独塔双跨自锚式悬索桥设计与分析

自锚式悬索桥索塔顶横梁支架设计方案比选颜离园【摘要】Considering the fact that the lateral beams at the top of the cable tower of the Chaobai River Bridge of the Beijing- Chengde Liaison Railway are complex in structure, the number of the types of embedded parts for permanent structures and construction is large, the construction processes are complex and the construction duration is rather long, two different schemes are designed for the brackets： the scheme of steel pipe column supports and the scheme of truss-combined member supports. Upon the basis of comparing the different situations of the forces of the structure, the feasibility, security, economy, etc. of the two schemes in an all-round way, finally chosen is a right technical scheme, which greatly facilitates the construction of the lateral beams at the top of the cable towers.%京承联络线潮白河大桥的索塔顶横梁构造复杂，永久结构预埋件和施工预埋件种类、数量繁多，施工工艺复杂，占用工期较长。

自锚式悬索桥边跨及主跨锚碇构造设计摘要：某自锚式悬索桥为边跨地锚，主跨自锚的受力形式，而边跨、主跨锚碇是桥梁结构的关键构件。

针对锚碇的受力复杂、传力不明确特点和构造要求，采用简化计算和有限元软件计算相结合的进行分析方法，确保结构安全。

关键词：自锚式悬索桥；锚碇；结构设计1工程实例某自锚式悬索桥，采用了独特的锚固形式：主跨自锚，边跨地锚。

该桥采用独特的缆索体系：主塔位于道路中线上，边跨缆索过主塔直接锚固在地锚上，且无吊杆；主跨缆索过主塔分别向外自锚在另一端主梁两侧，吊杆自主梁外侧与缆索相连，形成空间缆索。

主跨157米，辅跨86.4米，主塔布置在横桥向中间，主跨主缆的上下节点位置的空间差异和吊杆的斜向拉力作用下，主跨主缆呈三维空间线形。

边跨主缆的上下节点位置在同一平面内，且无吊杆。

由于边缆角度较大，在边跨锚固端产生了较大的上拔力，为克服该力将边跨锚碇设计为重力式锚碇。

主跨将主缆直接锚固在主梁上，从而取消了庞大的地锚，设计成自锚式悬索桥。

主跨岸锚固位置为两岸的平台上，主缆直接锚固于加劲梁内，下设支墩支撑主梁，主缆和吊杆呈空间索面散开。

边跨地锚和主跨自锚是本工程的关键点之一。

2、边跨锚碇2.1边跨锚碇构造主桥边跨为克服主缆产生的上拔力，设计为钢筋混凝土重力式锚碇，锚碇顶部兼作混凝土桥面梁，锚碇通过钢—混凝土过渡段与钢箱梁相连。

将主缆拉力传传递给锚碇。

在锚碇中设置钢绞线，以接长张拉杆实现预应力钢绞线与主缆索股的过渡连接。

边跨锚碇及边跨锚碇体单元模型2.2边跨锚碇设计边跨锚碇为重力式锚碇，设计较为成熟，其受力也比主跨自锚明确，这种锚固方式很难精确计算出锚固区域的受力情况，只有根据锚体实际的受力模式，应用空间有限元对结构进行受力分析，并根据分析结果调整锚碇尺寸，使结构受力更加合理。

