【正文】 索采用扇形布置 , 主塔兩側(cè)各有 40 根，在主跨 索距為 5m，加密段索距為 3m。索塔上采用 等索距布置，斜拉索水平夾角 29 176?！?176。 。 為減小斜拉索的風(fēng)震 、 雨震及其他天然或認為災(zāi)害 ， 在圍 索上都設(shè)了減震器。 斜拉索 構(gòu)造 橋采用低松弛高強度預(yù)應(yīng)力鋼絞線索，規(guī)格為一股 7 絲，公稱直徑為φ，標準強度 byR =1860Mpa，護套采用雙層，內(nèi)層為黑色高密度聚乙烯，外層為天藍色高密度聚乙烯 HDPE 套管。鋼絲排列密實，同心絞合，最外層鋼絲絞合角 3177。 176。，左旋。扭絞后的裸索外加纏包帶，帶寬 30～ 40mm，單層重疊寬度不小于帶寬的 1/3，雙層纏包。纏包帶右旋。纏包帶采用高強度復(fù)合帶。在纏包帶的鋼絲束外擠包高密度聚乙烯護套雙層護套一次成型。成品索有冷鑄索具、斜拉索等組成，見下圖 圖 拉索細部 根據(jù)《公路斜拉橋設(shè)計規(guī)范（試行） 》規(guī)定，斜拉索的應(yīng)力應(yīng)滿足下式要求： [б ]≤ 錨具 本 橋采用冷鑄錨具 ， 冷鑄錨具由錨杯 、 螺母 、 錨板 、 連接筒 、 擋圈 、 后蓋 、 密封蓋 及冷鑄錨填料等幾部分組成 。 錨杯及螺母所用鍛件材質(zhì)應(yīng)符合 YB/ 中 35CrMo 牌號的有關(guān)規(guī)定 。 其他各部件的材料符合相應(yīng)國家或部頒標準 。 鍛件 30 須進行超聲波探傷 檢驗 ， 評定質(zhì)量按 GB/T416291 中 A 級要求執(zhí)行 ； 表面進行磁粉探傷 ， 其應(yīng)符合 JB3965 中 201 條與 202 條中Ⅱ級的要求 。 同一規(guī)格錨具的相同部件應(yīng)具有互換性 。 錨具表面鍍 鋅處理，鍍鋅厚度為 10～ 40μ m 進行鍍鋅處理，鍍鋅后須脫氫處理 錨固區(qū)構(gòu)造 錨固區(qū)是主梁結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部位 。 拉索在鋼梁錨固區(qū)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)點板?？紤]到以下幾 個因素 ： 確保連接可靠 ； 能簡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 31 拉索的下料長度 拉索的下料長度是指拉索在設(shè)計溫度下無應(yīng)力狀態(tài)的下料長度 。 下料長度的確定首 先應(yīng)確定計算每根拉索的長度基數(shù) L 0 ，再對只進行若干項修正，計算公式為： L= L 0 Δ L e +Δ L f +Δ L ML +Δ L MD +2L D +3d 其中 ， L 0 為 每根拉索的長度基數(shù) ， Δ L e 為初拉力作用下的彈性伸長修正 ； 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度，d 為鋼絲直徑。 計算 C20拉索 (型號為 LZM187)的下料長度 :鋼絲直徑 d=7mm,單位長度重量W=,設(shè)計應(yīng)力б =,設(shè)計張力 T=3500kN,錨板厚度 L D = 則拉力作用下彈性伸長修正：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 ,位置修正 : Δ LML為 ,由此可得 C20號拉索下料長度為： L= L0 – ΔL e +ΔL f +ΔL ML +ΔL MD +2LD +3d = 附屬構(gòu)造物設(shè)計 橋梁附屬構(gòu)造物包括橋面鋪裝、伸縮縫、行車道護欄、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、橫向的臨時約束等。本節(jié)主要對橋面鋪裝、伸縮縫及主 梁懸臂施工過程中的縱 、橫向的臨時約束進行設(shè)計。 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)的強度 ,主橋面采用 M30 瀝青混凝土，厚 10cm。在施工時，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、縱向臨時約束 在懸臂施工過程中，為保證梁體及整個結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性（為不可變體系）和安全，防止 33 整體靜力計算采用空間有限元分析，分析軟件采用 MIDAS CIVIL。總體結(jié)構(gòu)根據(jù)結(jié)構(gòu)形成過程進行施工階段計算，成橋分析根據(jù)荷載組合要求的內(nèi)容進行內(nèi)力、應(yīng)力計算，通過對索力的調(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 這里在計算分析斜拉橋，采用的一些基本假定如下：視斜拉橋為線性空間框架結(jié)構(gòu)。斜拉索的自重垂度及受力后垂度發(fā)生變化時，對其 變形計算的影響不予考慮，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）公式計算： ? ?2112CCEErL E? ?? 式中： r—— 拉索材料比重； L—— 斜纜水平投影長度；σ —— 斜鋼纜索中應(yīng)力。 