南宁大桥施工分析报告1230

广西南宁市南宁大桥南宁大桥施工分析报告同济大学桥梁工程系二六年十一月南宁大桥施工分析项目名称：南宁大桥施工分析委托单位：中铁二局股份有限公司专题承担单位：同济大学桥梁工程系项目负责人：吴 冲审 核： 审 定： 计 算：苏庆田 刘思维 赵秋 吴文明 廖崇庆刘书杰 刘荣 徐晨 陆春阳同济大学桥梁工程系二六年十一月同济大学桥梁工程系 55 同济大学桥梁工程系目 录1. 工程概况11.1. 主桥概况11.2. 主桥上部结构吊装施工11.2.1. 临时塔架21.2.2. 扣挂体系41.3. 主桥上部混凝土结构施工51.3.1. 总体施工方案51.3.2. 混凝土拱肋施工51.3.3. 拱肋劲性骨架61.4. 计算内容71.4.1. 临时塔架结构设计复核与拱梁吊装施工工况计算分析71.4.2. 混凝土拱座及肋间平台施工计算分析72. 临时塔架设计复核82.1. 计算模型及分析依据82.1.1. 有限元模型82.1.2. 计算荷载92.1.3. 施工阶段划分162.1.4. 拱肋安装过程的控制目标172.2. 塔架受力验算202.2.1. 钢箱拱安装阶段202.2.2. 钢箱拱吊装阶段262.2.3. 风荷载作用302.3. 塔架刚度验算342.4. 塔架稳定性验算342.5. 扣挂体系验算432.5.1. 锚索及扣索432.5.2. 横向对拉索442.5.3. 侧向缆风索442.6. 基础验算452.6.1. 塔架基础452.6.2. 扣索地垅592.7. 塔架优化设计732.7.1. 塔架立柱优化732.7.2. 塔架万能杆件优化733. 主桥钢拱肋受力分析753.1. 钢箱拱吊装阶段753.2. 钢箱梁吊装阶段953.3. 成桥阶段983.4. 运营阶段1004. 爬模施工阶段混凝土拱肋受力分析1044.1. 计算条件1044.2. 计算结果1044.2.1. 只有滑模重量1044.2.2. 滑模重量和混凝土自重作用1054.2.3. 中间系杆50MPa（62.8kN）初张力作用1064.2.4. 拱肋最大悬臂状态1084.3. 结论1105. 混凝土拱肋双层劲性骨架设计复核1115.1. 计算模型及荷载1115.1.1. 计算模型1115.1.2. 计算荷载1125.2. 计算结果1125.2.1. 轴力结果1125.2.2. 应力结果1135.2.3. 变形结果1241. 工程概况1.1. 主桥概况南宁大桥桥址位于南宁市东南郊青秀山风景区，由跨越邕江的主桥、南北两岸引桥、引道及附属工程组成。其中主桥为大跨径曲线梁非对称外倾拱桥(非对称肋拱桥)，全桥跨径组合为346m(引桥)+50m(引桥)+300.502m+50m(引桥)+446m(引桥)，全桥共长734.502m。图 1.11 南宁大桥主桥结构效果图1.2. 主桥上部结构吊装施工南宁大桥主桥为曲线梁非对称外倾式系杆拱桥，根据设计文件要求采用“先拱后梁、以拱承梁，钢肋拱通过斜拉扣挂悬臂拼装”的施工方案。拱肋架设采用“缆索吊机吊装，斜拉扣挂”方案。拱节段采用缆索吊机吊装就位后用扣索扣挂于扣塔上，吊塔与扣塔合一，塔架采用钻孔桩承台基础，塔身采用钢管立柱、型钢与万能杆件组合结构，塔顶架设四组主索道和四组工作索道，钢箱拱和钢箱梁节段采用两组主索道四吊点起吊，工作索道辅助吊装；东西两拱肋间设置临时横向联结系，在扣索、临时横向联结系横向缆风索的共同作用下，抵消拱肋面外分力，保持拱肋悬拼施工的结构稳定；拱肋合拢后安装临时水平系杆，开始架设主梁；主梁架设采用“缆索吊机吊装，拱肋支承”方案。吊装就位后利用外侧永久吊杆和临时吊索维持和调整梁节段空间线形。随施工进度，调整临时系杆索索力，完成主梁焊接合拢。主梁合拢后，拆除临时横向联结系，逐步解除临时系杆索，同步张拉永久系杆索，完成系杆索转换；解除临时吊索，安装内侧永久吊杆，完成吊杆索转换；最后调整永久吊杆索和永久系杆索，使主梁轴线达到设计线形，完成结构体系转换。图 1.21 斜吊扣挂方案示意图1.2.1. 临时塔架临时塔架既是缆吊系统支撑结构，承担缆吊系统的全部竖向荷载，又是钢肋拱吊装吊装期间临时斜拉索的锚固塔，吊扣合一，结构受力复杂，是关系主桥上部结构施工安全、质量的关键结构。为满足扣索空间布置要求，南北两岸塔架对称布置于距离两岸主墩76m处，其中青山岸塔架总高126.0m，横桥向总宽109.16m，顺桥向塔底总宽18.52m，塔顶总宽6m；蟠龙新城岸塔架总高136.0m，横桥向总宽109.16m，顺桥向塔底总宽19.82m，塔顶总宽6m。