空间异形独塔斜拉桥结构设计研究

柳州白沙大桥主桥为2×200 m独塔双索面钢箱梁斜拉桥,采用塔梁固结体系。桥塔为空间异形门形钢结构桥塔,由单箱矩形截面沿空间曲线扭曲而成;桥塔和斜拉索在主梁上、下游侧均反对称布置。采用MIDAS Civil软件建立主桥结构空间杆系有限元模型进行结构静力分析,通过调整塔柱中轴线线形优化桥塔结构内力,拟合出合理的塔柱中轴线方程;调整主梁高度为4.0 m和尾索靠边支点布置来提高桥梁结构刚度。在2根塔柱与主梁之间分别设置大横梁形成塔梁固结体系限制结构扭转,在梁端设置剪力卡榫抵抗横向水平反力,计入约束扭转效应情况下主梁和塔柱均满足强度及稳定要求。

高速铁路拱塔斜拉桥拱塔轴线优化求解

为解决高速铁路斜拉桥以小角度跨越既有交通线路、河流等时塔墩布置难题,引入拱塔结构,并基于不动点迭代方法及有限元计算对拱塔轴线线形的优化求解问题进行了分析.在确定拱塔高度和跨度并拟定初始拱塔轴线的基础上,首先对拱塔结构进行受力平衡分析,建立拱塔线形优化非线性方程组;然后应用不动点迭代方法求解该非线性方程组,得到合理拱塔轴线的近似解,求解过程中通过有限元方法计算斜拉索的索力;最后以广汕铁路跨深汕高速拱塔斜拉桥为工程背景,分别优化得到恒载、恒载+单线列车竖向静活载、恒载+双线列车竖向静活载3种工况下合理拱塔轴线的近似解.结果表明:3种不同的荷载工况下,线形优化后的拱塔弯矩最不利值相对优化前弯矩降低89.8%~94.8%;主力、主力+附加力荷载组合下,拱塔弯矩降低幅度介于64.6%~92.2%,拱塔应力由-172.6~-179.5 MPa降低至-74.0~-6.2 MPa,拟合轴线下拱塔正负挠度分别降低51.0%、33.8%.