七塔预应力混凝土部分斜拉桥结构性能研究.pdf

4 4 桥梁建设 2 0 1 0年第 6 期 文章编 号 ： 1 0 0 3 4 7 2 2 ( 2 0 1 0 ) 0 6 0 0 4 4 0 5 七塔预应力混凝土部分斜拉桥结构 性能研究 何祖发 ， 李振 ( 1 中铁 大桥局 集 团桥 科 院有 限公 司， 湖北 武 汉 4 3 0 0 3 4 ； 2 盘锦 市 交通建设 有 限责任 公 司， 辽 宁 盘 锦 1 2 4 0 1 0 ) 摘要 ：采用有限元 法分析 多塔预应力混凝 土部分斜拉桥的结构性能。同斜拉桥一样 ， 部分 斜 拉桥 可 以通过优 化拉 索初 张力 ， 确定其 合理 成桥 状 态， 并通过 优化 施 工方案 ， 保证 结构 安全 、 受力 合理 。部分 斜拉桥 的拉 索主要承担 恒 栽 ， 活载主要 由主 梁承担 ； 活载作 用下斜 拉 索最 大应 力幅位 于 边跨 最外侧 的斜拉 索 ， 已接近 斜拉桥 拉 索应 力幅 ； 塔 顶 水平位 移与 相邻塔 的 变形相 互影 响较 小 。以 大广 高速 公路 开封 黄 河大桥 为例 ， 通过 改 变结构 为连 续 梁桥 和斜 拉桥 体 系后 ， 对 比分析 3种 结构体 系活载 作用 下的 结构性 能 ， 得 知 ： 从 连 续梁桥 、 部分 斜拉 桥 到斜 拉桥 ， 结 构体 系整 体 刚度 逐 渐增 大 ， 主 梁承 受的 弯矩逐 渐减 小 、 结构 变位 逐 渐减 小 、 结构 各阶 自振频 率逐 渐增 大 。 关键 词 ：预 应力混 凝 土结构 ； 部分斜拉 桥 ； 合理 成桥 状 态 ； 结构 性能 中图分类 号 ：U4 4 8 2 7 文献标 志码 ： A S t u d y o f S t r u c t u r a l Be ha v i o r o f 7 - Py l o n PC Ex t r a d o s e d Br i d g e HEZ u f a L J Z h e n 。 ( 1 B r i d g e S c i e n c e Re s e a r c h I n s t i t u t e Lt d ，Ch i n a Ra i l wa y Ma j o r Br i d g e En g i n e e r i n g Gr o u p ， Wu h a n 4 3 0 0 3 4，Ch i n a ；2 P a n j i n Tr a n s p o r t Co n s t r u c t i o n C o ，L t d ，P a n l i n 1 2 4 0 1 0 ，Ch i n a ) Ab s t r a c t ：The f i ni t e e l e me nt me t hod i S u s e d t o a n a l y z e t he s t r ue t u r a 1 be ha v i o r o f t h e mul t i p y l o n p r e s t r e s s e d c o n c r e t e( PC)e xt r a d os e d b r i d ge Li k e a c a bl e s t a y e d b r i d ge，t he r a t i o na l c o m pl e t i o n s t a t us o f t he e xt r a do s e d b r i dg e c a n be de t e r mi ne d t h r ou gh op t i mi z i ng t he i ni t i a l t e ns i o ni n g f o r c e o f s t a y c a b l e s a nd t he s a f e t y a n d r a t i on a l f o r c e c o nd i t i o ns of t he s t r uc t ur e c a n b e e ns ur e d t hr o ug h o pt i m i z i n g t