大跨度混合梁斜拉橋合理成橋狀態(tài)的確定

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1、2011年7月第7期城市道橋與防洪橋梁結(jié)構(gòu)87大跨度混合梁斜拉橋合理成橋狀態(tài)的確定歐陽錦，曾天寶(南昌市城市規(guī)劃設(shè)計研究總院，江西南昌330038)摘要：以九江長江大橋為工程背景，以平面桿系有限元程序FBRCALsUO和sus_CALsUO為計算軟件，采用恒載平衡法、應(yīng)力平衡法和最小二乘法相結(jié)合的綜合法，以控制結(jié)構(gòu)在正常使用荷載作用下主梁的上、下緣的最大、最小應(yīng)力為主要目標，以調(diào)整索力為主要手段，綜合考慮恒載、活載、預(yù)應(yīng)力及配重荷載等因素的影響，采用基于正裝計算的優(yōu)化法確定合理成橋狀態(tài)。以這種方法確定的合理成橋狀態(tài)與設(shè)計數(shù)據(jù)相比較，比較結(jié)果表明，這種方法

2、的結(jié)果是準確、可靠的。關(guān)鍵詞：混合梁斜拉橋；合理成橋狀態(tài)；綜合法中圖分類號：U448．27文獻標識碼：A文章編號：1009—7716(2011)07—0087—06斜拉索的索力從自身出發(fā)應(yīng)該滿足：既不能小于0前言斜拉索垂度要求的最小索力，也不能超出材料允混合梁斜拉橋充分發(fā)揮混凝土材料的壓重作許的最大索力；另外，要求索力分布均勻，基本按用和鋼材跨越能力大的優(yōu)勢，受力性能較傳統(tǒng)斜照短索索力小、長索索力大的遞增趨勢分布。但拉橋有很多優(yōu)勢，也更經(jīng)濟，已成為大跨度斜拉是，對特殊情況如塔梁固結(jié)時，第一對拉索索力通橋的主要發(fā)展趨勢之一。為保證橋梁結(jié)構(gòu)建造過常采用較大的

3、值。程中的受力安全和建成后的內(nèi)力、線形滿足設(shè)計(2)主梁彎矩要求，對混合梁斜拉橋合理成橋狀態(tài)的確定進行主梁恒載彎矩要求控制在“可行域”內(nèi)并盡量研究是很有意義的。居中。由于拉索索力較小的變化都能引起主梁內(nèi)目前用于確定斜拉橋合理成橋狀態(tài)的方法很力較大的變化，所以主梁彎矩最小化是確定合理多，主要有剛性支承連續(xù)梁法、零支反力法、零位成橋狀態(tài)的主要控制目標。移法、內(nèi)力平衡法、指定應(yīng)力法、彎曲能量最小(3)主塔彎矩法、彎矩最小法、用索量最小法、影響矩陣法、應(yīng)主塔恒載彎矩不宜過大，否則后期的混凝土力平衡法等，但孤立地使用某一種方法很難得到收縮、徐變導致的索塔應(yīng)力重分布

4、會對索塔不利；令人滿意的結(jié)果。本文采用恒載平衡法、應(yīng)力平考慮活載影響主塔塔頂向邊跨適當預(yù)偏。衡法和最小二乘法相結(jié)合的綜合法，并以控制結(jié)(4)邊墩和輔助墩反力構(gòu)在正常使用荷載作用下主梁的上、下緣最大、邊墩和輔助墩反力在恒載作用下要有足夠的最小應(yīng)力為主要目標，綜合考慮恒載、活載、預(yù)應(yīng)壓力儲備，在活載作用下不出現(xiàn)負反力。力及配重荷載等因素的影響，采用基于正裝計算2綜合法確定合理成橋狀態(tài)計算步驟的索力優(yōu)化法來確定斜拉橋的合理成橋狀態(tài)。綜合法確定合理成橋狀態(tài)的步驟如下：1綜合法確定合理成橋狀態(tài)的原則(1)結(jié)構(gòu)尺寸的初步擬定。綜合法的主要思想是：以控制主梁截面上、下

5、初步擬定橋型布置、主要截面尺寸、邊跨配緣最大、最小應(yīng)力作為控制條件，根據(jù)主梁截面重、施工過程配置的前期預(yù)應(yīng)力等基本數(shù)據(jù)。組合應(yīng)力確定出“最小預(yù)加力”，同時結(jié)合施工配(2)用恒載平衡法初擬索力。置預(yù)應(yīng)力，從而確定出主梁恒載彎矩“可行域”。對于主跨，忽略主梁抗彎剛度的影響，根據(jù)豎在“可行域”內(nèi)，綜合考慮主梁、主塔、斜拉索、輔向力平衡條件，由每根索所支承的主梁恒載重量助墩的受力，建立索力優(yōu)化模型，應(yīng)用最小二乘得到主跨拉索的索力；對于邊跨，忽略塔的抗彎剛法原理調(diào)整索力，使結(jié)構(gòu)達到合理成橋狀態(tài)。用度，則根據(jù)主邊跨拉索的水平分力相等原則，可得綜合法確定合理成橋狀態(tài)須

6、考慮以下原則：到邊跨拉索的索力。(1)索力分布(3)索力適當調(diào)勻。對全橋索力進行適當調(diào)整，調(diào)整原則是在第收稿日期：2011-02—242步得到的梁、塔彎矩狀態(tài)基礎(chǔ)上，將索力按短索作者簡介：歐陽錦(1968一)，男，江西興國人，高級工程師，一級注冊結(jié)構(gòu)工程師，注冊造價工程師，從事道橋?qū)I(yè)設(shè)計工作。索力小、長索索力大的遞增規(guī)律調(diào)勻。88橋梁結(jié)構(gòu)城市道橋與防洪2011年7月第7期(4)計算主梁活載應(yīng)力包絡(luò)圖。九江長江大橋為雙塔混合梁斜拉橋，主橋跨徑利用第三步調(diào)整后的成橋狀態(tài)作為初態(tài)，進為70m+75m+84m+818m+233．5m+124．5m=行活載計算，

7、包括車輛荷載、溫變荷載、成橋運營1405m。該橋主梁采用鋼箱梁與混凝土箱梁的組合10a的混凝土收縮徐變的影響量，得到不計恒載梁，梁段劃分為：0．9m(伸縮縫)+260．6m(混凝土主的主梁活載應(yīng)力包絡(luò)圖。梁)+7．5m(結(jié)合段)+l135．1m(鋼箱梁)+0．9m(伸(5)預(yù)應(yīng)力設(shè)計或配重?？s縫)，結(jié)合段伸入主跨32．5m，總體布置如圖1。橋根據(jù)第3步獲得的成橋狀態(tài)主梁恒載軸力面全寬為38．9m(含風嘴)，頂面寬36．9m，底面寬Ⅳd及第4步的主梁活載應(yīng)力包絡(luò)圖，計算主梁最23．3m，梁高為3．6m，其中混凝土主梁可以分為A、小預(yù)應(yīng)力，然后布置主梁中預(yù)應(yīng)

8、力，布置時考_B、c、D、E、F、G、HK、L、M共12種截面，采用C55慮兩方