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V ol121 N o14公 路 交 通 科 技2004年4月JOURNA L OF HIGHWAY AND TRANSPORT ATION RESEARCH AND DEVE LOPMENT 文章编号:1002Ο0268(2004)04Ο0066Ο03矮塔斜拉桥的设计何新平(山西省交通规划勘察设计院,山西 太原 030012)摘要:矮塔斜拉桥是介于梁式桥和斜拉桥之间的一种桥型,其适用跨度也介于梁式桥和斜拉桥之间。
本文结合离石高架桥主桥的设计情况,浅析PC部分斜拉桥的桥型特点、受力特性及设计要点。
山西离石高架桥主桥为双塔单索面三跨连续部分斜拉预应力混凝土箱梁桥,主桥孔跨为85+135+85m,采用塔梁固结、塔梁与墩分离,墩顶设支座的结构形式。
关键词:矮塔斜拉桥;结构设计;力学分析中图分类号:U4921431 文献标识码:ADe sign of Low Tower CableΟstayed BridgeHE XinΟping(The C ommunications Survey&Design Institute of Shanxi Province,Shanxi T aiyuan 030012,China)Abstract:Low tower cableΟstayed bridge is one type of bridge between girder bridge and cableΟstayed bridge,and its suitable span is als o between girder bridge and cableΟstayed bridge1Based on the design conditions of the main frame of Lishi viaduct,the characteristics of bridge type,force principle and design gist of the PC Part of the cableΟstayed bridge are simply analyzed1Lishi Viaduct Bridge is a3Οspan partially cableΟstayed prestressed concrete box girder bridge with tw o towers and singleΟcableΟplane1S pans are attributed as85+ 135+85m,the structure type of cons olidated towerΟgirder,separated towerΟgirder and pier and top pier m outed supports is used1K ey words:Low tower CableΟstayed bridge;S tructure design;Mechanics analysis0 概述矮塔斜拉桥又称部分斜拉桥,为一种新兴的桥型结构,国外近10年内已修建了20余座此类桥梁。
汇报人：李小利
2017.10
引言Introduction
矮塔斜拉桥特点
A
矮塔斜拉桥主梁高度是连续梁的1/2左右，具有纤细、柔美的美学效果，克服了连续梁桥主梁高度过大带来的压迫感和桥梁上、下部结构不协调的弊端。
桥塔和斜拉桥的设置使其具有斜拉桥宏伟、壮观的感觉。
C
矮塔斜拉桥的施工方法与连续梁桥基本相同，可采用悬浇法施工。
施工中不必进行斜拉
索二次索力调整。
由于矮塔斜拉桥桥塔较矮，桥塔施工也没有斜拉桥桥塔施工复杂。
