =? ? 25=合計(jì)： q=+?2+= kN/m 斜拉索容重：按照 79 3mkN 偏于安全的計(jì)算。 混凝土收縮徐變的相對(duì)濕度取 55%。 橋塔的不均勻沉降為 體系溫度按照體系溫差 15C? ，斜拉索與主梁橋塔的溫差取 15C? ，日照溫差按照橋面板升溫 C5o 計(jì)算。 36 橋面板的有效分布寬度 板的有效分布寬度即為半的有效工作寬度，二者概念是一致的。應(yīng)用這個(gè)概念可以將設(shè)計(jì)工作進(jìn)一步簡(jiǎn)化。板的有效分布寬度實(shí)質(zhì)上是指剪力滯效應(yīng)的反映，剪力滯在寬翼緣 T 梁或箱梁中存在著。剪力滯是指應(yīng)力在截面上的不均勻分布，腹板的應(yīng)力最大，向板中或懸臂端逐漸減小的現(xiàn)象，相反的現(xiàn)象稱之為負(fù)剪力滯，對(duì)于此橋這種肋板式實(shí)心梁在自重及活載的影響下要考慮剪力滯的影響。 對(duì)于連續(xù)梁，各中間跨正彎矩區(qū)取該跨計(jì)算跨 徑的 倍；邊跨正彎矩區(qū)域取該跨計(jì)算跨徑的 倍；通過中支點(diǎn)負(fù)彎矩區(qū)取該支點(diǎn)相鄰兩跨計(jì)算跨徑之和的 倍；相鄰兩梁的腹板軸線間的距離。 b+2c+12 ?ih ，其 中 b 為梁的腹板寬度，c 為承托的長(zhǎng)度即加腋寬度， ?ih 表示不計(jì)承托的翼緣厚度。 T 梁的單邊緣的計(jì)算寬度要算到承托外 6 倍板厚，計(jì)算超靜定力時(shí)， T 梁的翼緣計(jì)算寬度取全寬。 可變作用基本參數(shù) 可變作用為在設(shè)計(jì)使用期內(nèi)其作用位置和大小、方向隨時(shí)間變化并且變 化與平均值相比是不可忽略的作用。本橋?yàn)榭缭借F路線路的城市公路橋梁，可變作用不考慮流水壓力與冰壓力。要考慮的有汽車荷載和人群荷載，對(duì)于汽車荷載應(yīng)計(jì)及其沖擊力。 此外可變作用還包含溫度 (均勻溫度與梯度溫度 )的作用，風(fēng)荷載等。 車道與車輛荷載 車載的加載方式遵照最新的《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》中的 條公路 — I級(jí)的加載方式 37 公路 — I 級(jí)車道荷載的標(biāo)準(zhǔn)值 kq =；集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值根據(jù)本橋的跨徑(256m) kP =360kN。計(jì)算剪力效應(yīng)時(shí)上述的集中荷載 kP 要乘以 的系數(shù)。 車道荷載的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)滿布與式結(jié)構(gòu)產(chǎn)生最不利效應(yīng)的同號(hào)影響線上；集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值之作用于相應(yīng)影響線中的一個(gè)最大影響線的峰值處。 圖 車輛荷載作用面圖 車輛的荷載主要技術(shù)參數(shù) 表 車輛的荷載主要技術(shù)參數(shù) 項(xiàng)目 技術(shù)指標(biāo)/kN 項(xiàng)目 技術(shù)指標(biāo) /m 車輛重力標(biāo)準(zhǔn)值 550 輪距 前軸重力標(biāo)準(zhǔn)值 30 前輪著地寬度及長(zhǎng)度 ? 中軸重力標(biāo)準(zhǔn)值 2? 120 中后輪著地寬度及長(zhǎng)度 ? 后軸重力標(biāo)準(zhǔn)值 2? 140 車輛外形尺寸 15? 軸距 3++7+ 車輛荷載技術(shù)指標(biāo) 多車道橋梁上的汽車荷載要考慮多車道折減。當(dāng)橋涵設(shè)計(jì)車道數(shù)大于 2 時(shí)。有汽車荷載產(chǎn)生的效應(yīng)規(guī)定的多車道折減系數(shù)進(jìn)行折減。本斜拉橋設(shè)計(jì)車道數(shù)目 38 為 4 車道，橫向折減系數(shù)取值 。橋梁計(jì)算跨徑大于 150m時(shí)應(yīng)按照規(guī)定的縱向折減系數(shù)進(jìn)行折減。本橋最大計(jì)算跨徑 0L =160m在縱向折減系數(shù)取值為 。 圖 （ a） 車輛荷載作用下位移圖 圖 （ b） 車輛荷載作用下應(yīng)力圖 斜拉橋的結(jié)構(gòu)分析根據(jù)其跨度的大小采用不同的理論。對(duì)于特大跨徑的斜拉橋?yàn)闉橄崩鞯拇苟扔绊懠按笞兾灰鸬姆蔷€性因素影響，必須采用有限變形的理論。對(duì)于小跨徑的斜拉橋，采用小變形理論也可獲得滿意的結(jié)果。 39 結(jié)構(gòu)靜 力分析與尺寸校核 斜拉橋的內(nèi)力分析及變形分析包括主梁，橋塔，斜拉索，所承受的荷載包括一期恒載、二期恒載、活載、溫度變化、支座沉降、預(yù)應(yīng)力、斜拉索拉力、混凝土收縮徐變荷載等。 