1、多索面斜拉桥结构对比分析摘要：随着我国公路交通事业的发展，交通量的不断增多，斜拉桥日益向着更长、更宽的方向发展。当车道数目增加到四车道以上后，桥梁横向跨度很大，这样常规的双索面结构形式必然使得横梁尺寸增大，特别是对于混凝土斜拉桥，横向可能会控制设计。本文通过双索面、三索面两种索面形式的结构分析，为类似设计方案提供参考。 关键词：斜拉桥；多索面；结构验算； 中图分类号： K928 文献标识码： A 1 概述 目前多修建的双索面公路斜拉桥结构型式，对于桥面不是很宽，车道数少的情况是适用的，但随着公路交通的发展，交通量的不断增多，车道数增大到四车道以上时，桥梁宽度就会比较大，其载荷也越来越重，横向跨
2、中弯矩大并且可能控制设计。而中小跨径由于梁高度矮，双索面斜拉桥必然会使横梁尺寸增加。 拉索是斜拉桥的主要承重构件之一，其布置方式对整个斜拉桥的结构刚度和经济合理性有重要影响。本文从拉索的设置形式为切入点，通过已建成的某特大斜拉桥为工程背景，分别对双索面、三索面的形式进行结构分析。 2 工程实例分析 2.1 工程概况 某市跨江斜拉桥，主跨 383m 独塔钢箱梁双索面斜拉桥，设计荷载等级公路-，地震烈度按度设防，桥下通航净空（28855m） 。桥面按双向八车道设计，钢箱梁梁高 3.5m，宽 B=42m。 ，桥型图、主梁横断面如下： 图 1 桥型布置图 图 2 主梁横断面 2.2 结构对比分析 2.
3、2.1 内力对比分析 考虑仅作定性比较，可以采用简化的图式进行，即可以将拉索近似看为刚性支撑。其上作用的荷载有横梁自重、行车道板及桥面铺装（相邻两跨的一半）的重量、活载。近似的计算方法计算。 双索面方案横向内力计算 钢箱梁标准梁段重 322t，标准梁段长度为 16m，横隔梁间距为3.2m。中央分隔带 2m。横梁可以视为一个工字钢，其截面尺寸为：隔板厚 1cm，高 3.5m，上缘厚 1.6cm，下缘厚 1.2cm，翼缘板宽度为 3.2cm。其截面特性计算如下： 双索面 荷载 跨中 L/4 跨 弯距（t.m） 应力（t/m2） 弯距（t.m） 应力（t/m2） 恒载 352 1791/2206 2
4、96 1506/1855 活载 1374 6992/8609 1237 6295/7751 合计 1726 8783/10815 1533 7801/9606 三索面 荷载 弯距（t.m） 应力（t/m2） 弯距（t.m） 应力（t/m2） 恒载 128 368/452 55.5 280/345 活载 609 1651/2030 273.4 1349/1660 合计 737 2019/2482 328.9 1629/2005 表 1 内力计算表 弯矩比较： 双索面与三索面横梁跨中的应力比较： 压应力拉应力 双索面与三索面横梁 L/4 处的应力比较： 压应力拉应力 由上可见，三索面的横梁弯矩减小
5、了 2.6 倍，横梁跨中压应力减小了 3.5 倍，拉应力减小了 5.4 倍。L/4 处拉压应力减小了近 5 倍。 2.2.2 活载挠度对比分析 计算活载挠度可以用 MIDAS/CIVIL 分别建立两个模型。 图 3 双索面方案全桥模型 图 4 三索面方案全桥模型 两种模型的区别只是图 4 中多了一道索面，相应的增加了一个塔柱。索力是将原双索面的索力平均分配到三个索面上。在两个模型中分别加上八车道的活载，则经过计算后，双索面方案中，在八车道活载下，最大活载位移发生在 16#索（主跨侧共 22 对索，全桥 44 对索）位置，位移值为向下 43.5cm，在此位置最小活载位移为向上 0.1cm，其主梁
6、的相对挠度为 1/879；三索面方案中，在八车道活载作用下，最大活载位移亦发生在 16#索位置处，位移值为向下 33.3cm，在此位置最小活载位移为向上 0.1cm，其主梁相对挠度为 1/1147。可见，改为三索面的活载挠度减小了 24%。 3 结论 本文以某实际工程为背景，分析了不同索面的设置形式的结果分析，得出以下结论： 双索面宽斜拉桥在横向上受力不合理，必须要通过设置强大的横隔梁来抵抗横向受弯，如果充分利用中央分隔带的空间多设置一道（三道）索面，则能很好的改善宽桥重载斜拉桥的横向受力问题，因此三（多）索面斜拉桥应该是今后大跨径宽桥的发展趋势之一。 参考文献： 1. JTG D602004，公路桥涵设计通用规范S. 2. JTG D602004，公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范S. 3. JTG/T F50-2011，公路桥涵施工技术规范S. 4 胡永，丁靖，闫子才.超宽桥面部分斜拉桥施工控制.道路桥梁施工技术.2007，No.1 5 程进，肖汝城，江见鲸.斜拉桥成桥初始恒载索力概率确定.土木工程学报.2003.12 6 廖凯，高低塔空间索面斜拉桥方案设计及其结构计算分析研究.西南交通大学硕士学位论文 戴玉明（1981） ，男，江西南昌，工程师，从事公路工程与市政道路工程的技术管理与研究。
