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自锚式悬索桥空间缆索分析与计算

2016-07-21　

 　　

 　　1、前言

 　　悬索桥是一种传统的桥梁结构形式，它的跨越能力在各种桥梁结构形式中最大，一直是大跨桥梁的主要形式。悬索桥通常由承重缆索、索塔、锚碇、直接承受汽车荷载的加劲梁和吊杆组成，因而在理论上悬索桥应是索和梁的组合结构体系。但因悬索桥的跨度一般很大，加劲梁的刚度在全桥刚度中所占的比例很小，故在受力本质上悬索桥属于柔性索悬挂体系，它在外荷载作用下将产生相对较大的变形，如按小变形理论进行线性分析，将不能反映实际结构的受力状况。因此，大跨度悬索桥的分析必须计入内力与结构变形的影响，否则将引起较大的误差。悬索桥在竖向荷载下的分析理论的发展过程体现了人们对悬索桥结构特性的认识逐渐成熟，其计算理论经历了弹性理论→挠度理论→有限位移理论三个阶段，由此构成了近代悬索桥的理论基础^［1，3］。

 　　2、工程概况

 　　天津富民桥为独塔空间索面自锚式悬索桥，孔跨布置为19＋20＋19.6m引桥（三跨混凝土连续梁）＋86.4＋157.081m主桥（单塔空间索面自锚式悬索桥）＋38.219m引桥（单侧悬臂混凝土框架结构），桥梁全长为340.3m。主跨157.081m一跨跨越海河，边跨86.4m跨越城市主干道。桥梁横向设置为双主梁结构，中间用钢横撑联结，桥梁全宽38.6m。加劲梁采用正交异性板钢箱梁结构，为减少桥面宽度节省用钢量，设计别具匠心地把5m宽人行道悬挂于钢箱梁之下，让游客更加贴近于自然，观光海河风光。主缆在边跨端锚固于中央分隔带位置，主跨端锚固于38.6m加劲梁两侧，主缆和吊杆呈空间索面散开，材料采用高强度平行钢丝。索鞍和索夹采用35号铸钢，主塔、边跨锚碇、承台和桩基础采用钢筋混凝土结构，主跨主缆直接锚固于加劲梁端预应力混凝土箱梁内，梁下设钢板支座由桥墩支承。由于边跨边缆角度较大，为克服较大的上拔力，边跨边缆锚固于边跨锚碇之内，钢箱加劲梁在边跨端通过预应力混凝土过渡梁段与锚碇固接，桥梁其余约束全部放开，全桥变形由主跨自锚端320型伸缩缝完成。桥梁总体布置见图1所示。

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