临时塔架由索塔管结构、索塔H型钢柱、索塔万能杆件横梁、索塔锚箱及索塔塔顶分配梁等部分组成。索塔管结构： 塔架每肢由6根81314mm钢管立柱组成，钢管柱间的联结系采用双槽钢截面(16a)。钢管立柱青山岸高96.0m，蟠龙岸106.0m。管结构采用节段拼装，除塔脚、塔顶为异型管段外，其余均为12.0m标准节段，节段间采用法兰盘连接。索塔H型钢柱：锚固区H型钢立柱高28.0m，H型钢立柱上万能杆件高2.0m。H型钢规格为H5805101220mm和5102001220mm。前者为H型钢大立柱，后者为H型钢小立柱，与中间两榀万能杆件相连。节段高度分别为9.0m、10.0m、9.0m，中间用法兰盘连接。H型钢立柱与管节段采用法兰连接。扣索在塔顶对应的位置设置锚梁，扣、锚索锚固于锚梁上，张拉、调索操作均在塔顶完成。图 1.22 塔架结构示意图索塔万能杆件横梁：万能杆件横梁宽65.08m，由64m标准万能杆件段和1.08m异形杆件段组成。万能杆件横梁中间采用34=12m桁高，两端12m范围内加高为24m，并与下面的横梁联系在一起。索塔锚箱：南宁大桥索塔为全钢结构，扣索、锚索交叉锚固于锚箱上，锚箱布置于索塔H型钢和万能杆件内，主要平衡扣索、锚索水平分力，并将竖向力传递给索塔立柱。锚箱采用箱形结构，为适应在锚箱上张拉扣、锚索以及调索的需要，锚箱两端设计为异形结构。锚箱长6.46.5m，宽0.550.65m，高11.3m，材质均为Q345B。索塔塔顶分配梁：索塔分配梁按三层布置，自下而上依次为下横梁、纵梁、索鞍导轨。下横梁除塔顶两端、塔顶中间及型钢与万能杆件相交处按特殊段设计外，其余均采用6m长/段设计，下横梁在节点位置增加横向加劲肋，顺桥向增加联接系用型钢16a在横向加劲肋上联接，使下横梁形成整体。并在横桥方向、段与段之间利用拼接板连接，连接位置为腹板及上、下翼缘。纵梁均按6.28m长设计，在节点位置增设横向加劲肋，并在几个固定位置增加缆风锚箱，纵梁上部直接铺设横桥向索鞍导轨。塔架基础采用承台、群桩形式。塔架桩基采用44布置，钻孔灌注桩桩径为1.50m。青山岸桩长31.0m，蟠龙新城岸桩长28.0m。承台外形尺寸为22.017.63.0m，分为两肢、每肢尺寸为7.117.63.0m，两肢间设置7.83.03.0m的系梁。塔脚采用固结，横桥向单侧钢管柱宽15.78m，两侧立柱横桥向中心线净宽65.60m。1.2.2. 扣挂体系南宁大桥钢箱拱节段采用“斜吊扣挂”施工，悬拼的节段通过扣索锚固于扣塔上。吊装最大悬臂时每肋设7对扣索，斜拉扣索在拱肋合拢前，需多次对斜拉索进行调整，以满足拱肋合拢线形。扣索系统中前扣索、后锚索采用钢绞线。在扣塔架上部设置七层对拉张拉锚固梁，扣索和锚索根据索力进行张拉锚固，同时调整拱肋线形。南宁大桥拱肋节段为单肋安装，待同一岸上、下游同一节段安装就位后，紧接着安装节段间横向连接系，即完成一个双肋节段单元。单肋节段安装就位后，用侧向缆风索和临时横向对拉索保证横向稳定，在同岸相同拱肋节段安装后，用横向对拉索和侧向缆风索共同保证拱肋的稳定。横向对拉索采用1860MPa，j 15.24-7的无粘结钢绞线索体，连接同号拱肋节段，全桥共设置12束正式横向对拉索(2#7#拱肋节段)，2束临时横向对拉索(1#拱肋节段)。在同节段拱肋安装好后，用工作索道将横向连接系索体吊装到拱肋上，锚固在拱肋节段吊点横隔板上，采用千斤顶张拉调整拱肋轴线。侧向缆风索安装位置与横向对拉索对应。钢箱拱节段安装时，在3#、5#、7#拱节段上设3组正式侧向缆风索，在1#、2#、4#、6#拱节段上设4组临时侧向缆风绳。在同型号节段横拉索、后一节段缆风绳安装后，视情况(经施工监控核算后确定)拆除前一节段的临时缆风索。主索地道锚采用固定式桩基承台地垄，采用群桩和承台组成，槽口将承台分成三部分，由承载索的栓绳梁连接。桩基采用200200cm的人工挖孔桩，纵向间距7.0m，横向间距5.8m。东侧承台尺寸为10.915.05.0m，西侧承台尺寸为10.915.45.0m。承载索通过地垄上的栓绳梁后用绳卡固定。扣索地垄布置在邕江的南北两岸，每岸2个，共4个，采用群桩和承台组成，承台上设有扣索、缆风索锚固槽口。桩基采用200200cm的人工挖孔桩，纵向间距6.5m，横向间距5.0m。承台尺寸为9.518.04.5m。1.3. 主桥上部混凝土结构施工1.3.1. 