在本次设计中采用体单元对整个锚碇作简单的有限元分析，明确锚下应力的传递和扩散。

通过把体单元的应力转换为截面的内力，输出控制截面的内力数据，然后按规范进行承载力计算，并根据内力进行预应力及普通钢筋的配置。

独塔自锚式悬索桥结构设计与受力分析
伍建强;曾庆鸣;任清顺
【期刊名称】《南昌工程学院学报》
【年(卷),期】2010(029)001
【摘要】阐述了某独塔自锚式悬索桥的结构设计,并采用有限元程序MIDAS/CIVIL 进行受力分析,结果表明该大桥结构受力合理,有足移的抗风及抗震能力.
【总页数】4页(P29-32)
【作者】伍建强;曾庆鸣;任清顺
【作者单位】江西省交通科学研究院,江西南昌330038;江西省交通科学研究院,江西南昌330038;西南交通大学土木工程有限公司,四川成都610031
【正文语种】中文
【中图分类】U448.25
【相关文献】
1.独塔空间索面自锚式悬索桥结构设计 [J], 郭锦良
2.独塔自锚式悬素桥结构设计与受力分析 [J], 伍建强;程海根;任清顺;
3.独塔非对称自锚式空间悬索桥体系转换 [J], 黄子能; 李珊; 牙举鹏
4.海岸独塔自锚式悬索桥SHM系统设计研究 [J], 许科华;姚腾;李柔;缪长青
5.对独塔自锚式悬索桥施工控制技术的分析 [J], 谭海根
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自锚式悬索桥的综述(一)摘要：介绍自锚式悬索桥的特点、历史及国内外发展情况。

重点分析了钢筋混凝土桥的设计和发展，并对其施工工艺做了简单介绍。

总结展望了自锚式悬索桥的发展空间及其需进一步研究的问题。

关键词：悬索桥；自锚式体系；施工；实例一、前言一般索桥的主要承重构件主缆都锚固在锚碇上，在少数情况下，为满足特殊的设计要求，也可将主缆直接锚固在加劲梁上，从而取消了庞大的锚碇，变成了自锚式悬索桥。

过去建造的自锚式悬索桥加劲梁大多采用钢结构，如1990年通车的日本此花大桥，韩国永宗悬索桥、美国旧金山——奥克兰海湾新桥、爱沙尼亚穆胡岛桥墩等。

2002年7月在大连建成了世界上第一座钢筋混凝土材料的自锚式悬索桥——金石滩金湾桥墩，为该类桥墩型的研究提供了宝贵的经验。

此后在吉林、河北、辽宁又有4座钢筋混凝土自锚式悬索桥正在设计和设计和建造中。

自锚式悬索桥有以下的优点：①不需要修建大体积的锚碇，所以特别适用于地质条件很差的地区。

②因受地形限制小，可结合地形灵活布置，既可做成双塔三跨的悬索桥，了可做成单塔双跨的悬索桥。

③对于钢筋混凝土材料的加劲梁，由于需要承受主缆传递的压力，刚度会提高，节省了大量预应力构造及装置，同时也克服了钢在较大轴向力下容易压屈的缺点。

④采用混凝土材料可克服以往自锚式悬索桥用钢量大、建造和后期维护费用高的缺点，能取得很好的经济效益和社会效益。

⑤保留了传统悬索桥的外形，在中小跨径桥梁中是很有竞争力的方案。

⑥由于采用钢筋混凝土材料造价较低，结构合理，桥梁外形美观，所以不公局限于在地基很差、锚碇修建军困难的地区采用。

自锚式悬索桥也不可避免地有其自身的缺点：①由于主缆直接锚固在加劲梁上，梁承受了很大的轴向力，为此需加大梁的截面，对于钢结构的加劲梁则造价明显增加，对于混凝土材料的加劲梁则增加了主梁自重，从而使主缆钢材用量增加，所以采用了这两种材料跨径都会受到限制。

②施工步骤受到了限制，必须在加劲梁、桥塔做好之后再吊装主缆、安装吊索，因此需要搭建大量临时支架以安装加劲梁。

自锚式预应力混凝土悬索桥的设计构思摘要：本文选取工程实例，从矢跨比、主梁、主塔、主缆及吊杆等方面，介绍了一座双塔双索面自锚式预应力混凝土悬索桥的设计构思。

设计结果在满足安全性及使用功能的前提下经济美观，对此类桥梁的设计具有较大参考价值。

关键词：自锚式悬索桥；预应力混凝土；矢跨比；双索面1引言自锚式悬索桥不需要修建大体积锚碇，特别适用于地质条件较差地区；同时由于主梁采用混凝土材料，可以克服钢结构悬索桥用钢量大、建造和后期维护费用高等缺点，故能取得良好的经济和社会效益。

