本设计根据设计要求及地理地质情况拟定了三个比选方案:双塔斜拉桥、四跨连续刚构、地锚式悬索桥。经比较将双塔斜拉桥确定为推荐方案,进行了细部尺寸拟定,并利用桥梁专业软件Midas Civil建立了简化模型。对全桥在施工阶段和成桥阶段进行受力和变形分析。此外,对全桥进行了稳定分析。最后,根据规范对全桥进行了抗风评价。针对该模型进行了静活载下的内力分析、应力验算及变形验算。经分析比较证明该桥设计计算正确,内力分布合理,符合设计任务要求。
2.3.2.结构形式
根据桥位区水文,气象、地质,通航,防洪等建设条件,结合桥梁建设工期,施工条件,桥面宽度,景观要求等实际情况,跨径布置为40(端锚跨)+160(设辅助墩51+109)+370+160+40=770m。
方案总体结构形式为采用半飘浮体系。主跨L1=370m,边跨L2=160m,L2/L1=0.43,且距边跨51m处设一辅助墩,以改善梁的受力性能。主桥在索塔处设置12.5MN的盆式橡胶支座,上游侧为单向支座,下游侧为双向支座,在横向设置6MN的单向支座作为侧向抗风支座,在辅助墩及过渡墩处设置了抗拉400吨、抗压1300吨拉压盆式橡胶支座。
1.索塔
桥面以上索塔高92.5米,塔顶拉锁锚固区为钢塔段,采用Q370。上塔段采用钢-混凝土的组合材料。下塔段采用预应力混凝土,桥面以下承台以上索塔高58米。索塔共设三个横梁。
钢塔段与普通的混凝土索塔相比,体积小,自重轻,抗震性能好;施工方面,采用工厂化加工,易于保证精度,机械化程度高,工期快。由于钢截面刚度小,且以受压为主,设计上必须考虑结构局部屈曲和失稳。虽然钢索塔本身造价较混凝土索塔高,但其与基础相结合的总造价反而较低,这是因为钢索塔自重轻使基础尺寸较小。
为了方便索塔的施工放样、立模、钢筋绑扎,保证索塔线形及拉索的精确定位,在索塔塔柱中应设置劲性骨架,特别对倾斜塔柱更是必不可少。劲性骨架由等边角钢焊接而成。
斜拉桥的索塔一般较高,一般为主跨的1/2~1/5左右,本斜拉桥索塔高92.5m(桥面以上),为主跨的1/4,桥塔上部采用等截面全钢结构,桥塔下部采用变截面预应力混凝土结构,塔中部采用钢-混凝土组合材料。
上塔柱的截面为矩形空心截面,截面为5000mm×3400mm(纵×横),切角为490×450mm桥塔壁厚纵桥向36mm,横桥向30mm,桥塔顺桥向设两道壁板,如图2-1所示。