he c o ns t r uc t i on s c he me s The d e a d l o a d o f t he e x t r a d os e d br i d ge i s ma i n l y c a r r i e d by t he s t a y c a bl e s whi l e t he l i v e l o a d i s c a r r i e d by t h e ma i n g i r de r The max i mum s t r e s s a mpl i t u d e of t h e s t a y c a bl e s u nd e r t he a c t i o n of l i v e l o a d i s a t t h e ou t mos t c a bl e s a t s i d e s p a n， whi c h i s q u i t e c l os e t o t h a t of t he s t a y c a bl e s o f t he c ab l e - s t a y e d br i dg e a nd t he mut u a l i nf l u e n c e b e t we e n t h e h o r i z o n t a l d i s p l a c e me n t a t t h e t o p o f a p y l o n a n d t h e d e f o r ma t i o n o f t h e a a c e n t P Y I o ns i s l i t t l e By wa y of e x a mpl e o f Ka i f e n g Hua n gh e Ri v e r Br i d g e on Da q i n g Gu a ng z h ou Ex pr e s s wa y a nd by c ha ng i ng t he s t r uc t u r e i nt o t he c o nt i nu ou s g i r de r a n d c a bl e s t a y e d b r i d ge， t he s t r u c t u r a 1 b e h a v i o r o f t h r e e t y p e s o f t h e s t r u c t u r a l s y s t e ms u n d e r t h e a c t i o n o f l i v e l o a d i S c o rn p a r a t i v e l y a n a l y z e dI t i s kno wn f r o m t he a na l y s i s t ha t f r om t he c on t i nu ou s gi r d e r t o t h e e x t r a d o s e d b r i d g e t o c a b l e s t a y e d b r i d g e ，t h e g l o b a l r i g i d i t y o f t h e s t r u c t u r e g r a d u a l l y i n c r e a s e s ，t h e b e n di n g mo m e nt c a r r i e d b y t h e m a i n gi r d e r a nd t he s t r uc t ur a l di s pl a c e m e nt gr a d ua l l y d e c r e a s e whi l e v a r i o us or d e r s o f t he n a t ur a l v i br a t i o n f r e q u e nc y o f t he s t r uc t ur e g r a du a l l y i nc r e a s e Ke y wo r d s：pr e s