总体施工方案砼拱座结构施工包括预应力砼拱座施工、肋间平台施工、肋间横墙施工三部分。均采用分节分段(区)的方法进行施工，施工时肋间横墙及肋间平台节段施工均与拱肋相应节段同步关模灌注混凝土，以确保混凝土整体性。砼拱肋施工利用在结构内设置的双层劲性骨架作为承力结构，为拱肋施工模板、拱肋预应力及钢筋安装提供支撑。同时搭设钢管桩加万能杆件施工作业平台，采取辅助措施平衡拱座因自重而产生的弯矩。针对拱座曲面双外倾结构特点，节段主要采用液压自爬模系统分节段浇筑。肋间横墙采用分层及分区的方法进行施工，在肋间横墙内设置劲性骨架为肋间横墙钢筋及模板提供支撑。肋间横墙节段与拱肋相应节段同步关模进行混凝土灌注施工。肋间平台采用支架法分段现浇施工。采用钢管立柱与六四式军用梁作为肋间平台现浇支架平台。肋间平台与拱肋实心段节段同步进行混凝土灌注施工。1.3.2. 混凝土拱肋施工混凝土拱肋段采用分层（段）进行施工的方法进行施工。为便于拱肋模板的设计及施工，以及为确保拱肋混凝土灌注施工质量，总体上混凝土拱肋纵向分为、三个大段进行施工，其中第段为与肋间横墙相对应部分，第段为与肋间平台相对应部分，其余段为第段，为确保段间结合面上不产生较大的剪应力，三段间设置台阶状施工缝。为满足拱肋预应力体系分段锚固、分段接长以及为保证拱肋混凝土施工的可操作性，根据拱肋预应力体系锚固接长工作面布置以及混凝土一次浇筑高度要求，拱肋三个大段又分为21小节段进行分段浇筑施工，其中包括3条水平施工缝以及18条垂直于拱轴线的施工缝，水平缝采用小台阶状施工缝，拱肋节段最大高度为拱肋实心段3.359米。拱肋段拱肋段拱肋段拱肋段拱肋段拱肋段图 1.31 混凝土拱肋施工分段（层）效果图1.3.3. 拱肋劲性骨架由于混凝土拱肋为双外倾结构，其钢筋及预应力束较多，在施工过程中拱肋钢筋及预应力的临时固定需要由拱座劲性骨架进行支撑，同时拱肋模板的安装受力也必须由劲性骨架进行支撑。故劲性骨架采用双层结构，主弦杆采用10010010角钢以折代曲，内外层角钢间采用50505角钢作为联接杆，劲性骨架腹杆采用75758角钢作为横向联接系支撑杆。拱肋劲性骨架在承台最后一层混凝土灌注施工前进行承台内劲性骨架角钢的埋设施工，在承台最后一层混凝土施工完成后进行拱肋劲性骨架的接长施工。拱肋劲性骨架主要是为拱肋施工模板提供支撑，同时为拱肋预应力及钢筋等安装提供支撑，由于拱肋预应力筋较长，故拱肋劲性骨架安装时主要根据预应力安装程序分四次进行接长施工。图 1.32 混凝土拱肋劲性骨架结构图1.4. 计算内容1.4.1. 临时塔架结构设计复核与拱梁吊装施工工况计算分析u 根据实际施工工况对拱梁吊装和扣挂用塔架结构进行全面设计复核和提出优化设计建议，确保塔架结构满足拱、梁吊装施工使用功能，结构强度、刚度、稳定性满足规范要求。给出满足拱肋吊装线形的塔顶最大位移值。u 对塔架基础、缆索地垅、扣锚地垅桩基承载力进行验算，承台基础各项验算指标进行计算；对设计中不完善处提出优化设计建议，以保证塔架基础、缆索地垅、扣锚地垅结构满足施工使用要求。u 对拱肋吊装扣挂体系进行计算复核；给出各施工阶段扣索、横向对拉索、横向缆风索索力值。u 对拱、梁吊装进行施工阶段分析，详细计算各阶段主桥结构的内力、位移、稳定性以及施工临时设施各个部位的内力及变形，验算主桥及施工设施的安全度。1.4.2. 混凝土拱座及肋间平台施工计算分析u 混凝土拱肋液压爬模悬臂浇筑施工各阶段，拱肋各部位应力、变形计算。u 混凝土拱肋双层劲性骨架设计复核与肋间对拉杆设计复核。u 钢肋拱1号节段安装期间（钢混连接段混凝土浇筑及预应力张拉前），混凝土拱肋受力分析。2. 临时塔架设计复核2.1. 计算模型及分析依据2.1.1. 有限元模型南宁大桥钢箱拱节段采用“斜吊扣挂”施工，悬拼的节段通过扣索锚固于扣塔上，施工过程及其复杂。为了准确模拟整个结构体系的受力行为，采用空间杆系有限元程序对主要受力结构均进行模拟，包括混凝土拱肋、肋间平台、钢拱肋、临时塔架、塔架缆风索、锚索、扣索、横向对拉索及侧向缆风索，有限元模型如图 2.11所示。模型中未对主索道及工作索道进行建模模拟，即仅考虑二者的荷载作用，忽略其对塔架变形的影响。该模型总体坐标系采用南宁大桥切线坐标系，其中X轴为顺桥向，Y轴为横桥向，Z轴为竖直方向。以下如未特殊说明，计算结果显示坐标均为切线坐标系。图 2.11 南宁大桥施工结构有限元模型图2.1.2. 计算荷载1. 