施工简便
B
矮塔斜拉桥可设计成单塔双跨、双塔三跨和多塔
多跨等不同的结构形式。
单跨径在100~300m 范围内，克服了多塔斜拉桥带来的刚度不足和各跨相互影响的弊端，发挥了多跨连续梁桥的优点。
D
通过国内外以建成的矮塔斜拉桥造价分析，该桥型每延米造价与连续梁桥基本持平，低于一般斜拉桥造价，具有可观的经济效益。
经济性好
美学景观特征
跨径布置灵活
方案对比
矮塔斜拉桥
连续钢构桥
01
0203
Contents
目录
P 01
工程简介
工程技术难点
P 12
工程关键施工技术
P 25
Project introduction
The difficulties of engineering technical
The key construction techniques in engineering
工程简介Project introduction。
矮塔斜拉桥方案设计论文矮塔斜拉桥方案设计论文近年来，随着城市化进程的不断加快，城市交通建设得到了空前的发展，跨河桥梁的建设也成为城市建设的重要组成部分。
与此同时，随着人们对桥梁建设要求的不断提高，设计师们也在进行着不断的技术创新和设计改进。
矮塔斜拉桥作为一种新兴的桥梁类型，其简洁、轻盈、美观、安全等优点受到广泛关注和青睐，在各地的桥梁建设中越来越多地应用。
本文以某城市一座正在规划中的矮塔斜拉桥为研究对象，从桥梁结构、斜拉索系统、地基处理、桥面设计等方面进行综合设计，以期为该城市的桥梁建设提供一些借鉴和参考。
1.桥梁结构设计矮塔斜拉桥的特点在于其简洁、轻盈的结构形式，其主梁由斜拉索负责承担桥面荷载，利用斜拉索与主梁组成桥面及其他荷载的承载系，同时为减小受力的集中度，普通矮塔斜拉桥的横向拉索要根据现场实际情况制定相应高度及间隔。
矮塔斜拉桥一般采用不大于45度的斜拉角，以保证桥面的稳定性和均匀受力，同时满足桥梁美观性的要求。
本次研究的矮塔斜拉桥，采用了T形截面的主梁，其优点在于结构简单，质量轻，能够满足桥面的承载和荷载分配要求。
而矮塔上部采用H形车间的形式，把上部结构虚拟成一个整体，使结构简单明了，能够有效减小风荷载对该桥梁的影响，同时采用设计耐久性好、维护方便、安装可靠的钢制结构，以保证结构的安全性和美观性。
桥面按照标准设计，采用预制混凝土板梁，能够保证桥面不仅满足基本安全要求，而且有更好的舒适性，同时斜拉索的设计和布置也能够满足承载体系要求，确保桥梁安全、稳定。
2.斜拉索系统设计矮塔斜拉桥斜拉索的设计是桥梁结构的关键之一，决定了桥梁的承载能力和稳定性。
本次研究的矮塔斜拉桥采用了多股斜拉索，悬挂在矮塔顶端，在主桥梁的两侧呈V形布置。
斜拉索的公称抗拉强度一般不小于1860MPa，能够满足承载要求和安全要求。
斜拉索的张力计算是矮塔斜拉桥设计的重要环节，二次张力计算则是计算斜拉索贴近主梁的轮廓的水平张力。
矮塔斜拉桥施工方案摘要：本文旨在提供一种针对矮塔斜拉桥的施工方案。
矮塔斜拉桥是一种特殊的桥梁结构，其主要特点是桥梁高度较低且存在一定的斜拉角度。
该文将介绍矮塔斜拉桥的设计要点、施工方法以及施工时应注意的问题，以期为相关工程的设计和实施提供参考。
1. 引言矮塔斜拉桥作为一种新型的桥梁结构，具有占地面积小、造价低廉、对地形适应性强等优点，因此在城市交通建设中得到了广泛应用。
然而，由于其特殊的施工方式和结构特点，对施工方案的制定提出了更高的要求。
因此，本文旨在提供一种可行的矮塔斜拉桥施工方案，以期帮助相关工程的设计和实施。
2. 矮塔斜拉桥的设计要点矮塔斜拉桥的设计要点包括桥梁高度、斜拉角度、主梁尺寸等方面。
在确定桥梁高度时，需要考虑桥梁的通行需求以及地形条件，确保桥梁在满足安全要求的前提下尽可能降低高度。