t r e s s e d c o nc r e t e s t r uc t u r e；e xt r a d o s e d b r i dg e；r a t i ona l c o mpl e t e d b r i d ge s t a t us ；s t r uc t u r a l b e ha vi or 收稿 日期 ： 2 0 0 9 1 2 一O 8 作者简介 ： 何祖发 ( 1 9 6 4 一) ， 男 ， 高级工程师 ， 1 9 9 1年毕业于武汉工业大学工 民建专业( h z f wh x s i n a c o m) 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 七塔预应力混凝土部分斜拉桥结构性能研究 何祖发 ， 李振 4 5 1 引 言 部分斜拉桥的特点是塔矮、 梁刚、 索集中布置。 已建和在 建 的部分斜 拉桥 以双 塔三 跨居 多 。为克 服 多塔斜拉桥刚度不足和相邻塔 的变形产生相互影响 的弊端 ， 发挥 多跨连 续梁 的优 势 ， 在 多塔 斜拉 桥刚 度 较难满足要求时， 多塔部分斜拉桥是一种较好的选 择 。本文以大广高速公路开封黄河大桥( 本文简称 “ 开 封黄河 大桥 ” ) 为 例 ， 介 绍多 塔预 应力 混凝 土部 分 斜拉桥合理成桥状态 的确定 方法及施工方案 的优 化 ， 并对成 桥运 营状 态 下 拉 索 索力 及 塔 顶 水 平 位 移 进 行计算 分析 ； 在开 封黄 河大 桥 的基础 上 ， 通 过改 变 结构为连续梁桥和斜拉桥体系后 ， 对 比分析了 3种 结构体系活载作用下 的结构性能。 2工程概 况 及结构 特点 2 1 工程 概况 开封 黄河 大桥是 大庆 至广 州高 速公路 跨越 黄河 的控 制性 工 程 ， 主 桥 采 用 七 塔 八 跨 ( 新 乡 侧 为第 1 跨 ) 预 应 力 混 凝 土 部 分 斜 拉 桥 结 构 ， 跨 径 组 成 为 ( 8 5 1 2 +6 x 1 4 0 +8 5 1 2 )12 1 ， 主梁 采 用单 箱 三 室变 截 面 P C连续 箱 梁 ， 桥塔 采 用 钢 筋 混 凝 土 独 柱 实 心 矩形 截面 ， 塔高 2 8 m。斜拉 索采 用平 行 钢绞 线 双索 面结构， 每个桥塔上设 2 1 1 对斜拉索， 主桥总体布 置示 意见 图 1 。 新乡 8 51 2 单 位 ：c m 图 1 主 桥 总 体 布 置 示 意( 1 2) 2 2 结构 特点 ( 1 )常规双 塔 、 多塔 斜 拉 桥 的桥 面 以上 塔 高 与 主跨跨 径之 比为 1 6 1 4 ， 部 分斜 拉 桥 的塔 高 为 跨 度 的 1 1 2 1 8 E ， 而 开封 黄 河 大 桥 塔 高 为 跨 度 的 1 5 ， 比一般部分斜拉桥大 ， 属高塔型部分斜拉桥 。 ( 2 )常 规 混 凝 土 斜 拉 桥 边 跨 与 主 跨 比 一 般 为 0 4 O 5 ， 部分斜拉桥为 0 5 O 7 6 1 ， 开封黄河大 桥 为 0 6 0 8 。 ( 3 )斜拉索采用环氧涂层钢绞线 ， 通过塔顶转 向鞍座 锚 固于主梁 内 ， 在塔柱 两侧 对称 布置 ， 无 常规 斜拉桥的端锚索 ； 主梁上桥塔处无 索区长 4 7 m， 跨 中无索区长 1 3 m。 ( 4 )纵向结构体系采用塔、 梁固结 ， 墩、 梁分离 ， 墩 顶设 支座 的形式 。 ( 5 )主 梁 采用 悬 臂 施 工 ， 每 跨 分 为 1 8个 节 段 ， 全桥 共设 8个 合龙 段 ， 桥 梁 的最 终形 成 需 要 进行 多 次体 系转 换 。 3合理 成桥 状态 的确 定 部分 斜拉 桥 由于塔矮 ， 桥 塔所 承受 的弯矩 较小 ， 主梁受弯承担大部分荷载 ， 而拉索可以改善主梁受 力状态 ， 因此同斜拉桥一样 ， 通过优化拉索初 张力 ， 确定 合理 成桥 状态 是非 常必 要 的。当结 构体 系确定 后 ， 结构的其他荷载基本确定 ， 因此索力的大小对成 桥内力状态起决定性作用 。