现代桥梁设计除了满足自身结构要求外，越来越注重景观设计，自锚式混凝土悬索桥具有其特有的结构曲线，外观优雅美观。

在一定跨度范围内，此种桥型的适用性、经济性、美观性达到了完美的统一。

本文结合工程实例，对一座三跨自锚式预应力混凝土悬索桥的设计进行了研究，并着重阐述了主梁、主塔、主缆及吊杆等主要受力构件的设计构思，对同类桥梁的设计选型具有较大的参考价值。

2工程概况本工程为城市内跨河桥梁，河道宽约120m，由于其位于城市繁华地段，故对桥梁的景观性要求较高。

桥位处地质条件较差，地下土多为淤泥及粘性土。

经过经济性、景观性比选后，最终选定采用三跨双塔双索面自锚式混凝土悬索桥方案。

桥梁全长130m，跨径布置为30+70+30m；桥梁全宽30m，横向布置为2.5m 人行道+2m吊杆区+21m车行道+2m吊杆区+2.5m人行道。

桥梁总体布置如图1所示。

图1 桥梁总体布置图3 设计构思3.1矢跨比主缆矢跨比直接影响悬索桥结构受力，是悬索桥设计中的一个重要指标。

悬索桥常采用的矢跨比为1/8~1/12，矢跨比越大，则索的拉力越小，主缆及锚固点部分工程造价会大大降低，但塔高会大大增加，相应地桥塔部分工程造价会增大，反之亦然。

