第４２卷第２期 ２ ０ １ ６年１月 山 西 建 筑 ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ Ｖ０１．４２ Ｎｏ．２ Ｊａｎ． ２０１６ ·１７９· 文章编号：１００９—６８２５（２０１６）０２—０１７９—０２ 关于景区缆索吊桥方案的比较研究 卢文才 张志新摘扈春霞 １００１９５） （中咨华科交通建设技术有限公司，北京要：采用Ｍｉｄａｓ Ｃｉｖｉｌ有限元分析软件，建立了六种形式的缆索吊桥模型，分析了铁索强度和在侧向风荷载作用下缆索吊桥的 受力情况，通过对六个简易缆索吊桥方案的比较，选取了最佳的投资预算方案，使桥型的建设与周围景观相和谐。 关键词：缆索吊桥，有限元模型，轴力，荷载 中图分类号：Ｕ４４８．２５ 文献标识码：Ａ ０ 引言 近年来，随着人们物质生活的不断丰富，人们出门旅行的热 内因跨越小型的山谷河流而需要修建各种带有景观性质的桥梁。 模型１：桥面木板位于桥面主缆上，上部主缆、桥面主缆和吊 杆都采用铁链，建立模型，考虑其共同受力。上下部主缆线型都 模型２：桥面木板位于桥面主缆上，考虑上部主缆和吊杆只起 ｎ，计算矢高０ ３７２ ｎｌ。 情也越来越高涨，全国也在不断规划和建设各种新的景区。景区 为简易圆弧，半径５０ Ｉ从美观和实用的角度出发，简易铁索吊桥为一种不错的选择。这 需要将景观、交通、桥梁结构设计和成本融合在一起考虑。本文 护栏防护的作用，不受力，只有桥面主缆铁链受力。主缆线型与 模型ｌ相同。 模型３：考虑上部主缆和吊杆受力，桥面主缆不受力，主缆线 型与模型１相同，桥面水平。 模型４：与模型３大致相同，主缆线型半径变小，计算矢高为 ０．５７２ ｍ。 从最普遍的景区铁索吊桥的桥型方案比选和设计两方面进行比 较研究。 １ 工程概况 本项目位于湖北某生态旅游度假区内，跨越一条小溪，桥梁 跨径１３ ｍ，净跨径１２．２ ｍ，两岸为软岩基础。拟采用铁索吊桥方 模型５：与模型３大致相同，主缆线型半径变小，计算矢高为 １ ｍ。 案，桥塔位于两岸，塔柱采用钢筋混凝土柱，截面尺寸为０．８ ｍ Ｘ ０．８ ｍ，基础为扩大基础。上部主缆采用直径１８ ｃｍ的铁链，吊杆 采用直径１６ ｃｍ的铁链，桥面主缆采用直径１８ ｃｍ的铁链，桥面板 模型６：与模型３大致相同，主缆线型半径变小，计算矢高为 １．５ ｍ。 根据《公路桥涵设计通用规范》和项目实际情况，采用人群荷 载３．５ ｋＮ／ｍ ，基准风压０．４ ｋＮ／ｍ ，整体升温２５℃，整体降温 一采用４ ｃｍ厚芬兰木，桥面宽１．８ ｍ，横桥向采用镀锌钢索加强。 ２建模分析 ２０℃。本文采用两种组合来考虑铁索吊桥的受力趋势，不再作 本桥采用有限元分析软件Ｍｉｄａｓ Ｃｉｖｉｌ建立模型如图１所示， 详细的荷载组合：组合１：１．２×恒载＋１．４×活载。组合２：１×恒 由于该桥桥塔位于地质较好岸边，因此建模分析时不再考虑桥塔 载＋１×活载＋１×风荷载＋１×整体升温。 的受力情况，主缆采用固结的约束形式，而桥面结构则根据不同 ３数据结果 的吊桥形式采用不同的约束。主缆和吊杆等柔性结构在模型中 经过有限元模型分析，在各种工况组合下，模型１一模型６的 采用只受拉索单元进行模拟，通过不同的吊桥形式建立不同的模 上部主缆或桥面主缆靠近桥塔附近的单元受力最大，桥面中部节 型进行方案比较。 点的位移量最大，因此表１，表２中仅示这两处的具体数据。 表１模型１～模型３在不同组合下的轴力和位移表 模型 组合 模型１ （计算矢高０．３７２） 组合１ 组合２ ６９．１ ０ Ｏ６３ ０．００４ 模型２ （计算矢高０．３７２） 组合１ ２３２．８ Ｏ．Ｏ４９ Ｏ 组合２ １６８．１ ０．０４９ Ｏ．ｏ０１ 模型３ （计算矢高０．３７２） 组合１ ２０２．６ ０．０７５ Ｏ 组合２ ｌ４１．８ ０．０７７ ０．ＯＩ】 图１简易缆索吊桥有限元模型 轴力 ｌ００．４ 总位移 ０．Ｏ５９ 横桥向位移 ０ 表２模型３～模型６在不同组合下的轴力和位移表 模型 组合 轴力 总位移 横桥向位移 模型３（矢高０．３７２） 组合１ ２０２．６ ０．Ｏ７５ ０ 组合２ １４１．８ ０．０７７ ０．０１１ 模型４（矢高０．５７２） 组合１ ｌ５２．５ ０．０３７ ０ 组合２ １ｏ９．１ ０．０４４ Ｏ．０Ｊ３ 模型５ 矢高１） 组合Ｉ ９５．６ Ｏ．Ｏ１３ Ｏ 组合２ ６８．７ ０．０２５ Ｏ．０ｌ７ 模型６（矢高１．