Optimization of Dead Load State in Earth-Anchored Cable-Stayed Bridges

In order to determine the reasonable completed dead load state in earth-anchored cable-stayed bridges,a practical method is proposed. The method is based on the rigidly supported continuous beam method and the feasible zone method,emphasizing on the mutual effect between the self-anchored structural parts and the earth-anchored ones. Three cable-stayed bridge models are designed with the main spans of 1 400 m,including a partially earth-anchored cable-stayed bridge,a cable-stayed-suspension bridge and a fully selfanchored cable-stayed bridge,in which the C50 concrete and Q345 steel are adopted. The partially earthanchored cable-stayed bridge and the cable-stayed-suspension bridge secure lower compressive force in the girder than the fully self-anchored cable-stayed bridge by 25 percent at least. The same is for the material consumption of the whole bridge. Furthermore,the anchor volume is more than 20% lower in the partially earthanchored cable-stayed bridge than that in the cable-stayed-suspension bridge. Consequently,the practical span of cable-stayed bridges can be accordingly extended.

Preliminary design and parametric study of 1400 m partially earth-anchored cable-stayed bridge

The preliminary design and parametric study of 1400 m partially earth-anchored cable-stayed bridge are described. Static per-formance of this new type of bridge is discussed. Compared with fully self-anchored cable-stayed bridge, its advantages in fin-ished state are summarized. Based on numerical calculation, effects of several structural parameters on static performance are presented.

独塔部分地锚式PC斜拉桥经济及设计参数研究

为得到独塔部分地锚式PC斜拉桥的合理设计参数范围,通过对拉索、主塔、锚碇、主梁的材料用量和造价进行计算,建立了全桥总造价及单位桥长造价公式,据此开展了独塔部分地锚式PC斜拉桥合理背索自锚比例、锚碇主跨长度比、边主跨比及塔跨比的研究,并与其他斜拉桥型进行了对比。结果表明:考虑全桥跨越能力时,背索自锚比例宜取0.336~0.487范围内的大值,边主跨比宜取0.487~0.544范围内的小值,考虑单跨跨越能力时反之;当主跨跨度较小时,可取适当小于依据上原则的取值,当主跨跨度较大时反之;塔跨比宜取0.372左右,对应的主跨边索倾角为20.4°左右,跨径较小时取较大值,跨径较大时取较小值,与其他斜拉桥型无明显区别。独塔部分地锚式PC斜拉桥仅在边跨自锚段空间受地形条件限制时经济性能优于独塔常规斜拉桥,在常规地形并无优势。

铁路新型钢混组合独塔部分斜拉桥设计研究

以在建的银川机场黄河特大桥主桥为工程依托,结合国内外钢混组合结构的研究现状,推出一种新型大跨钢-混凝土组合独塔部分斜拉桥结构。根据钢-混凝土组合独塔部分斜拉桥的特点,采用空间杆系与实体有限元分析方法,对结构的构造细节及受力特征进行分析,以确定本结构应用于高速铁路的可行性。采用有限元仿真分析与概念设计相结合,对钢-混凝土组合独塔部分斜拉桥的结构体系、承载形式、钢混结合形式、截面构造、拉索锚固等一系列技术重难点进行研究。研究结果表明:新型钢混组合独塔部分斜拉桥,可应用于高速铁路;结构受力合理,可充分发挥材料特性以减小结构自重;结构整体刚度好,可满足高速铁路行车要求;施工安全可控,可降低施工干扰;结构造型优美,经济性能佳;桥型新颖,技术先进创新性突出。

某单索面双塔部分斜拉特大桥地震反应研究

通过分析桥梁的自振特性,检验桥梁截面的抗弯扭性能,采用地震反应谱法和时程分析法分别研究了在最大悬臂施工及成桥运营状态下桥梁结构的抗震性能,结果表明,在当地地质条件下,该桥具有良好的抗震稳定能力。

独塔部分斜拉桥结构设计研究

为研究独塔部分结构构造和设计方法,在广泛收集国内外已建独塔部分斜拉桥设计资料的基础上,列表给出了典型独塔斜拉桥的跨径布置、结构体系,主梁截面形式、高度、宽度及宽跨比,主塔布置形状、截面形式、塔高及高跨比,拉索索面数、形状、材料,在塔身、主梁上的间距等信息,对独塔部分斜拉桥的结构布置方法、主梁、主塔和拉索的结构构造及设计方法等进行了分析和总结.结果表明：独塔部分斜拉桥双跨布置时,副跨占主跨的比例为0.6-1.0,多跨布置时,副跨占主跨的比例为0.4-0.9;适用跨径范围为35-170m.主梁等高度布置时,梁高取主跨跨径的1/40-1/25;变高度布置时,塔根部主梁高度取主跨跨径的1/35-1/20,桥台处主梁为桥墩处主梁的1/1.8-1/1.5.主塔高跨比主要集中在1/5-1/2范围内.独塔部分斜拉桥索面可采用单索面、双索面和三索面形式;梁上的索距为4-6m,塔上索距大小与结构自重、斜拉索索面形状有关.

独塔部分地锚式PC斜拉桥边主跨比研究

为明确独塔部分地锚式PC斜拉桥合理边主跨比范围,根据斜拉桥主梁轴力计算公式,以恒载作用下主梁轴向受力平衡为条件建立方程,得到了锚碇有效恒载集度与主梁恒载集度比、锚碇与边跨长度比、拉索部分地锚比例等因素与边主跨比的关系。结合经济性能分析,研究总造价随边主跨比及锚碇与边跨长度比的变化规律,得到了独塔部分地锚式斜拉桥的合理边主跨比范围。结果表明:锚碇有效恒载集度与主梁恒载集度比、锚碇与边跨长度比为边主跨比的主要影响因素;边主跨比在0~1范围内均可满足受力要求,考虑经济性能宜取0.365~0.490;若受地形条件限制,锚碇边跨比较小时可取略大于上述范围的值,锚碇边跨比较大时可取略小于上述范围的值,但不应小于0.3。