休宁县文昌桥总体设计及分析.pdf

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1、休宁县文昌桥总体设计及分析卢钢，刘树涛(北京国道通公路设计研究院股份有限公司，北京100053)桥梁T程器BridgeEngineering摘要：论述了文昌桥工程概况、桥位环境、桥梁总体设计、细部构造设计以及施工工艺．并对桥梁的主体构造强度、刚度、应力进行计算分析。关键词：桥梁；自锚式悬索桥；总体设计；结构计算中图分类号：U442．5文献标志码：B文章编号：1009—7767(2014)02—0059—04TheOverallDesignandAnalysisofWenchangBridgeinXiuningCounty1桥梁概况安徽省

2、黄山市休宁县机场路上的文昌桥中心桩号为K1+092，上跨横江，与河道斜交，为斜桥正做。该桥全长287．54ITI：桥位处百年一遇洪水位为142．94ITI；上部结构宽度(29．96+50+120+50+29．96)In，为双塔双索面自锚式悬索结构，标准段桥面宽度29．5m：桥墩为柱式墩接桩基础。0、1号桥台分别为肋板台和U型桥台接桩基础。该桥为平行双索面5跨自锚式悬索桥，纵向加劲梁采用预应力混凝土箱形梁结构，梁端设混凝土锚碇横梁：主缆由多股平行钢丝成品索组成，主跨主缆矢跨比为1／6．024，主缆横向宽度27．5Ill，吊杆纵桥向标准问距

3、5m，共39对；桥梁上部采用支承体系，在2号桥塔位置设置固定支座。主塔柱分为2段，塔座顶至加劲梁底为第1段，为3．9mx3．9Ill的八面体：加劲梁底至索鞍底面为第2段，为3．5rex3．51TI的八面体。主梁采用预应力混凝土箱梁，箱梁标准断面为单箱4室，标准梁宽29．2m，主梁中心高度为2．21TI，设置双向横坡。全桥共设2根主缆，其结构为预制平行丝股(PWS)，每根主缆由33股127丝矽5．3mm的镀锌高强钢丝组成．公称抗拉强度为1770MPa，其锚固体系采用热铸锚具。吊杆采用PEJl5B一27D环氧喷涂钢绞线成品索，强度为1860

4、MPa，钢绞线外设HDPE护套，梁端配有配套锚具，由专业厂家生产。2结构计算2．1计算内容及方法根据自锚式悬索桥的受力特点，对文昌桥进行了悬索桥初始造形及悬索桥分析优化(主要计算确定主缆及吊杆无应力索长和本体系的平衡单元节点内力)、成桥状态静力计算(主要计算确定成桥状态主缆线形)、倒拆施工阶段分析(主要计算确定空缆线形)、正装施工阶段分析(主要计算全桥的主梁、主塔的受力情况并配置主梁纵向预应力)、整体线弹性稳定分析(验算全桥的极限承载力)、索塔横梁验算(验算索塔横梁及吊杆的受力)、吊杆横梁计算(验算横梁及吊杆的受力)、锚碇横梁实体计算、

5、下部桩基计算(主要计算桩基承载力、桩长及桩身强度)。其中上部各部分验算采用Midas2006及MIDAS—FEA分析，下部各部分计算采用“桥梁通”软件分析。Midas空间计算模型中．主缆及吊杆均采用非线性索单元模拟，其余均采用空间梁单元模拟。2．2计算模型(见图1)图1空间计算模型2014牟-2期(3一)第32巷席荭技术59器桥梁工程BridgeEngineering2．3计算荷载计算荷载时考虑自重、二期恒载、人群、汽车、温度等因素，具体数值及参数与计算内容见表1。表1桥梁主要计算荷载表二期恒载／桥面铺装：170所有计算项目(kN／m)

6、3主要计算结果3．1主缆成桥及空缆线形的确定及验算3．1．1桥跨布置基本控制数据计算跨径L=120133；计算矢高厂=19．92111；吊杆间距d=5in。3．1．2主缆计算数据主缆面积0．092461m2；弹性模量201040000kN／m2。3．1．3吊索处集中力按刚性支承连续梁的反力加以考虑⋯。采用的是Midas／civil程序。建立干系连续梁体系，提取各支点反力，见表2、3。3．1．4成桥状态主缆内力及无应力索长(见表4)由以上分析得知，在恒载作用下主缆的最大张力r=49689．9kN。主缆通常采用∥5．3mm的镀锌平行钢丝，该

7、钢丝的破坏强度取1770MPa，主缆面积为0．092461m2，则恒载下主缆的安全系数为：60席荭技术2014No．2(Mar．)V01．32表2刚性支承连续梁反力——中跨等效吊点集中力表kN表3刚性支承连续梁反力——边跨等效吊点集中力表kN注：表中的“等效力编号”对于中跨主缆是从西塔向东塔的顺序编号，对于边跨主缆．由于只取某一边跨计算，此次计算中取东岸边跨，所以依然是由西向东的顺序编号：“节点编号”指的是刚性支承连续梁有限元模型中的节点编号．这些节点对应于吊索的锚固点：“支承反力”指的是刚性支承连续梁的支反力，该反力为组合力(1．0自

8、重+1．0预应力+1．0二恒)下的支反力；“等效集中力”为单索所要承担的集中力，该桥为白锚式平行双索面悬索桥，因此，“等效集中力”取值为刚性支承连续梁“支承反力”的一半。K：盘堕：!!ZQ兰型圣尘：塑圣：塑