５） 组合１ ６７．８ ０．ｏ０７ ０ 组合２ ４９．２ ０．０２３ Ｏ．０２ 通过表１可发现模型１比模型２主缆所受轴力要小，位移值 进行吊杆张拉保证受力均匀和主缆主梁线型，铁索吊桥在成桥后 要大，这是因为模型１考虑到上部主缆与桥面主缆共同受力，而 可能因为吊杆受力不均而使桥面主缆承受更大的荷载，因此，模 模型２只考虑到下部主缆受力，考虑到主缆应力刚度问题，模型２ 型２比模型１受力要更安全些。 的位移量比模型１要小，总体上看模型２设计建模较为合理，因 模型２和模型３相比轴力要大，但位移量要小，这是因为模型 为简易铁索吊桥不能像普通采用钢绞线的悬索桥一样，在成桥后 ３采用主缆受力，吊杆传递桥面荷载，成为柔性体系，在承受荷载方 收稿日期：２０１５一ｌ１—０５ 作者简介：卢文才（１９８２一），男，硕士，工程师；张志新（１９８５一），男，硕士，工程师 ·１８０· 第４２卷第２期 ２ ０ １ ６年１月 山 西 建 筑 ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ Ｖｏ１．４２ Ｎｏ．２ Ｊａｎ． ２０１６ 文章编号：１００９—６８２５（２０１６）０２—０１８０—０２ 谈悬灌连续梁临时固结施工工艺的优缺点 王晓勇 （中铁十四局集团第四工程局有限公司，四ＪＩｌ成都６１００００） 摘要：介绍了悬灌连续梁临时固结的常见形式，结合工程实例，对钢管混凝土临时支墩与墩顶临时固结块进行比选，指出钢管混 凝土临时支墩适用于墩身较低的连续梁施工，而墩顶临时固结块适用于墩身较高的连续梁。 关键词：悬灌连续梁，钢管混凝土，临时支墩，固结块 中图分类号：Ｕ４４５ 文献标识码：Ａ 一Ｏ 引言 排钢管顶面很难控制在一条直线上，导致钢管受力不均，稳定 近年来随着我国高速铁路迅速发展，悬灌梁以其跨度大、适 性稍差。第三种：桥墩与梁通过｝昆凝土支墩连接，成为一个固结整体， 应性强、对既有格局影响小而逐渐被推广。连续梁采用挂篮悬臂 浇筑施工作业时，临时固结是常用的一种施工工艺。临时固结形 确保连续梁在悬浇过程中的体系稳定。混凝土支墩起到支撑的 式多样，但各种固结方式各有利弊。所以临时固结的方案比选， 作用，钢筋主要起到拉接的作用。钢筋混凝土支墩的顶面和底面 使得混凝土支墩与桥墩及梁体脱离，以 对连续梁的施工质量尤为重要。本文结合两个工程实例，按照各 各设置一块５ ｍｍ厚钢板，种临时固结形式的优缺点，分别采用了两种临时固结形式，在实 保证临时支墩拆除时墩顶混凝土面的平整。待连续梁合龙后，即 可通过爆破或凿除方式拆除临时支墩，施工Ｔ艺简单，同时可靠 际的施工过程中均达到了良好的效果。 １ 临时固结常见形式 性也能得到很好地保证。 第一种：墩顶预埋钢筋与砂筒组成墩梁固结体系。优点是墩 ２钢管混凝土临时支墩与墩顶临时固结块比选分析 钢管混凝土临时支墩的缺点是施工工序复杂，对安装精度要 梁固结体系稳定，拆除较为方便。缺点是砂筒在梁体自重和施工 荷载下会发生沉降，导致砂筒受力不均匀。 求较高。特别是当连续梁主墩较高时，临时支墩若采用钢管混凝 钢管柱的安装垂度难度增大，因此，对于混凝土高墩钢管 第二种：竖向预应力钢筋与钢管组合成墩梁固结。优点是钢 土材料，…次浇筑很难保证混凝土的浇筑质量，且临时支墩的拆除工岂 管作为０号块支撑，简化了支架，拆除方便。缺点是钢管倾斜，同 柱，面有优势，但是位移量要偏大些。模型２受力明确，构造简单，轴 对景区的小跨径简易铁索吊桥进行计算分析，得出如 Ｆ结 力较大，如果桥面较宽或桥较长，则桥面主缆所受荷载较大，导致 论：采用桥面主缆受力结构（模型２）适合小跨径（２５ ｍ以内）、桥 铁索过粗，不满足美观和制造要求。模型３桥面水平，主缆受力 宽较窄（３ ｍ以内）的人行桥，优点是设计施工简易、安全，成本较 较小，且适合桥面较宽和桥长较长的情况，如果位移量控制在允许 低，与景区环境协调，受风荷载影响较小，缺点是跨径不宜过大， 范围内，比较适合跨径较大或桥面较宽的情况，缺点是桥面需进行 桥宽不宜过宽，否则会导致铁链直径变大，对于铁链的制作和安 额外的加固、保证主缆线型和成桥后张拉监测吊杆应力等工序。 装都有难度，且美观效果不佳；采用普通悬吊体系则无跨径和桥 模型３～模型６都采用主缆吊杆受力桥面水平的普通悬吊体 宽的，但是考虑到成本的问题，只采用最简单的悬吊方案，优 系，通过表２比较则可发现矢高不断变大，轴力变小，横向位移变 点是受力好，跨径大，选择性和适应性强，缺点是造价稍高，且不 大，总位移变小。