以开封黄河大桥成桥受 力体系为分析对象 ， 以结构安全为基础 ， 以主梁弯曲 应 变能最 小 为 目标 函数 ， 结合 大桥施 工方 案 ， 经 正装 迭代优化得到成桥状态下的最优索力， 在该索力作 用下结构的恒载内力分布就是合理成桥状态_ 2 。 采用 MI D AS C i v i l 建立全桥模型， 见图 2 ， 全桥 共划分结构单元 1 0 2 3个 ， 节点 8 9 1 个 ， 其中梁单元 8 6 9个 ， 拉索单元 1 5 4个 。桥墩对 主梁 的支撑作用 采用竖向约束模拟 ， 拉索与主梁 、 塔之 间的连接采用 刚臂 单元 模拟 ， 拉索 的非 线 性 问题 采 用 修 正拉 索 弹 性模 量法 实现 。 图 2全桥模型 离散 图 限于 篇幅 ， 仅给 出成桥 状态 主梁 弯矩 图及 5 O号 塔新乡 、 开 封侧 索力 ( 索 的 编号 从 左 至右 分别 为 L 1 1 、 L 1 0 、 、 L 1 、 R1 、 R 2 、 、 R 1 1 ) ， 见 图 3 、 图 4 。 最大 ： 一 4 5 2 2 4 8 k N l I 图 3成桥状态下主梁弯矩 一 L1 1 L 8 L 5 L 2 R 2 R 5 R 8 R 11 索号 图 4成桥状态下 5 O号塔左 、 右侧 索力 由图 4可知 ， 通过优化拉索初张力 ， 成桥状态索 力 比较均匀 ， 主梁内力分布与多跨连续梁相似， 由于 斜拉索的支承作用 ， 主梁弯矩 图和变形 曲线较多跨 连续梁更加平顺 ， 结构受力将更合理。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 4 6 桥梁建设 2 0 1 0 年第 6 期 4施工方 案的优 化 考 虑 到部 分 斜拉 桥 拉 索倾 角 较 小 ， 不便 于 索力 调整 ， 在保证 结构 安 全 的前 提 下 ， 结 合 施 工方 案 ， 除 最后一对拉索外 ， 其余拉索均按一次张拉到位的原 则 确定施 工过 程 中斜 拉 索 张力 ， 同 时对 施工 方 案 进 行 如下优 化 。 ( 1 )计算 分 析 表 明 ， 在 中 间各 跨 ( 1 4 0 m 跨 ) 合 龙 后 ， 张拉 合龙 束 阶段 ， 由于底 板 束 的强 大 效 应 ， 主 梁 有较大 不平衡 位移 ， 梁底 产生 不合理 的次 应力 ， 且 桥 塔有较 大偏 位 。为 减少 阶段 位移及 不合 理的 次应 力， 合龙束分 2批进行张拉 ， 即在当前合龙段时张拉 1 3束 ， 在全桥 合龙 后再 张拉另 外 的 2 3 束 。 ( 2 )由于墩旁 临时支撑受力复杂， 拆除时会 引 起实 际位移 与计算 不 符 ， 在 当前 孔 合龙 后 不 宜 立 即 拆除本跨临时支撑 ， 而保 留到下一孔合龙后再拆除。 ( 3 )为增加 跨 中 主梁 底 部 压 应 力储 备 ， 在合 龙 前施加压重 ， 并将拆除挂篮 的工作安排在合龙之后 进 行 ； 最 后一 对 斜 拉 索 分 2次 张 拉 ， 即 合 龙 前 张 拉 8 0 的理 论索 力 ， 合 龙后再 张拉 2 0 的索力 。 ( 4 )全 桥合 龙方案 采用从 两 边跨 向中 间跨逐 跨 对 称合龙 的施 工顺 序_ 3 J 。 5拉 索索 力和塔顶 水平 位移 分析 5 1 拉索 索力 表 1给 出了成桥 状态下 5 0号塔 的恒载 、 活载 索 力及 应力 幅 。由表 1可看 出 ， 部 分 斜 拉桥 的拉 索 主 要承担恒载， 活载作用下斜拉索平均轴力为 3 0 0 k N 左 右 ， 不到 恒 载索 力 的 5 ， 活 载 主要 由 主 梁 承担 。 因为活载 状态下 的拉 索 索 力是 由结 构 刚度 ( 结 构参 数 ) 分 配 的 ， 部分斜 拉 桥 的整体 刚度 由主 梁 、 拉 索 和 塔柱提 供 ， 而主梁 刚度 相对较 大 ， 拉 索及 塔柱 对结构 的整体 刚度 贡献小 ， 所 以拉 索 仅 承 受较 少 的 部分 荷 载。从该角度来说 ， 斜拉索可作为梁式桥的体外索 ， 对梁起 加劲作 用 ， 从 而使 主梁 以压 弯为 主 。 