斜拉角度的确定需要综合考虑桥梁结构和施工条件等因素，确保桥梁的稳定性和承载能力。
主梁的尺寸设计需要满足桥梁的承重要求和结构稳定性要求，同时考虑到材料使用效率和工程造价的因素。
3. 施工方法矮塔斜拉桥的施工方法分为几个关键步骤，包括基础施工、塔吊安装、主梁架设和斜拉索安装等。
3.1 基础施工基础施工是整个施工过程的第一步，它包括地基处理、临时支撑结构的搭建以及基础混凝土浇筑等。
地基处理需要根据地质勘察结果确定基础形式，确保基础的稳定性。
在基础施工过程中，需要搭建临时支撑结构以支撑主梁的架设。
3.2 塔吊安装在基础施工完成后，需要安装塔吊用于主梁的架设。
塔吊的安装需要根据桥梁的几何尺寸和施工要求确定合适的位置和高度，并进行精确的安装调整。
3.3 主梁架设主梁架设是矮塔斜拉桥施工过程中的关键步骤。
主梁的架设需要保证准确的位置和高度，而且在架设过程中需要注意材料的保护，确保主梁在架设过程中不受损坏。
3.4 斜拉索安装斜拉索的安装是矮塔斜拉桥施工的最后一个环节。
在安装斜拉索之前，需要确保主梁和塔吊的位置和高度准确无误。
矮塔斜拉桥结构及设计特点
【摘要】矮塔斜拉桥由于其具有性能优越、造型美观、经济指标良好等优点，在世界各国得到广泛的应用，发展十分迅速。
本文主要介绍了矮塔斜拉桥设计特点，分析了设计要点及问题，还就矮塔斜拉桥主梁施工的线形控制进行了探讨。
【关键词】矮塔斜拉桥；结构；设计特点
引言
随着桥梁技术的不断发展，出现了许多新型的桥梁结构。
矮塔斜拉桥就是近年来出现的一种新型桥梁结构形式。
这种桥型是介于常规斜拉桥与普通梁桥之间的一种组合体系桥梁，使得桥梁的跨径得以延长。
由于其具有优越的结构性能和良好的经济特性，在世界各国得到广泛的应用。
1矮塔斜拉桥设计特点
1.1矮塔斜拉桥主梁设计
矮塔斜拉桥与常规斜拉桥最大的不同是主塔比较矮，这个特性使得斜拉索与主梁的夹角较小，斜拉索提供的竖向分力仅能抵消梁体所受的部分竖向内力。
客观上主梁以梁的受弯、受压、受剪和斜拉索受拉来共同承担竖向荷载，主梁以压弯为主，此外，主梁还需抵抗活载偏心引起的扭矩。
因此，主梁采用变截面箱梁是非常好的选择，而根据矮塔斜拉桥斜拉索索面布置的不同，常采用单箱单室或单箱多室等截面形式。
1.2矮塔斜拉桥主塔设计
矮塔斜拉桥的主塔不仅要承受斜拉索竖向分力引起的轴向压力，而且还要承受由于两侧斜拉索的拉力不同所引起的弯矩，塔的刚度将直接影响全桥的受力特性，塔是矮塔斜拉桥的主要受力构件之一。
矮塔斜拉桥的受力性能取决于主梁、主塔、墩及斜拉索的相对刚度。
矮塔斜拉桥的拉索就像主梁的体外预应力筋，主塔的作用就是增大体外预应力筋的力臂，拉索主要作用是通过初拉力的预应力效应来改善主梁的受力性能；当主梁抗弯刚度较大时，可以通过降低主塔高度给主梁提供较大的轴向分力，从而解决主梁体内预应力的不足。
主塔除承受拉索的竖向轴力分力外，还可以通过优化斜拉索索力来改善其自身的受力性能。
塔高的选择首先与桥梁的主跨跨径有关，其次是斜拉索的索面布置形式、拉索的索距和水平倾角等有关。
在相同跨径的情形下：塔高降低，斜拉索的倾角减小，索力在水平方向的分力增大，主梁轴力增大，主梁最大正、负弯矩的绝对值增大，挠度变大。
1.3矮塔斜拉桥斜拉索布置
常规斜拉桥一般沿纵桥向全桥布索，而矮塔斜拉桥存在明显的3处无索区段：中跨跨中、塔根部和边跨端部。
矮塔斜拉桥无索区长度，即塔根部无索区长度、主跨跨中无索区长度和边跨无索区长度是影响矮塔斜拉桥的力学行为的重要设计参数。
拉索布置根据索面不同分平面索面和空间索面，按在桥梁纵向布置可选择扇形索和竖琴索，但国内外矮塔斜拉桥大都采用扇形索面，尽量利用矮塔的有效高度，提高拉索的竖向分力。