对于中小跨径悬索桥，矢跨比对桥梁结构受力影响并不是很明显，故在设计中常采用较大的矢跨比以期达到较好的美学效果。

在对桥梁进行安全性、经济性及美观性等多方面比较后，最终确定桥梁采用的矢跨比为1/5。

悬索桥的结构设计与施工技术悬索桥是一种工程造型美观、功能优异的高大桥梁形式。

其悬挂在大型主塔上的吊索可以在工作平面上支撑桥面和行车荷载。

悬索桥的建设需要巨大的工程技术支持，其结构设计和施工技术是关键所在，下面将逐一分析。

一、结构设计悬索桥的结构主要分为四个部分：主塔、吊索、桥面和锚固区。

其中，主塔是整座桥梁的支柱，吊索负责承载桥面的荷载，而桥面则是行车和行人的通道。

锚固区则用于固定吊索的承载力。

悬索桥的设计需要严格遵守一定的规则，包括以下几个方面：①拉力吊索的几何形状必须是连续的、对称的和平滑的，以保证其刚度，防止出现任何倾斜和摆动。

②吊杆必须处于水平状态，以避免出现弯曲和扭曲。

③桥面必须能够承受行车荷载的运载，以及因风压、雨水、冰雪等外界因素所带来的影响。

④锚固区需要具有足够的承载力，以确保吊索的稳定性和安全性。

二、施工技术在施工悬索桥的时候，需要采取一些特定的技术措施。

其中，最关键的包含以下几个方面：1. 基础的打造悬索桥的基础必须要打得牢固，以支撑主塔的重量和荷载。

在之前，要确定好桥梁的位置，然后进行清理基地、整理地面、施工模板，然后再进行混凝土的浇筑。

2. 主塔的立构主塔是悬索桥的最高点，也是建设时的重要部分。

施工时先要根据设计图纸的要求制作和安装好浇铸模板，然后进行各层的同步浇筑。

3. 吊索的悬挂吊索是悬索桥中起着承载重量的作用。

在施工时，需要在主塔上预先安装好吊索，并根据设计要求应用高强度的预应力钢绞线进行固定。

4. 桥面的铺设桥面需要通过吊索进行支撑，所以必须特别注意施工过程中的安全稳固。

施工时可以利用桥接技术，采用水平推进、桥面浇筑等一系列技术进行桥面铺设。

5. 锚固区的设置锚固区的作用是锚定吊索的承载力，必须保证其稳定性和安全性。

施工时必须精确地计算其尺寸和位置，并严格遵循设计要求进行施工。

一般来说，常见的锚固方法有地盘式锚固法、箱式锚固法、胀孔锚固法等。

以上就是关于悬索桥的结构设计和施工技术的简介。

自锚式悬索桥体系转换过程的精细控制研究与参数敏感性分析自锚式悬索桥体系是一种独特的桥梁结构，可以有效解决大跨度桥梁的建设和维护难题。

但是，自锚式悬索桥体系的转换过程需要进行精细控制，以确保桥梁结构的平稳转换和稳定运行。

本文将研究自锚式悬索桥体系转换过程的精细控制，并进行参数敏感性分析，以探讨关键参数对桥梁转换过程的影响。

自锚式悬索桥体系的转换过程可以分为两个阶段：初始转换阶段和稳定转换阶段。

初始转换阶段是指起始时刻到桥梁自重产生的临界转换矩阵稳定的时间段。

在这个阶段，需要对桥梁的转换速率、初始拉索张力和悬索倾角等参数进行精细调控，以保证转换过程的平稳进行。

稳定转换阶段是指转换过程进入稳定状态后的时间段，这个阶段需要对桥梁的节点位移和应力进行精细控制，以确保悬索和桥面板在正常运行状态下工作。

首先，对于初始转换阶段，关键参数包括转换速率和初始拉索张力。

转换速率是指桥梁从悬挂系统到悬索系统的转换过程中，引起转换矩阵变化的速度。

过快的转换速率可能导致系统失稳，而过慢的转换速率会延长转换时间。

因此，需要通过控制液压系统的工作速度来精确控制转换速率。

初始拉索张力是指桥梁最初转换至悬索系统时所受拉索的初始张力。

初始拉索张力的大小直接影响到节点位移和应力的大小，因此需要进行精细控制。

可以通过调整液压系统的工作压力和控制液压缸的伸缩长度来控制初始拉索张力的大小。

其次，对于稳定转换阶段，关键参数包括悬索倾角、节点位移和应力。

悬索倾角的大小与节点位移和应力密切相关。

较小的悬索倾角会导致节点位移较大，从而增加桥梁的应力。

因此，需要在稳定转换阶段通过控制液压系统的工作压力和悬索系统的倾斜角度来调整悬索倾角的大小。

同时，还需要对桥面板的位移和应力进行控制，以确保桥梁在转换过程中不会受到过大的应力和变形。

最后，本文通过参数敏感性分析探讨了关键参数对桥梁转换过程的影响。

结果表明，不同参数的变化对转换过程的影响程度不同。

转换速率的变化对转换过程的影响较大，过快或过慢的转换速率都可能导致桥梁失稳。

双肢双塔自锚式悬索桥主塔施工关键技术探究

摘要：随着城市交通的快速发展和国家经济的持续增长，悬索桥作为一种大跨度、高效能的桥梁结构形式，正受到越来越多的关注与应用。双肢双塔自锚式悬索桥作为其中的一种类型，其主塔施工是整个工程中最关键的阶段之一。针对该环节的技术难点，掌握关键技术并制定相应的解决策略与措施，不仅可以保证施工质量和安全性，还可以推动悬索桥技术的进步与发展。因此，深入研究双肢双塔自锚式悬索桥主塔施工的关键技术问题与解决方案具有重要意义。

关键词：双肢双塔自锚式悬索桥；主塔施工；关键技术；安全性 引言 双肢双塔自锚式悬索桥作为一种重要的桥梁结构形式，具有较大的跨度和优良的承载性能，因此在城市交通建设中得到了广泛应用。然而，由于其复杂的结构与施工工艺，主塔施工过程存在一些技术难点和挑战。针对这些问题，深入研究关键技术，并制定相应的解决策略和措施，将为实现施工质量、安全性与高效性提供重要支持。本文将就双肢双塔自锚式悬索桥主塔施工的关键技术问题与策略进行探讨与分析，以促进该领域的进步与发展。

