三塔斜拉-自锚式悬索连续协作体系桥方案设计

斜拉-悬索协作体系桥的施工与设计优化方案研究Study on Construction and Design Optimization Scheme of Cable-Stayed CableCooperative System Bridge朱永晖（沧州市交通运输局，河北沧州061000）ZHU Yong-hui(Cangzhou Municipal Bureau of Transportation,Cangzhou061000,China)【摘要】简要描述了斜拉-悬索协作体系桥的设计要领，并根据目前的设计水准进行了较优设计方案的讨论，对吊筋内力、桥梁主塔、桥梁动力特性以及颤振等问题进行了较为详尽的分析。

【Abstract】In this paper,the design essentials of cable-stayed bridge with cable-stayed cooperative system are briefly described,and according to the current design level,the better design scheme is discussed,and the internal force of hanger bar,main tower of bridge,dynamic characteris-tics of bridge and flutter are analyzed in detail.【关键词】斜拉-悬索协作体系桥；设计方法；施工技术；合理成桥状态【Keywords】cable-stayed-suspension cooperative system bridge;design method;construction technology;reasonable bridge completion state 【中图分类号】U441；U445【文献标志码】A【文章编号】1007-9467（2024）03-0139-03【DOI】10.13616/ki.gcjsysj.2024.03.0421引言斜拉-悬索协作体系桥是将斜拉桥与悬索桥相互结合而形成的一种新型桥梁,适用于大跨径和特大跨径桥梁。

自锚式悬索—斜拉组合体系桥梁模型试验研究自锚式悬索-斜拉组合体系桥梁是一种崭新的桥型，兼有自锚式悬索和斜拉桥的特点，结构新颖，造型独特、线形流畅优美，但作为一种新型结构体系桥梁，结构复杂，受力不很明晰，自锚式悬索-斜拉组合体系桥梁吊杆张拉施工是一个复杂的非线性过程，困扰桥梁设计和施工。

特别是本文依托工程江苏省交通科学研究计划项目(06Y19B)龙城大桥，为空间主缆、空间索面、倾斜拱形桥塔，结构受力更加复杂，结构是否能够形成相互协作的体系，桥梁是否能够形成理想的线形，如何在施工中保证结构形成理想线形。

对该结构体系进行模型试验研究，是很好的解决上述问题的方法，但目前试验中存在单一材质不适用于复杂结构桥梁，采用多项材质换算参数多，换算关系复杂、工作量大，并且在试验中如何更好的测试缆索的变形以及吊杆的应力。

针对这些问题本文主要研究内容有：1、针对单一材质模型不适合于复杂桥梁结构的问题，以相似理论为基础，提出基于多相材质的模型试验理论。

根据量纲理论推导在集中荷载、均布荷载、弯矩作用下，模型与原型相似的应力、应变、挠度相似判据。

2、基于已有复杂模型换算过程换算参数多，换算工作量大的特点，考虑多相材质模型中弹性模量的差异，提出将弹模计入结构刚度考虑的方法，推导了模型配重关系式，得到了测量物理量的换算关系式。

并对依托工程进行模型设计，确定模型截面，考虑原型边界条件，进行模型加工制作。

3、考虑自锚式悬索-斜拉组合体系桥梁的非线性特征，基于有限位移法建立依托工程施工全过程仿真分析，得到不同施工阶段主缆、斜拉索、吊杆、主梁和主塔在不同施工阶段的内力和位移。

通过模型试验，分析了吊杆张拉方式对结构体系力学行为的。

4、针对模型试验中结构尺寸小，测试精度要求高的特点，研制适合于缆索结构的测力传感器。

针对模型试验中空间缆索变形，人工测试精度低、效率差的特点，提出适合于缆索结构变形的测试方法，并确定测试方法的适用条件。

5、通过施工阶段模型试验，研究自锚式悬索-斜拉组合体系桥梁施工阶段力学行为及受力性能，分析空间索缆线形变化规律和结构整体性能，得到在合理施工方法下，自锚式悬索-斜拉组合体系能够达到预期的空间主缆线形并实现协同受力。

自锚式悬索-斜拉协作体系设计与景观任宏业;任国红;王青桥【摘要】自锚式悬索一斜拉协作体系桥梁是一种改良型自锚式悬索桥体系.是中跨采用吊杆,边跨采用斜拉索的一种协作体系桥梁.以某项目工程为例,介绍了该桥的桥型景观方案、桥梁总体布置和设计难点处理,并进行了桥梁结构分析.【期刊名称】《城市道桥与防洪》【年(卷),期】2011(000)005【总页数】5页(P56-60)【关键词】自锚式悬索桥;斜拉桥;协作体系;设计;景观【作者】任宏业;任国红;王青桥【作者单位】上海林同炎李国豪土建工程咨询有限公司,上海市,200092;上海林同炎李国豪土建工程咨询有限公司,上海市,200092;上海林同炎李国豪土建工程咨询有限公司,上海市,200092【正文语种】中文【中图分类】U442.50 引言近年来，城市桥梁景观要求日益提高，自锚式悬索桥作为城市景观效果较好的一种桥型得到了大力发展。

自锚式悬索桥有着其他桥型不可比拟的优点，如：避免了传统地锚式悬索桥的缺点，不需要修建大体积锚锭，对桥位处地质条件要求宽松；保留了传统悬索桥的外形，在主跨100～200 m跨径范围内的城市桥梁方案比选中具有较强的竞争力。

但是，如何在现有常规自锚式悬索桥基础上，结合合理的结构设计理念，改良桥型景观效果是下一步桥梁景观师努力的方向之一。

现阶段的自锚式悬索桥主梁大多采用混凝土结构，根据自锚式悬索桥的受力特点，成桥后的主梁将承受着巨大的压力，选用混凝土结构可以充分发挥其抗压优势，且后期养护费用较低。

但是，由于桥型结构本身的受力特点，选用混凝土主梁同样也产生结构受力上的弊端，如：加劲梁因收缩、徐变效应缩短而导致边跨主缆松弛；索塔受到主缆不平衡水平力因收缩、徐变日益增加；加劲梁中跨下挠等。

因此，如何减小因自锚式悬索桥桥型特点而产生的结构受力弊端也是我们不断探索的方向。

本文以某项目工程作为依托，对跨越城市河道的景观桥梁进行方案设计，选用自锚式悬索桥作为结构受力基础，从景观和受力角度进行一系列的改进，使之景观效果独特，受力合理。