由表 1知 ， 活 载 作 用 下 斜 拉 索 最 大 应 力 幅 为 9 1 4 MP a ， 位于边跨最外侧的斜拉索， 已接近斜拉 桥 拉索 应 力 变 幅 ； 而一 般 两塔 三跨 部 分 斜拉 桥 结 构 ， 拉索应力幅在 5 0 MP a以下 。由于拉索应力 幅只与结 构参数 有 关 ， 可 见 相对 于一 般 的 两塔 三 跨 部分 斜拉 桥 ， 具 有连 续 梁结 构 特 点 的多塔 部 分 斜 拉 桥整体结构刚度有所降低 ， 而应力幅的大小是确定 拉索容许应力的惟一因素 ， 因此 ， 多塔部分斜拉桥拉 索控 制 应 力 采 用 0 6 R 是 否 合 适 ， 有 待 进 一 步 研究 。 表 1 5 0号塔斜拉索计算 内力及应力幅 索号 恒载索力 k N 塑 室 应 力幅 M P m ax m l n 5 2塔 顶水平 位移 为研 究开 封黄 河大桥 在 活载作 用下 的塔顶 水平 位移与相邻塔变形的相互影响， 分别对全桥满载、 相 邻跨满载及相间跨满载进行计算 ， 计算结果见图 5 、 图 6 。由图可知， 全桥 满载下塔顶水平位移最大值 为 5 9 mm， 位于桥 梁对 称 中心 的 5 3号 塔 ， 其值 比常 规的斜拉桥小得多 ， 且各塔顶水平位移值相差不大； 无论 是相邻 跨满 载 还 是相 间跨 满 载 ， 桥 塔 变形 连 续 影响较小 ， 即本跨加载对相邻跨塔变形影响有限， 且 塔顶 变位最 大值 小 于全桥 满载 。这 主要是 由于部 分 斜 拉桥 主梁 抗弯 刚 度 大 ， 桥 塔 较矮 ， 刚度 相 对 较 大 ， 且 拉索 承担 的竖 向荷 载 小 ， 故 活 载 作用 下 塔 顶 水平 位移没 有斜拉 桥 大 ； 这样 中 间桥 塔 就不 需 要 像 普通 多塔斜 拉桥那 样 进行 特 殊 处 理 ， 在 一定 程 度 上 也不 需 端锚 索 的 约 束 ， 故 部 分 斜 拉 桥 更 适 合 多 塔 的斜 拉 桥 。 6 结构 性能对 比分 析 由于预应力混凝土连续梁桥以主梁受弯、 受剪 堰 瞽 扭 桥塔编号 一-O - 一 2 、3 跨满载 日3 、4 跨满载 * 一 4 、5 跨满载 - 一 全桥满载 图 5 相邻 跨满载 下塔顶水平位移 4 6 4 8 7 5 8 2 8 3 6 8 5 8 8 4 7 O 8 6 3 4 雒 们 铊 姐 甜 “ 船 姗 m 们 雅 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 1 9 8 7 6 5 4 3 2 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 1 M u u 刚 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 七塔预应力混凝土部分斜拉桥结构性能研究 何祖发 ， 李 振 4 7 桥塔 编 号 一 一 2 、4 跨满载 日一3 、5 跨满载 一全桥满载 图 6相 间跨满载下塔顶水平位移 来 承受 竖 向荷 载 ； 斜 拉 桥 以梁 的受 压 和 索受 拉来 承 受竖 向荷 载 ， 而部 分斜 拉桥 以梁 受弯 、 受压 和索 受拉 来承 受 竖 向荷 载 作用 ， 因此 其 结 构性 能 介 于连 续 梁桥和斜拉桥之 间， 但有所不同。部分斜拉桥 的恒 载内力可以通过斜拉索 的索力调整， 故主要 比较活 载作用下结构的力学性能。在开封黄河大桥的基础 上 ， 通过 将拉 索拆 除 变 成连 续 梁 桥 体 系 ， 将 塔 、 墩 固 结 变成斜 拉桥 体 系 ， 在成 桥状 态下 ， 比较 在 活载 汽 一 超 2 0作用下各结构体系的主梁控制截面弯矩 、 跨中 挠 度及结 构 自振特 性 的差 异 。 6 1 主 梁控制 截 面弯矩 比较 活载作用下 3种结构体系主梁控制截面弯矩 比 较见 图 7 ， 从 图 中可 看 出 ， 由于 拉 索 的 作 用 ， 活 载 作 用下 部分 斜拉桥 在 连续梁 桥 的基础 上使墩 顶 负弯矩 和跨 中正 弯矩得 到 明显 改 善 ， 且 墩 顶 负 弯 矩 的改 善 比主跨 正 弯矩 改 善 幅度 要 大 ， 不 到 连 续 梁桥 弯矩 的 7 0 ， 这样支座处梁高可以大幅降低 。