一般梁上索距4—6m，塔上索距0．6—1m。
2矮塔斜拉桥设计要点及问题探讨
矮塔斜拉桥具有较多优点：如压缩梁体建筑高度，从而减小桥梁全长；降低桥塔高度；有利于提高斜拉索的抗疲劳性能；施工也有一定的优越性。
对于混凝土主梁，矮塔斜拉桥主跨跨径在100—300m之间。
下面对矮塔斜拉桥的设计要点及设计过程中的问题进行一些探讨。
矮塔斜拉桥结构体系可划分为：主梁、桥塔、斜拉索、索鞍，下部结构等主要部分。
一般桥梁宽度及跨径组合确定后需明确以下主要工作：
主要材料：主梁、桥塔和墩身一般采用高标号混凝土，主梁一般采用C60，主塔和墩身一般C50。
斜拉索较多采用镀锌钢绞线或环氧填充型钢绞线。
索鞍采用分丝管结构。
主梁梁高确定及主梁截面选型：梁高的取值可参考公路斜拉桥设计细则和同类工程项目。
需要明确的是矮塔斜拉桥由于有拉索承担部分荷载，与单纯的梁桥不同，梁高的大小还与拉索的用量有关，拉索用量大，梁高可以选用小值；反之，梁高可以选用大值。
主梁截面形式一般采用箱形截面，具体采用单箱单室或者单箱多室，需根据桥宽和拉索布置确定。
主塔墩尺寸及主塔墩造型确定：主塔桥面以上高度一般为主跨跨径1／12—1／8，增大塔高，斜拉索竖向分力增大，有助于改善主梁受力。
主塔横向造型可分为：单柱式、双柱式、H型、Y型等。
塔的截面形式有矩形、圆形、椭圆型、H型等，一般为实心截面。
桥墩一般采用柱式、薄壁式、双薄壁式、柱式切缝等。
柱式切缝是在柱截面中心位置切开一条缝，墩比较矮时，切缝不减小柱式墩的水平抗推刚度，但可减小柱式墩顶和墩底的弯曲应力，由此，墩的总体应力下降。
斜拉索及其锚固：斜拉索较多采用镀锌钢绞线或环氧填充型钢绞线。
梁上索距4—6m，塔上索距0.6—1.0m，索鞍现在较多采用分丝管结构。
以上结构尺寸等确定完成后，需建立全桥的计算模型，计算内容主要包括：斜拉索面积预估，梁体体内预应力预估，施工阶段静力计算，成桥阶段静力计
算，优化斜拉索面积和梁体内预应力束根数至较理想的成桥状态，最后做施工阶段和成桥阶段抗风抗震计算，梁和塔局部或全桥三维仿真分析计算。
对全桥维仿真分析计算是为了校核局部梁或塔或塔梁结合部的应力状态，对掌握全桥的内力状态十分重要。
3关于矮塔斜拉桥主梁施工的线形控制
矮塔斜拉桥拉索一般不进行二次调索,主梁刚度较大,不能利用索力调整进行主梁线形调整,在箱梁混凝土浇筑过程中,必须对立模标高控制,即进行主梁施工线形的控制。
在斜拉桥施工中,进行线形控制的目的不仅是为保证桥梁线形符合设计要求以及顺利合龙,而且关系到梁上索导管与拉索相对位置是否准确,拉索能否在索导管内自由活动,拉索在承受活载时是否受剪等问题。
国内某些斜拉桥由于没有重视施工过程中索导管的定位,致使拉索堵死索导管,使得拉索承受额外的剪力,从而影响桥梁的耐久性。
预拱度设置一般由施工监控单位完成,施工单位除了在施工时考虑监控单位提供的施工预拱度外,还应考虑挂篮、施工支架等自身的弹性变形。
影响主梁线形的因素很多,在施工过程中,应注意以下几个方面的问题:①混凝土弹性模量对结构变形影响较大,而碎石原材料直接影响混凝土弹性模量,在混凝土配合比设计中,应注意采用硬度较大的母材；②混凝土养护条件将影响混凝土的后期徐变,因此应特别注意混凝土洒水养护,并严格控制张拉控制条件；③对于采用悬臂浇筑的桥梁,挂篮利用滚轴纵移到位、浇筑混凝土前,必须安装刚度较大的刚构件将滚轴换下,以防在浇筑混凝土过程中,滚轴压缩交形,影响主梁线形。
国内某桥发生过由于以上原因在浇筑完后致使滚轴压扁、影响节段线形的事例。
参考文献
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