斜拉桥增大跨径的技术措施

《斜拉桥增大跨径的技术措施》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、公路2003年2月第2期HIGHWAYFeb.2003No.2文章编号:0451-0712(2003)02-0001-13中图分类号:U448.27文献标识码:A斜拉桥增大跨径的技术措施王伯惠(辽宁省交通科学研究所沈阳市110006)摘要:根据限制斜拉桥向超大跨径发展的几个因素,介绍了国内外提出的若干解决方法,并做了评述,提出了作者的一些建议。关键词:斜拉桥;超大跨径;技术措施[17]在“斜拉桥的极限跨径”文中已详细分析了水平分力也最大的拉索引起的主梁轴向压力消除了限制斜拉桥向超大跨径(包括10000m以上跨径)(图1(2))。这样做之后,跨中一段主梁将承受

2、相当发展的若干因素。本文介绍了国内外学者针对这些大的拉力,势必加大断面从而加大最不利位置梁段因素提出的各种解决方案。的主梁自重,为此,在这一段箱梁内增设水平拉索来抵消这部分拉力,如图1(3)所示,拉索的设计应力1减小主梁轴向力较主梁钢材大2～3倍,加重恒载重量的问题就基本[17]由文献已知,靠塔段主梁轴向力过大是妨碍解决了。而且拉索的强度与造价比也较钢材有利得斜拉桥跨径增大的首要问题。如按现有材料技术条多。特大跨径斜拉桥恒载重量对造价起绝对影响,件,考虑轴向力不超过容许值,单一材料钢主梁跨径这种作法在经济上因此也节省得多。图2表示3种只能做到1820m,混合

3、梁可到2125m,这个数值作法对跨径为2000～5000m斜拉桥造价指标的是控制钢(混凝土)主梁面积标准段不超过4(39)影响。2m,近塔段不超过1.25倍标准段得出的。如果允许更大的主梁面积(如N.Gimsing曾采用近塔段主梁面积为跨中段的2.5倍)当然还能得出更大的跨径,但这很不经济,因为面积将随跨径的增大而急剧增大。因此合理的途径应是:(1)采用更为轻质高强的材料制作主梁,例如国外研究开发了一种复合材料,耐腐蚀,具有钢的强度和混凝土的变形能力,而比重仅略大于1,但其工业使用和后期性能和耐久性还[2]须进一步研究;(2)采取措施减少主梁轴向压力,在这方

4、面国内外专家提出了一些建议和设想,介绍如下。[1]1.1丹麦J.Gimsing:部分地锚法1990年,J.Gimsing提出了双锚斜拉桥的概念。通常的斜拉桥拉索都是自锚于主梁上的,这就导致图1斜拉桥的拉索锚固方式(N.JJimsing)靠塔段承受越来越大的轴向力(图1(1))。因此,如果把靠边的一部分拉索不是锚在主梁上而是锚在部分地锚法的施工提出了如下的构思,参见图桥头独立的地锚上,这就可以把这部分倾斜度最大,3,图中:收稿日期:2002-11-20—2—公路2003年第2期(3)由连结杆垂直吊起跨中第一节段与连杆共同形成一个加劲节段;(4)在这个节段两端就

5、可继续吊装其他节段。另外一种可考虑的方案如图4,其基本的构思为:将中部的亦即最上部的几对斜拉索连同相关的箱梁内的水平拉索组合起来形成一对如悬索桥那样的缆索,以便通过垂直吊杆吊装中间最初的几个节段,这些节段总长越短越好,只要下一步能稳定地从其两端开始继续用悬拼方法吊装以后各节段即可,一般4个节段便能满足需要。这种作法拉索用量相差甚微,这个安装程序对索网式桥曾提出过。图中(1)、(2)、(3)同图1图2斜拉桥不同拉索锚固方式的造价指标(1)跨中原来的几对拉索连同水平拉索(2)组成一对连续缆索用吊杆吊装中部几对节段形成稳定平台图4跨中地锚节段施工方案(二)笔者评述

6、:(1)第一施工方案较好,第二方案虽然跨中悬吊梁段长度甚短,但实际上已形成了斜拉悬索协作体系,但仍可用斜拉索逐段张拉以替换吊杆和缆索,还原成斜拉桥;(2)须另建地锚,但其规模显然比相应的悬索桥大大减小。(2)1.2法国J.Muller:双拉法或双锚法1991年,J.Muller把上述方法作了进一步的理论研究,并将中部的受拉的地锚部分梁段施加预应力,使结构更为合理和便于施工,并正式称之为双拉法(Bi-stayed),或译为双锚法更为确切。在图5中:图3跨中地锚节段施工方案(一)(1)一座斜拉桥从塔开始像常规一样向两侧悬(1)在塔顶架临时索道,最上面的一对拉索经

7、临臂施工,到了某一阶段梁长达a1时,主梁对拉索水时索道牵引至跨中与一短的连结杆件相连;平分力产生的轴向力的承载能力(包括活载)已经达(2)两拉索与连结杆形成的三链结构脱离临时到了容许极限,这以后中部梁段长a2范围的各根拉索道,自由下降至适当位置;索就不能继续锚固在主梁上而须锚固在两端的地锚2003年第2期王伯惠:斜拉桥增大跨径的技术措施—3—力将为:P=N-N1由于改变为地锚的原因,这部分轴向力P由压力改变为拉力。因此在跨中施加预应力P来平衡这部分拉力。图中N2影线部分为活载引起的跨中拉力,在无活载状态这部分为压力。根据J.Muller估算,这样做可将跨径扩

8、大到现有的2.5倍,亦即有信心做到3000m的跨径。