这也说明， 部 分斜拉桥跨越能力较连续梁桥大， 当支点梁 高相 同 时 ， 部分 斜拉 桥 的跨度 可 比连续梁 桥大 1 倍 以上 ， 对 大跨 度 梁桥而 言 ， 相 同跨 度 的部 分斜 拉 桥 比连 续 梁 桥 更经 济 j 。 6 9 1 9 重 一 3 1 氍 舯一 8 1 整 体刚度 小 ， 因而 主梁 弯矩 大 。从 连续 梁桥 、 部分斜 拉桥到斜拉桥 ， 主梁承受的弯矩呈逐渐减小趋势。 6 2 主 梁跨 中挠 度 比较 活载 作用下 3种结构 体 系主梁跨 中挠 度 比较见 图 8 ， 从 图可看 出， 在相 同跨度下 ， 部分斜拉桥 的跨 中挠 度只 有连续 梁桥 的 8 5 9 6 左 右 ， 进一 步 说 明部 分 斜拉 桥 的整体 刚度 比相 同跨 度 的连 续梁 桥 大 ， 因而 结构 变位小 。同理 ， 由于 斜拉 桥 体 系 的 整 体 刚度 比 部分斜拉桥大， 部分斜拉桥各跨 跨 中挠度 比斜拉桥 大2 4 倍 。从 连续梁 桥 、 部 分斜拉 桥 到斜拉 桥 ， 结 构 体系整体刚度逐渐增大， 结构变位呈逐渐减小趋势。 振 型阶次 结构体系频率 连续梁桥 部分斜拉桥 斜拉桥 O 1 1 2 2 0 2 6 8 2 0 3 3 3 6 0 4 2 2 7 0 5 2 6 3 0 6 3 9 8 0 7 5 7 0 0 9 5 7 9 O 9 6 1 5 1 1 71 9 0 11 2 4 0 2 8 4 0 0 3 7 0 6 0 4 8 4 0 0 6 1 2 0 0 7 5 0 2 0 8 9 7 7 1 0 8 0 3 1 1 2 4 1 1 3 5 3 0 7 结 语 ( 1 )多 塔预应 力 混凝土 部 分斜 拉桥 同 常规斜 拉 桥一样 ， 通过优化拉索初张力 ， 确定合理成桥状态是 非 常必要 的 。 ( 2 )由于多塔 预应 力混 凝土 部分 斜 拉桥 成桥 过 程需要经过多次体系转换， 施工方案 的优化对指导 大桥 施工 ， 保证 结构 安全起 到 了很好 效果 。 嚣 mO 目 掣辈臀辫 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 4 8 桥梁建设 2 0 1 0 年第 6期 ( 3 )同双 塔 三跨 部分 斜 拉 桥 相 比 ， 多 塔 部 分 斜 5 拉桥整体刚度有所降低， 拉索应力幅已接近常规斜拉 桥拉索应力幅， 拉索设计容许应力有待进一步研究。 ( 4 )从 连续 梁桥 、 部分 斜拉 桥 到斜 拉桥 ， 结 构 体 系整 体刚度 逐渐增 大 ， 主梁 承受 的弯矩 逐渐减 小 、 结 构各 阶 自振 频率逐 渐增 大 。 L J 参 考 文 献 ： E 1 J TG T D 6 5 0 1 2 0 0 7 ， 公路斜拉桥设计细则I s 2 向中富桥梁施工控制技术 M 北京 ： 人 民交通出版 社， 2 0 0 1 7 3 何祖发阿深黄河特大桥施工 控制报告 R 武汉 ： 中 铁大桥局集 团武汉桥梁科学研究院有限公司 ， 2 0 0 6 4 宋新安阿深高速开封黄河大桥 主桥设计 M 郑州 ： 郑州 大 学 出版 社 ， 2 0 0 6 陈从 春 ， 周海 智 ， 肖汝 诚矮塔 斜拉 桥研 究 的新进 展 J 世界桥梁 ， 2 0 0 6 ， ( 1 ) ： 7 O 一7 3 (CHEN Con g c h un， ZHOU Ha i z hi ， XI AO Ru c he n g Re c e nt Re s e a r c h Ad va n c e me nt o f Ex t r a do s e d C a b l e S t a y e d B r i d g e J Wo r l d B r i d g e s ，2 0 0 6 ，( 1 ) ： 7 O 一 7 3 i n Ch i n e s e ) 严 国敏试谈 部分斜 拉桥 日本屋 代南 桥 、 屋 代北 桥 