斜拉桁架橋的施工實施與認識
發布時間：2010-01-14 共2頁
摘 要:斜拉桁架橋是一種新型橋型,本文結合工程實際介紹已建斜拉桁架橋的橋型與結構特點,該橋型的造型、主桁架施工及其經濟合理性。
關鍵詞:斜拉桁架 結構 造型 施工
斜拉桁架橋是在斜接橋和預應力混凝土桁架梁的基礎上構思出來的,自1994年11月蘇南運河(京杭運河蘇南段)上第一座斜拉桁架橋——橫林東橋建成之后,1995年在該運河上又先后建成了4座斜拉桁架橋,即碩放大橋、新安南橋、向化一號橋、煤石橋。1987年建成的浙江長興縣的港口大橋,是同濟大學設計的一座斜拉桁架試驗橋。
1 斜拉桁架橋的橋型與結構特點
斜拉桁架橋不僅具有斜拉橋和桁架梁受力合理的特點,還可結合連續梁、T型剛構、懸臂梁等的特點,組成幾種不同的結構形式,碩放大橋稱之為下承式預應力混凝土斜拉桁架連續梁(見圖1),新安南橋稱之為下承式預應力混凝土桁架T構(見圖2),向化一號橋可稱之為下承式預應力混凝土斜桁架懸臂梁(見圖3)。桁架T構與斜拉桁架懸臂梁相鄰的兩個懸臂在跨中均可用剪力鉸或跨徑較小的掛梁聯成一體,稱之為帶鉸或帶掛梁的桁架T主斜拉桁架懸臂梁,這兩種橋型的錨跨均設拉壓支座。三座橋的概況見表1。
圖1(單位：cm)
圖2(單位：cm)
圖3(單位：cm)
表1
| 項 目 | 碩放大橋 | 新安大橋 | 向化一號橋 |
| 跨徑組成(m) | 45+70+45 | 24.6+60+24.6 | 228+55+228 |
| 塔身高(m) | 10 | 6.5 | 6.0 |
| 下弦桿長(m) | 66 | 48 | 45.6 |
| 橋面寬(m) | 凈7 | 凈5 | 凈7 |
| 縱坡(％) | 3.5 | 5.5 | 4.0 |
| 豎曲線半徑(m) | 1750 | 1000 | 1000 |
| 下弦桿斷面形式 | 箱形 | T形 | 矩形 |
| 人行道 | 有 | 無 | 無 |
| 荷載等級 | 汽車-20 | 汽車-10 | 汽車-20 |
| 通航凈空(m) | 50×7 | ||
斜拉桁架橋的主桁架主要由主塔(或豎桿)、上弦桿、下弦桿、腹桿組成。主塔為承壓構件,主塔與主墩有固結和鉸接之分,桁架T構屬固結,斜拉桁架連續梁及斜拉桁架懸臂梁屬鉸接形式。腹肝均為斜桿,有拉壓之分。在上弦桿與受拉腹桿內布置預應力筋,靠近主塔的一切上弦桿內力最大,預應力筋也最多;與下弦桿交匯處的節間內力最小,預應力筋相對布置的也少。所以,上弦桿預應力筋的一端均錨固在主塔節點處,另一端按各節間內力大小分別錨固在弦桿內。固端錨固方式現有兩種,單根或單元構件拼裝時,可用OVM錨;分片預制或現澆時,可采用現場壓花錨固技術。下弦桿內力主要視橫梁布置方式而定,橫梁布置在節點處,則下弦桿受壓;若橫梁不在節點處,橋面板與下弦桿連成整體,或設有人行道,有這三種情況之一者,則下弦桿為壓彎構件,彎矩不控制。下弦桿截面一般為矩形、工形、T形和箱形4種,其它桿件一般均采用矩形截面。為了增加主塔的橫向剛度,在兩根塔柱之間加設一根風撐。
2 造型與美觀
斜接桁架橋作為一種新橋型,因具有良好的比例關系及點、線、面的配合,加之陰影效果的運用,使橋型美觀,故受到很多人的關注。
2.1 碩放大橋的造型
碩放大橋具有良好的造型,主要體現在以下幾個方面:
(1)主塔往上延伸2.0ｍ,成為塔頂,并設計有塔尖——為飛機小模型和避雷針,具有裝飾作用,是一個完整的“塔”的造型。主塔有一定的體量,是斜拉桁架橋的重要標志之一。
(2)塔身高與下弦桿長度間有良好的比例關系。塔高對桁架梁美觀有重要影響,塔高應視下弦桿的長度而定。該橋塔高10ｍ,下弦桿長66ｍ,比例為1∶6.6。
(3)腹桿與弦桿、弦桿與主塔間斷面尺寸的遞增有一個量的關系。腹桿為32×48ｃｍ,上弦桿為36×70ｃｍ,下弦桿為100×120ｃｍ。主塔為100×160ｃｍ(見圖1)。給人一種和諧美和有序感。
(4)欄桿高度與主塔高度雖構不成比例關系,但欄桿的高矮、通透性也會影響橋型的美觀。該橋雖為混凝土欄桿,但屬輕型設計,通透性好,加上飛機小飾品裝飾,構思巧妙。
(5)下弦桿及主塔設計成凹凸斷面,產生良好的陰影效果。倒角的運用,風撐鏤空,使構件不再顯得呆板、沉重。桁架桿件的內夾角做成圓弧形,不但能減少應力集中,而且也很美觀。
2.2 其它橋的造型缺陷
(1)塔頂的延伸高度不夠,并且載塔尖或小飾品給人一種殘缺感。某些斜拉桁架橋,塔身體量較小,為滿足預應力筋的布置要求,上節點設計得較大,象戴了個“帽子”。塔高與下弦桿長度比例不合適,新安南橋為1∶7.4,向化一號橋為1∶7.6，塔身可再高些。
(2)不設人行道的斜拉桁架橋,下弦桿宜采用陰影效果好的工形或T形斷面，不宜采用矩形或箱形斷面。
(3)豎曲線半徑太小時,產生較大的拱高,從而影響了橋的造型。筆者認為,斜拉桁架橋的豎曲線半徑不宜小于1800ｍ。
(4)欄桿太高通透性不好。宜采用造型簡潔、通透性好的鋼結構或鋼筋混凝土結構欄桿。安裝在護輪帶上的欄桿,其高度應從路面算起,不宜過高,以采用鋼結構護欄為好。