这是由于矢高变大后，悬吊体系整体变成柔性 宜采用铁链作为受力构件，吊杆受力不均匀，受风荷载影响较 结构，在风荷载作用下横向位移变大；竖向由于轴力变小，竖向位 大等。 移也变小，总体上总位移变小 Ｊ。 力较小，但吊杆也会受力，桥面主缆受力结构则吊杆几乎不受力； 参考文献： 模型１一模型６比较发现：轴力方面主缆悬吊体系的主缆受 ［１］ 张正雄，周新年，昊能森，等．生态旅游景区简易悬索桥设计 研究［Ｊ］．东北林业大学学报，２００２，３（３０）：６６—６８． １９９６：１４－２０１． 横桥向位移方面，普通悬吊体系比桥面主缆结构的位移量要 ［２］ 周新年．架空索道理论与实践［Ｍ］．北京：中国林业出版社， 大 ；总位移方面普通悬吊体系竖向位移只占总位移的一部分， 而桥面主缆受力结构的竖向位移几乎等于总位移的数值。 ［３］ 黄绍金，刘陌生．现代索道桥［Ｍ］．北京：人民交通出版社， ２００４：１．３６． ４结语 Ｔｈｅ ｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｓｃｅｎｉｃ ｃａｂｌｅ ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ ｂｒｉｄｇｅ ｓｃｈｅｍｅ Ｌｕ Ｗｅｎｃａｉ Ｚｈａｎｇ Ｚｈｉｘｉｎ Ｈｕ Ｃｈｕｎｘｉａ （Ｚｈｏｎｇｚｉ Ｈｕａｋｅ Ｔｒａｆｉｆｃ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｌｉｍｉｔｅｄ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｂｅｉｉｆｎｇ １００１９５，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ Ｍｉｄａｓ Ｃｉｖｉｌ ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ａｎａｌｙｓｉｓ ｓｏｆｔｗａｒｅ，ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ ｓｉｘ ｋｉｎｄｓ ｏｆ ｃａｂｌｅ ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ ｂｒｉｄｇｅ ｍｏｄｅｌ，ａｎａｌｙｚｅｄ ｔｈｅ ｃａｂｌｅ ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ ｂｒｉｄｇｅ ｆｏｒｃｅ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｃａｂｌｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ａｎｄ ｌａｔｅｒａｌ ｗｉｎｄ ｌｏａｄ，ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｔｏ ｓｉｘ ｓｉｍｐｌｅ ｃａｂｌｅ ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ ｂｒｉｄｇｅ ｓｃｈｅｍｅｓ，ｓｅｌｅｃｔｅｄ ｔｈｅ ｂｅｓｔ ｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔ ｓｃｈｅｍｅ．ｍａｄｅ ｔｈｅ ｂｒｉｄｇｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｉｎ ａｃｃｏｒｄａｎｃｅ ｗｉｔｈ ｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇ ｌａｎｄｓｃａｐｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｃａｂｌｅ ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ ｂｒｉｄｇｅ，ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ｍｏｄｅｌ，ａｘｉａｌ ｆｏｒｃｅ，ｌｏａｄ 收稿日期：２０１５—１１—０７ 作者简介：王晓勇（１９８３一），男，工程师
