天津富民桥整体结构计算分析与设计.pdfVIP

天津富民桥整体结构计算分析与设计 井润胜 汤洪雁 孙建勋 张 滔 (天津城建设计院 天津 300073) 摘 要 ：天津富民桥主桥为单塔空间索面 自锚式悬索桥，造型独特 ，结构受力及构造处理复杂。主要介绍该 桥的结构设计特点，并简述了整体结构空间分析计算结果。 关键词 ：自锚式悬索桥 空间缆索结构 桥梁设计 1工程概况 缆锚固在边跨锚碇，边跨锚碇与边跨预应力混凝 天津富民桥作为海河综合开发基础设施建设 土箱梁固接。主塔、边跨锚碇、承台和桩基础采 的重要工程 ，位于天津市中心城区，海河两岸综 用钢筋混凝土结构。全桥变形由主跨端320型伸 合开发规划智慧城范围内。主桥的设计采用了新 缩缝完成。 颖的独塔空间索面 自锚式悬索桥方案一 “沽水船 3空间分析 影”，似一艘海河上启锚的帆船。 由于本桥采用特殊桥型，设计需要克服整体 天津富民桥规划为机非混行双向8车道，桥 结构及局部构件计算等诸多难点：在一期恒载作 面宽度为38．6m，横向布置为：1．3m (吊索锚固 用下主缆及其他构件的线形及 内力的非线性计 区及防撞护栏 )+15m (行车道)+6m (塔区及 算；在二期恒载及活载作用下，全桥结构的受力 防撞护栏 )+15m (行车道 )+1．3m (吊索锚 固区 及变形的线性计算；屈曲稳定分析；塔顶鞍座、 及防撞护栏)。主桥主跨钢箱梁下挂5．Om人行通 散索套的局部受力计算。 道，直接连接海河两岸的亲水平台。 3．1整体分析 ~N：2005年底开工，于2008年6月建成通车。 采用MIDAS空间有限元软件进行非线性分析 2桥梁整体布置 计算。主缆和吊杆采用索单元，主缆和吊杆共用 天津富民桥主桥为独塔空间索面 自锚式悬索 1个节点，主缆在塔顶用刚性连接与主塔相连， 桥，桥塔为独柱，主跨主缆锚于主梁的两侧，边 主梁采用梁格单元 ，其间用刚性连接联结主 跨主缆锚于地锚，形成一个稳定的结构体系，见 梁 、横撑和 吊杆。横撑和主塔采用梁单元 。边 图1。主跨主缆采用三维空间线形，在立面及平 跨端和塔底采用固接 ，其余支座只约束横桥向 面皆为抛物线，边跨主缆采用一组 (2根并排 ) 和竖向位移。全桥模拟8个车道。空间计算模型 缆索不加竖向吊索形式。主跨157m，一跨跨越海 见 图2。 河。边跨86．4m，一跨跨越城市主干道。主梁 自 根据桥梁结构的实际情况建模，输入主缆初 始坐标 (假定 )，设定迭代次数为10次，收敛精 主跨向边跨方向依次为16m的预应力混凝土段、 6m的钢混过渡段、199m的钢箱梁段、6m的钢混 度为l0～，索鞍和锚固端IP点固定 ，其余各点可 过渡段和16．4m的预应力混凝土段。钢箱梁为双 以移动，进行非线性迭代分析计算 ，求出恒载 主梁结构，中间用钢横撑连接，全宽38．6m。5m 作用下主缆的平衡内力以及主缆空缆线形和成 宽人行道位于钢横撑的正下方，并悬挂于钢箱梁 桥线形 。 在求出成桥状态线形，内力和应力后，添加 之下。主缆和吊杆采用高强度平行钢丝。主跨主 缆直接锚固于主跨预应力混凝土箱梁内，边跨主 移动荷载工况 ，并进行