本橋內(nèi)力計(jì)算的基本原則是 (1)跨徑較小采用小變形理論按照一般的平面桿系計(jì)算內(nèi)力，不考慮非線性影響。 (2)拉索一次張拉到設(shè)計(jì)值。 (3)索塔在承臺(tái)處固結(jié)，上部結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析過程中不考樁基礎(chǔ)的影響。 (4)根據(jù)結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性，取一半的結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算。 (5)主梁按部分預(yù)應(yīng)力 A 類構(gòu)件設(shè)計(jì)計(jì)算。 (6)斜拉索的安全系數(shù)按不小于 考慮。 索力確定與調(diào)整方案 對(duì)于混凝土橋梁恒載內(nèi)力占總內(nèi)力的比值相當(dāng)大 [12]，就本橋而言，恒載內(nèi)力與活載內(nèi)力相比，活載僅占恒載內(nèi)力的 12%左右，因此斜拉索的初始張拉力的計(jì)算應(yīng)該以恒載為主，兼顧活載。 本橋梁在索力調(diào)整和優(yōu)化過程中主要考慮恒載作用，后期通過加載各項(xiàng)可變作用來進(jìn)一步校核索力，這時(shí)根據(jù)恒載所確定的索力可能還不夠合理，可能需要優(yōu)化。 40 索力優(yōu)化概念與控制因素 索力優(yōu)化即在斜拉橋的結(jié)構(gòu)體系被確定后，尋找一組斜拉索力，使結(jié)構(gòu)在確定荷載作用下，某種反映受力性能的目標(biāo)達(dá)到最優(yōu)。索 梁組成的一次超靜定體系，贅余力用拉索的張力 N 表示。 梁的彎矩為 ? ? ?????? ???? 21x0 x 2Nxlxq21M 2 按照變形協(xié)調(diào)條件計(jì)算贅余力，可得EAhEIl EIl ?? 48 384q5N 34 取3lEI=1， hEA =192，上式變成： N= 84ql ，相應(yīng)的梁彎矩圖為 ()所示，這一狀態(tài)對(duì)應(yīng)的斜拉橋一次落架時(shí)的恒載內(nèi)力狀態(tài)。為了優(yōu)化主梁的受力，可以根據(jù)需要擬定的 一個(gè)目標(biāo)函數(shù)，現(xiàn)以梁上的彎矩平方和為目標(biāo)函數(shù) ? ??? 20 22 l dxxMf 將梁的彎矩表達(dá)式代入目標(biāo)函數(shù)中是目標(biāo)函數(shù) f 最小贅余力為： N= 85ql 這一狀況相當(dāng)于優(yōu)化后的斜拉橋恒載狀態(tài)。這時(shí)的內(nèi)力狀態(tài)是通過索的張拉來實(shí)現(xiàn)的。相應(yīng)的索力不能使結(jié)構(gòu)滿足變形協(xié)調(diào)。正是索的張拉力改善了梁的受力狀況。 拉索的調(diào)整目的一是為了結(jié)構(gòu)的線形變?yōu)樘幱谧罴训臓顟B(tài)；二是為了使結(jié) 構(gòu)的內(nèi)力處于最佳狀態(tài)；三是為了使索力達(dá)到設(shè)計(jì)索力。因此斜拉橋索力的控制因素主要有結(jié)構(gòu)位移；結(jié)構(gòu)內(nèi)力；拉索索力 [15]。 41 位移內(nèi)力雙控調(diào)索是指通過索力的調(diào)整，改變結(jié)構(gòu)的位移和內(nèi)力，使得結(jié)構(gòu)的線形達(dá)到所期望的狀態(tài)同時(shí)使得結(jié)構(gòu)的內(nèi)力被控制在允許的范圍內(nèi)。 斜拉索預(yù)施初拉力計(jì)算 對(duì)于大跨度橋梁，恒載內(nèi)力占總內(nèi)力的比值相當(dāng)大，就本橋而言恒載與活載性比活載進(jìn)展恒載內(nèi)力的 12%左右。因此斜拉索的初張力的計(jì)算以恒載為主，兼顧活載。斜拉橋是一個(gè)多次超靜定的結(jié)構(gòu)，可以看作是一個(gè)多支點(diǎn)的彈性支撐連續(xù)結(jié)構(gòu)，將斜拉索作為彈 性支撐。斜拉索的張力是在各階段中建立起來的，通過對(duì)拉索施加預(yù)應(yīng)力可以調(diào)整恒載內(nèi)力，使整個(gè)結(jié)構(gòu)的受力跟家合理，即使結(jié)構(gòu)在恒載和活載作用下的內(nèi)力為最小，同時(shí)在無活載作用下時(shí)恒載內(nèi)力也處在合理的受力狀態(tài)。 斜拉橋可以通過二次調(diào)索來進(jìn)行內(nèi)力調(diào)整使結(jié)構(gòu)處于最優(yōu)的受力狀態(tài)，但是隨著跨徑增大拉索根數(shù)的增加使得調(diào)索復(fù)雜并且工期長(zhǎng)，可操作性差。現(xiàn)在多采用一次張拉法。即事先根據(jù)結(jié)構(gòu)的最有內(nèi)力狀態(tài)，計(jì)算出斜拉索的初始張力，在斜拉橋安裝時(shí)一次將索張拉到位 [