结构自重主桥拱肋自重根据设计文件提供的拱肋节段重量和模型中的拱肋截面面积，换算主拱的材料容重，计算程序将按照此容重计算拱肋自重。索塔钢管立柱和H型钢柱自重程序根据钢材容重计算；索塔联结系、万能杆件及塔顶分配梁重量以集中力的方式施加于节点，以计入结构杆件、节点板、拼接板和螺栓等重量。2. 吊装荷载吊装荷载计算考虑作用在主索上的均布荷载和集中荷载。作用在单组主索道上的均布荷载包括6根主索、2根起重索、2根牵引索（单根按“倍率4”单牵引布置）、循环结索、分索器自重组成；集中荷载包括构件吊重（考虑10%超载）、走行小车、上下挂、牵引滑车、连接器及拉索、配重（吊装扁担梁）， 滑车组间起重索重（起升高度100m）。表 2.11表 2.18给出了各吊装工况下主索内力及对索塔的作用力，其中主索对索塔的作用力中垂直力向下为正、水平力朝河心为正、横向力朝塔架中心为正。(1) 东拱吊装表 2.11 东拱跨中起吊主索内力及对索塔的作用力(单位：kN)节段编号水平张力主索张力垂度(m)安全系数青山侧塔架受力蟠龙侧塔架受力垂直力水平力横向力垂直力水平力横向力303.12327649595304638383E25412550034.152.9334995271703254408150E35306538632.562.9933925242343153407206E45237531231.503.0333235232853088407250E55183525430.533.0732655233233033407284E65199526829.913.0632595283533026412310E75220528829.533.0532615333723028416327E85166523229.233.0832225283742990413329表 2.12 东拱就位起吊主索内力及对索塔的作用力(单位：kN)节段编号水平张力主索张力垂度(m)安全系数青山侧塔架受力蟠龙侧塔架受力垂直力水平力横向力垂直力水平力横向力323.64330240082238330472E24885498228.013.2335974601542705352136E34960504528.423.1934954812202753371193E45023510128.883.1634244962742802385241E55063513629.043.1433555083162840395278E65143521229.213.0933315213502906406307E75203527129.323.0633075313712967414326E85165523129.223.0832325283742980413329(2) 西拱吊装表 2.13 西拱跨中起吊主索内力及对索塔的作用力(单位：kN)节段编号水平张力主索张力垂度(m)安全系数青山侧塔架受力蟠龙侧塔架受力垂直力水平力横向力垂直力水平力横向力412.723592464101352843596W25378546333.582.9532794351763220408167W35239531732.223.0331634302413106404229W45185525831.003.0631014322943045406279W55173524129.973.0730684373353012410318W65200526629.243.0630644443663009417347W75225529028.793.0530674493863011421366W85185524828.483.0730374463882982419368表 2.14 西拱就位起吊主索内力及对索塔的作用力(单位：kN)节段编号水平张力主索张力垂度(m)安全系数青山侧塔架受力蟠龙侧塔架受力垂直力水平力横向力垂直力水平力横向力693.07372038589282235985W24911500428.043.2233953831612719358153W34936501828.513.2132763972282744372216W44998507428.673.1832054122842788386269W55069513928.653.1431574263282838400311W65151521828.623.0931334393632900412344W75210527528.603.0531094473842956420365W85184524828.483.0730464463882972419368(3) 