、 小 田原港桥 J 国外桥 梁 ， 1 9 9 6 ， ( 1 ) ： 4 7 (YAN Gu o rai n B r i e f Di s s c u s i o n o n E x t r a d o s e d Br i dg e s - Ya s hi r o M i n a mi Br i d ge，Ya s hi r o Ki t a Br i dg e a n d Od a wa r a B l u e Wa y B r i d g e i n J a p a n J F o r e i g n Br i dg e s，19 96，( 1)：47 i n Chi ne s e ) 陈亨锦 ， 王 凯 ， 李 承根浅谈部分斜拉桥 J 桥梁建 设 ， 2 0 0 2， ( 1 )： 4 44 7 ( CHEN He n g - j i n，W ANG Ka i ，L I Ch e n g - g e n Pr e l i mi n a r y An a l y s i s o f P a r t i a l C a b l e - S t a y e d B r i d g e J Br i d g e Co n s t r u c t i o n，2 0 0 2，( 1 )：4 4 4 7 i n Ch i n e s e ) ， m ， ， l ， ， ， ， m ， ， m， ml - ， l i b， ， m， mI l ， l i b ， ， 1 1 l ib ， ， l IP 1 1 - l ib ( 上接 第 3 9页) 大为 6 6 MP a ， 此外由于钢主梁轴力和弯矩在靠近拱 脚处 变化 较大 ， 从 而反 应 出钢 主梁 应 力在 该 部 位 的 较 大改变 ， 该截 面处 的最大 拉应 力为 1 1 9 MP a ， 最 大 压应力 7 2 MP a 。 混 凝 土桥 面 板 的应 力 总体 上 相对 均 匀 ， 大 部分 的压应 力在 4 1 MP a 左右 ， 其 中在 V形 墩上 部略微 大一点 ， 同时在边 跨 拱肋 的外 侧 拱脚 附近 的混凝 土 压应力降低较大。 4结 论 本文采用混合有限元法 ， 结合施工具体情况， 较 为精确 地分 析 了九堡大桥 主桥 钢与 混凝 土组合 拱桥 的整体 受力性 能 ， 得 到 了结 构 主要 构 件 的 内力 和应 力 情况 。该桥 中 的拱 肋作 为最 主要 的受力 构件 以承 受轴向压力为主， 其中主拱肋承受了约 9 o 的轴 向 力 ， 主拱肋承受的面内弯矩在整个拱肋的大部分位 置上 较小 ， 但在 拱脚 处 与 主 梁相 连 引 起 的局 部 弯 矩 较大。同样， 主梁受到主拱肋拱脚 以及端横梁的影 响 ， 在拱脚 附近 的应 力变 化较 大 ， 在 工程设 计 中应 引 起足够重视， 必要时应采用更为精确 的局部实体模 型或者试验做进一步的研究。从主桥钢结构和混凝 土的应力结果看 ， 九堡大桥主桥构件的整体应力水 平均 满足我 国现 行 的相 关规 范要 求 。 参 考 文 献 ： 1 同济大学杭州市 九堡 大桥科研项 目新 型组合结 构桥梁设计理论与关键技术研究报告 R 2 0 0 9 E 2 邵长宇九 堡 大桥 组合 结构 桥 梁 的技术 构思 与 特色 E J 桥梁建设 ， 2 0 0 9 ： ( 6 ) ， 4 2 4 5 ( SHA0 Ch a ng y u Te c hn i c al Co ns i d e r a t i o n a nd Fe a t u r e s o f C o mp o s i t e S t r u c t u r e Br i d g e o f J i u b a o Br i d g e i n Ha n g z h o u J B r i d g e C o n s t r u c t i o n ，2 0 0 9 ：( 6 ) ， 4 2 4 5 i n C h i n e s e ) 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m