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自錨式懸索橋空間纜索分析與計(jì)算

2016-07-21　

 　　

 　　1、前言

 　　懸索橋是一種傳統(tǒng)的橋梁結(jié)構(gòu)形式，它的跨越能力在各種橋梁結(jié)構(gòu)形式中最大，一直是大跨橋梁的主要形式。懸索橋通常由承重纜索、索塔、錨碇、直接承受汽車(chē)荷載的加勁梁和吊桿組成，因而在理論上懸索橋應(yīng)是索和梁的組合結(jié)構(gòu)體系。但因懸索橋的跨度一般很大，加勁梁的剛度在全橋剛度中所占的比例很小，故在受力本質(zhì)上懸索橋?qū)儆谌嵝运鲬覓祗w系，它在外荷載作用下將產(chǎn)生相對(duì)較大的變形，如按小變形理論進(jìn)行線性分析，將不能反映實(shí)際結(jié)構(gòu)的受力狀況。因此，大跨度懸索橋的分析必須計(jì)入內(nèi)力與結(jié)構(gòu)變形的影響，否則將引起較大的誤差。懸索橋在豎向荷載下的分析理論的發(fā)展過(guò)程體現(xiàn)了人們對(duì)懸索橋結(jié)構(gòu)特性的認(rèn)識(shí)逐漸成熟，其計(jì)算理論經(jīng)歷了彈性理論→撓度理論→有限位移理論三個(gè)階段，由此構(gòu)成了近代懸索橋的理論基礎(chǔ)^{［1，3］}。

 　　2、工程概況

 　　天津富民橋?yàn)楠?dú)塔空間索面自錨式懸索橋，孔跨布置為19＋20＋19.6m引橋（三跨混凝土連續(xù)梁）＋86.4＋157.081m主橋（單塔空間索面自錨式懸索橋）＋38.219m引橋（單側(cè)懸臂混凝土框架結(jié)構(gòu)），橋梁全長(zhǎng)為340.3m。主跨157.081m一跨跨越海河，邊跨86.4m跨越城市主干道。橋梁橫向設(shè)置為雙主梁結(jié)構(gòu)，中間用鋼橫撐聯(lián)結(jié)，橋梁全寬38.6m。加勁梁采用正交異性板鋼箱梁結(jié)構(gòu)，為減少橋面寬度節(jié)省用鋼量，設(shè)計(jì)別具匠心地把5m寬人行道懸掛于鋼箱梁之下，讓游客更加貼近于自然，觀光海河風(fēng)光。主纜在邊跨端錨固于中央分隔帶位置，主跨端錨固于38.6m加勁梁兩側(cè)，主纜和吊桿呈空間索面散開(kāi)，材料采用高強(qiáng)度平行鋼絲。索鞍和索夾采用35號(hào)鑄鋼，主塔、邊跨錨碇、承臺(tái)和樁基礎(chǔ)采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，主跨主纜直接錨固于加勁梁端預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁內(nèi)，梁下設(shè)鋼板支座由橋墩支承。由于邊跨邊纜角度較大，為克服較大的上拔力，邊跨邊纜錨固于邊跨錨碇之內(nèi)，鋼箱加勁梁在邊跨端通過(guò)預(yù)應(yīng)力混凝土過(guò)渡梁段與錨碇固接，橋梁其余約束全部放開(kāi)，全橋變形由主跨自錨端320型伸縮縫完成。橋梁總體布置見(jiàn)圖1所示。

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