1.双肢双塔自锚式悬索桥主塔施工的背景与意义 1.1悬索桥的发展与特点 悬索桥是一种具有特殊结构形式的大跨度桥梁，其发展历史已经超过百年。悬索桥采用了主悬索和斜拉索的结构形式，主要特点包括以下几个方面：悬索桥可以跨越较大的跨度，达到千米甚至更长的区间；悬索桥具备良好的挠度控制能力，能够保证通行车辆的平稳度和行驶舒适性；此外，悬索桥采用了索拉力的工作原理，使得整个桥梁系统能够更好地分担荷载，从而具备较高的承载能力；悬索桥因为其特殊的结构形式，在视觉上给人一种雄伟壮观的感觉，成为城市建设的重要标志之一。

1.2双肢双塔自锚式悬索桥主塔施工的重要性和意义 双肢双塔自锚式悬索桥主塔施工是整个桥梁项目中最关键和复杂的阶段之一。它直接影响悬索桥的承载能力、稳定性和使用寿命。主塔施工的质量和安全性对整座桥梁的性能和可靠性至关重要。精细的施工过程和科学的技术措施能够确保主塔的稳定性和强度，提高桥梁的安全可靠性。此外，主塔施工过程中，涉及到大型起重设备、高空施工等复杂工程技术，研究和掌握这些关键技术对于提升工程施工水平具有重要意义。通过探究和总结双肢双塔自锚式悬索桥主塔施工的关键技术，可以为类似工程提供参考和指导，推动桥梁建设的科学发展。

自锚式悬索桥结构设计流程英文回答：Designing a self-anchored suspension bridge involves several steps to ensure a safe and efficient structure.Here is a general outline of the design process:1. Preliminary design: The first step is to gather information about the site, including geological conditions, environmental factors, and traffic requirements. This information helps in determining the initial design parameters such as span length, tower height, and deck width.For example, when designing a self-anchored suspension bridge in a mountainous region, I would need to considerthe stability of the ground and the potential for landslides. Additionally, I would need to take into account the wind and seismic loads that the bridge might experience.2. Structural analysis: Once the preliminary design is established, the next step is to perform a detailed structural analysis. This involves calculating the forces and stresses acting on the bridge components, such as the towers, cables, and deck. Advanced software tools are used to simulate the bridge's behavior under different loading conditions.For instance, I would use finite element analysis software to model the bridge and analyze its response to various loads, such as live loads from vehicles and pedestrians, as well as environmental loads like wind and temperature changes.3. Cable design: The cables are a critical component ofa suspension bridge. They need to be designed to withstand the tension forces and provide stability to the bridge. Factors such as cable diameter, material properties, and cable spacing are considered during the design process.For example, I would select high-strength steel cables with a suitable diameter based on the calculated tensionforces. The cable spacing would be determined based on the desired aesthetic appearance and structural requirements.4. Tower design: The towers provide support andstability to the bridge. The design of the towers includes considerations such as tower height, cross-sectional shape, and foundation design.In my design, I would ensure that the tower height is sufficient to provide the desired clearance for ships or other water traffic passing beneath the bridge. The cross-sectional shape of the towers would be designed to minimize wind resistance and enhance the structural stability.5. Deck design: The deck is the part of the bridge that carries the traffic load. Its design includes considerations such as deck width, material selection, and construction method.For instance, I would select a durable and lightweight material such as steel or concrete for the deck. The deck width would be determined based on the anticipated trafficvolume and the desired safety margin.6. Construction and maintenance: Once the design is finalized, the construction phase begins. This involves coordinating with contractors, ensuring compliance with safety regulations, and conducting regular inspections to ensure the bridge's integrity.During the construction process, I would closely monitor the progress and quality of work to ensure that the design specifications are being met. After the bridge is completed, regular maintenance and inspections would be conducted to ensure its long-term safety and functionality.中文回答：自锚式悬索桥的设计流程包括以下几个步骤，以确保结构安全和高效：1. 初步设计，首先要收集有关场地的信息，包括地质条件、环境因素和交通要求。

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