橋模型的邊界條件為：橋塔固定于承臺頂，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)等方面的要求對橋梁的靜力荷載效應(yīng)進行定量化的分析，然后根據(jù)計算就夠 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 靜力計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)重力標準值按照常用裁量的重度計算 (《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》 條 )。 對于公路橋梁結(jié)構(gòu)物的自重往往占全部設(shè)計荷載的很大部分，根據(jù)以往成橋的資料當跨徑為 20~150m 時結(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 號混凝土容重按照 26 3mkN 計算。橫梁自重按照集中力作用在桿件元上，橫隔梁重力計算難點在于體積的確定，橫隔梁與橋面板、縱向肋的交接處都有加厚的設(shè)計。 橋面 30cm 防水混凝土鋪裝容重按照 90 3mkN 計算。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=護欄 (包括人行道欄桿 )： 2q =(護欄 )+? 2= kN/m 中央分隔帶： 3q =? ? 25=合計： q=+?2+= kN/m 斜拉索容重：按照 79 3mkN 偏于安全的計算。 混凝土收縮徐變的相對濕度取 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)用這個概念可以將設(shè)計工作進一步簡化。板的有效分 布寬度實質(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)象稱之為負剪力滯，對于此橋這種肋板式實心梁在自重及活載的影響下要考慮剪力滯的影響。 對于連續(xù)梁，各中間跨正彎矩區(qū)取該跨計算跨徑的 倍；邊跨正彎矩區(qū)域取該跨計算跨徑的 倍；通過中支點負彎矩區(qū)取該支點相鄰兩跨計算跨徑之和的 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 為承托的長度即加腋寬度， ?ih 表示不計承托的翼緣厚度。 T 梁的單邊緣的計算寬度要算到承托外 6 倍板厚，計算超靜定力時， T 梁的翼緣計算寬度取全寬。 可變作用基本參數(shù) 可變作用為在設(shè)計使用期內(nèi)其作用位置和大小、方向隨時間變化并且變化與平均值相比是不可忽略的作用。本橋為跨越鐵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，對于汽車荷載應(yīng)計及其沖擊力。 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)計通用規(guī)范》中的 條公路 — I 級的加載方式 37 公路 — I 級車道荷載的標準值 kq =；集中荷載標準值根據(jù)本橋的跨徑(256m) kP =360kN。計算剪力效應(yīng)時上述的集中荷載 kP 要乘以 的系數(shù)。 車道荷載的均布荷載標準值應(yīng)滿布與式結(jié)構(gòu)產(chǎn)生最不利效應(yīng)的同號影響線上；集中荷載標準值之作用于相應(yīng)影響線中的一 個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) 項目 技術(shù)指標/kN 項目 技術(shù)指標 /m 車輛重力標準值 550 輪距 前軸重力標準值 30 前輪著地寬度及長度 ? 中軸重力標準值 2? 120 中后輪著地寬度及長度 ? 后軸重力標準值 2? 140 車輛外形尺寸 15? 軸距 3++7+ 車輛荷載技術(shù)指標 多車道橋梁上的汽車荷載要考慮多車道折減。當橋涵設(shè)計車道數(shù)大于 2 時。有汽車荷載產(chǎn)生的效應(yīng)規(guī)定的多車道折減系數(shù)進行折減。本斜拉橋設(shè)計車道數(shù)目 38 為 4 車道，橫向折減系數(shù)取值 。橋梁計算跨徑大于 150m 時應(yīng)按照規(guī)定的縱向折減系數(shù)進行折減。本橋最大計算跨徑 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。對于特大跨徑的斜拉橋為為消除斜拉索的垂度影響及大變位引起的非線性因素影響，必須采用有限變形的理論。對于小跨徑的斜拉橋，采用小變形理論也可獲得滿意的結(jié)果。 39 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算內(nèi)力，不考慮非線性影響。 (2)拉索一次張拉到設(shè)計值。 (3)索塔在承臺處固結(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)的對稱性，取一半的結(jié)構(gòu)進行計算。 (5)主梁按部分預(yù)應(yīng)力 A 類構(gòu)件設(shè)計計算。 (6)斜拉索的安全系數(shù)按不小于 考慮。 對于混凝土橋梁恒載內(nèi)力占總內(nèi)力的比值相當大 [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，后期通過加載各項可變作用來進一步校核索力，這時根據(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達到最優(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)對應(yīng)的斜拉橋一次落架時的恒載內(nèi)力狀態(tài)。為了優(yōu)化主梁的