三塔悬索桥混凝土边塔塔顶位移控制分析.pdf

一 … 一 s ◎ 三塔悬索桥混凝土边塔塔顶位移控制分析 贺 媛，牛亚洲 (中交第二公路工程局有限公司，陕西 西安 ，710065) 摘要 ： 采用通用有限元分析软件 ANSYS和悬索桥结构空间分析软件 BNLAS分别建立有限元空 问模型，分析了某 塔悬索桥上 部结构施工过程 中的边塔塔顶纵 向抗推刚度和允许位移 ，为三塔悬索桥边塔施工监控提供了计算依据。 蔼墓 关键词 ： 塔悬索桥 ；混凝土边塔 ；抗推刚度 ；容许位移 1 概述 2 计算分析原理 马鞍 山长江公路大桥为 1080m+1080m 的三 世界上最大跨径的三座千米级三塔悬索桥均在中 塔两跨悬索桥，其边塔是 由塔柱和横梁组成 的门式框 国，分别是泰州长江公路大桥、马鞍山长江公路大桥和 架结构，塔柱柱身为钢筋混凝土空心矩形截面 ，塔柱高 武汉鹦鹉洲大桥 。其 中中塔采用钢塔 ，边塔采用混凝 为 165．3m，塔顶标高为+175．3m。塔柱横桥 向尺寸 土塔柱。在相 同条件下 ，相对于相同主跨 的两塔悬索 为6m，纵桥 向尺寸 自塔顶 的 8m 线形变化至塔柱根 桥来说 ，三塔悬索桥对混凝土边塔 的受力性能要求更 部的 10rn，塔 柱 壁 横桥 向厚度 为 1．7m、1．2m、 高。边塔是悬索桥 的重要受力构件 ，主缆通过鞍座将 1．0rn、2．0m、2．5iTI，顺桥 向厚度 为 1．9rn、1．4m、 巨大 的压力传至边塔，使边塔发生弹性压缩 ，同时，边 1。2IYl、3．06131，自下而上及横梁 附近变厚。上横梁上 塔在混凝土的收缩、徐变作用下也会发生变形 。为实 粱、中梁和 下梁 的高度分别为 2．683m、3．30m、 现成桥状态边塔的标高以及主缆线形与设计一致 ，保 1．50m，下横梁的高度为 4．50m，上下横梁 的宽度均 证塔顶鞍座能够复位，吊索索力和加劲梁 内力与设计 随塔柱宽度而变化 。塔柱和上下横梁均采用 C50混 一 致 ，边塔必须设计一定的预高量 ，使得实际成桥状态 凝土。图1为该桥边塔结构示意图。 时的标高趋于设计标高口]。 寞面羼 边塔塔顶纵向位移的大小主要与边跨主缆在塔顶 一 一 rjl骚．3Q 处的纵 向位移有关 ，作用于塔顶 的不平衡水平力力差 } { I j 与塔顶纵向刚度有关 ]。位移相 同时，刚度越大 ，塔顶 f 的剪力越大，塔根处弯矩越大。在悬索桥上部结构施 f 工中的猫道施工 、主缆架设 、钢梁 吊装等 阶段 ，需要掌 握边塔顶的纵向抗推刚度和塔顶允许纵 向位移，使之 处于设计允许的范围内。当需要调整时，通过调整猫 道承重索或顶推塔顶索鞍的方式使得塔顶不平衡水平 力差重新处于允许范围。若 已知塔顶纵向刚度 ，可以 根据计算出的塔顶两侧不平衡水平力 ，预测边塔的变 形和结构线形 ；若 已知塔顶允许位移 ，可以确定塔顶鞍 座的预偏方式 、加劲梁 的吊装