188宝金博页面版

第 4l 卷 第 20 期 2 0 1 5 年 7 月 山 西 建 筑 S H A NX I A R CH IT E CT U R E V o1．4 l No ．2 0 J u1． 2015 · 165 · 文章编号：1009—6825 (2015 )2O一0165-02 矮 塔 斜 拉 桥 成 桥 索 力 优 化 分 析 姜 洪伟。 王立峰 冯永航 ( 1．东北林业大学土木工程学院 ，黑龙江 哈尔滨150040 ； 2．辽宁省交通规划设计院公路养护技术研发 中心 ，辽宁 沈阳 110111) 摘要：针对矮塔斜拉桥的结构形式和受力特点，提出该类桥型确定成桥状态和索力优化的方法，以常山县矮塔斜拉桥为研究背 景，利用有限元分析软件 Midas／Civil 中“ 未知荷载系数” 的功能，计算了常山桥的成桥索力，并对该索力进行优化分析，最终确定 了合理的成桥状态，为施工状态的分析提供了有效依据。 关键词 ：矮塔斜拉桥 ，合理成桥状态 ，索力优化，未知荷载系数 中图分 类号 ：U448．27 文献标识码 ：A 矮塔斜拉桥是由主梁 ，索塔和拉索三部分构成的组合结构体 系，斜拉索是重要的承重和传力构件，索力的大小对结构的内力 和线形有显著影响 ，所以对矮塔斜拉桥索力优化的方法研究有重 要的意义。同常规斜拉桥一样，矮塔斜拉桥可以在恒载确定的情况 下找出一组索力使整个结构体系在成桥状态时受力最优；但 由于 矮塔斜拉桥的主粱刚度大，预应力的影响显著，普通斜拉桥索力优 化的方法不再适用；在此基础上考虑预应力效应的影响，对矮塔斜 拉桥的索力优化的方法进行分析，确定最终的合理成桥状态 。 1 合理成桥状态下成桥索力优化方法 合理成桥状态_5 是指矮塔斜拉桥成桥之后，在所有恒载作 用下，结构的内力和线形能够达到某种理想状态。在确定该状态 过程中，其结构体系 、截面尺寸和设计荷载确定之后，主要选取主 梁、主塔、斜拉索、辅助墩四方面作为控制 目标，找出一组斜拉索 索力，在满足安全和使用功能的前提下，使得在成桥状态下反映 结构受力性能的某个控制目标达到最优，而求解这组索力的过程 就是成桥索力优化的问题。目前，斜拉桥的索力优化方法主要分 为三类，包括指定受力状态索力优化 、无约束的索力优化和有约 束的索力优化方法 J 。 2工程实例分析 2 ．1 工程 概 况 以常山矮塔斜拉桥为背景 ，进行成桥 索力 优化分 析。该桥 为 (65 + 108 + 65) m 的两塔三跨预应力混凝土矮塔斜拉桥 ，梁宽 28．5 m，塔高 19．15 m，采用实心矩形截面，顺桥向长 3．5 m，横桥 向宽 2．5 m，塔上部设有分丝管；斜拉索采用单索面半扇形布置， 共设 2 × 7 对。主梁 中央分隔带为锚 固区，每个锚 固点处并排设 置 2 根拉索。斜拉索具体布设位置见图 1。 2．2计算模型 元计算模型，全桥模型共244 个单元和277 个节点，主梁和主塔采 用梁单元，拉索采用等效的桁架单元，拉索与主梁和主塔的锚固 点采用弹性连接中的刚性连接。成桥阶段的恒载静力工况包括 自重，二期铺装和预应力，且每对斜拉索单独定义一个静力荷载 工况，赋予单位初拉力。矮塔斜拉桥索力优化分析时，预应力效 应影响很大，所以在建模过程中预应力值要与设计文件相对应。 全桥的有限元模型见图2。 A 1～A 7 ／ ＼ A 1～A 7 B 1- B7 ／ 、 B l ～B7 一 一 面— 广 V 10 800 I L 6 500 凸仁 图 1斜拉索布置图( 单位 ：Cn1) 运用有限元分析软件 Midas／Civil 建立常山矮塔斜拉桥的有限 图2 全桥有限元模型图 T he pr eca st constr uction t echnology a nd quality cont rol of concrete con tinuou s gir der bridge T b eam H ll i L i n ( Shanxi J inzhong Road & Bridge Construction Group Limited Company ，J inzhong 030600 ，China) Abstract：Taking the Fenyang to Xingtai high—speed Qingzhanghe bri dge as an example，this paper introduced the construction technology of T bea m continuous girder bri dge ，and the quali ty control key points i n constructi on，pointed out that T beam continuous gi rder bridge was a kind of common bri dge structure ，had the characteri sti cs of good integri ty ，safe ，and simpl e construction method． K ey wor ds ：T beam ，construction ，precast ，contro1 收稿 日期 ：2015—05—09 作者简介：姜洪伟( 1989．) ，男，在读硕士； 王立峰( 1971．) ，男，博士，硕士生导师，副教授 冯永航 ( 1988一) ，男 ，硕士 ，助理 工程师