主梁吊装表 2.15 主梁跨中起吊东侧主索内力及对索塔的作用力(单位：kN)节段编号水平张力主索张力垂度(m)安全系数青山侧塔架受力蟠龙侧塔架受力垂直力水平力横向力垂直力水平力横向力163.173132512-3492907400-306G24984504929.353.193118507-3362895396-295G35190526030.223.063262525-3393029410-297G45157522830.413.083247521-3243016406-284G55129520030.583.103235517-3113004402-273G65105517630.723.113224513-2992994399-262G75084515530.853.133215510-2892986397-253G85065513730.963.143207507-2792979395-245G95050512231.053.153200505-2712973393-238G105038511031.133.153195503-2652968391-232G115027509931.203.163190502-2592964390-227G125019509131.253.163186500-2542960389-223G135013508531.283.173184499-2512958388-220G145009508231.313.173182499-2492956388-219G154932500331.113.223131491-2442909382-214表 2.16 主梁跨中起吊西侧主索内力及对索塔的作用力(单位：kN)节段编号水平张力主索张力垂度(m)安全系数青山侧塔架受力蟠龙侧塔架受力垂直力水平力横向力垂直力水平力横向力403.302877400-2512826376-238G24835490230.263.292887403-2622835379-248G35093516430.793.123044425-2862990399-271G45121519230.623.103056429-2993001402-283G55149522030.463.093067432-3113012405-295G65175524630.303.073078436-3223023409-305G75200527030.163.063088439-3323032412-315G85223529230.033.043097442-3413041414-324G95243531229.913.033106444-3503050417-331G105261533029.813.023113446-3573057419-338G115276534529.723.013119448-3623063421-344G125288535629.663.013124450-3673067422-348G135298536629.603.003128451-3713071424-351G145304537329.573.003131452-3733074424-354G155232529929.323.043084446-3693028419-350表 2.17 主梁就位起吊东侧主索内力及对索塔的作用力(单位：kN)节段编号水平张力主索张力垂度(m)安全系数青山侧塔架受力蟠龙侧塔架受力垂直力水平力横向力垂直力水平力横向力693.543161444-3122415343-274G24506457832.463.523161447-3042442346-267G34753482933.003.343329470-3112587364-273G44793486832.723.313326475-3022624368-265G54830490532.473.283321479-2932661371-257G64862493732.263.263315482-2852695374-250G74892496632.063.243307486-2782729377-244G84918499131.893.233298489-2712760379-238G94940501331.753.213287491-2652791381-233G104960503331.623.203275493-2612820383-229G114975504831.523.193261495-2562848385-225G124988506131.443.183246496-2532875386-222G134997507031.383.183229497-2502900387-220G145004507631.343.173210498-2492924387-218G154931500231.113.223140491-2442899382-214表 2.18 主梁就位起吊西侧主索内力及对索塔的作用力(单位：kN)节段编号水平张力主索张力垂度(m)安全系数青山侧塔架受力蟠龙侧塔架受力垂直力水平力横向力垂直力水平力横向力193.702927342-2242336320-212G24363443733.533.632947352-2372384329-225G34660473833.653.403128377-2622549353-249G44760483632.953.333148389-2782611364-264G54851492632.333.273165400-2932669374-278G64935500831.783.223178409-3082724384-292G75009508131.313.173188418-3202775392-304G85075514730.903.133194426-3322823399-315G95133520430.553.103197432-3422868406-325G105183525330.263.073196438-3512909411-333G115225529430.023.043192443-3592947416-340G125257532629.833.033184447-3652982419-346G135282535129.693.013174449-3703013422-350G145299536729.603.003159451-3733041424-353G155231529829.333.043094446-3693018419-3503. 风荷载风荷载计算包括索塔及钢箱拱的风荷载计算，其中索塔为多片桁架式结构，其风荷载按照建筑结构荷载规范计算，根据高耸结构设计规范考虑其动力效应；钢箱拱风荷载按照公路桥梁抗风设计规范计算。其中施工阶段重现期取10年，桥址处10年重现期下基本风速V10=20.3m/s。(1) 索塔部分：根据建筑结构荷载规范，风荷载根据下式计算：其中，为基本风压值（kN/m2）；为高度z处的风振系数，根据高耸结构设计规范第3.2.8条计算；风荷载体型系数，根据建筑结构荷载规范表7.3.1第32、34项计算；风压高度变化系数，根据建筑结构荷载规范表7.2.1按照B类地表查用；基本风压（kN/m2），根据建筑结构荷载规范附录D查得10年重现期基本风压值为0.25；计算塔架所受纵横向迎风面的风压值见下表。表 2.19 青山侧塔架迎风面风压值（kN/m2）离地面高度（m）顺桥向横桥向塔架圆管塔架连接杆件塔架圆管塔架连接杆件120.42 0.73 0.43 0.73 240.57 0.99 0.58 1.00 360.70 1.23 0.73 1.25 480.84 1.46 0.86 1.47 600.97 1.69 0.99 1.69 641.01 1.77 1.03 1.75 721.10 1.92 1.11 1.89 841.23 2.14 1.22 2.08 961.36 2.36 1.32 2.25 表 2.110 青山路侧塔架迎风面风压值（kN/m2）离地面高度（m）顺桥向横桥向H型钢塔架万能杆件横梁H型钢塔架万能杆件横梁1002.19 0.71 1.95 1.70 1042.25 0.73 1.98 1.74 1082.31 0.76 2.02 1.79 1122.36 0.79 2.06 1.84 1162.42 0.81 2.09 1.88 1202.48 0.84 2.12 1.92 1242.53 0.87 2.15 1.97 1262.56 0.88 2.16 1.99 表 2.111 青蟠龙新城侧塔架迎风面风压值（kN/m2）离地面高度（m）顺桥向横桥向塔架圆管塔架连接杆件塔架圆管塔架连接杆件100.40 0.70 0.41 0.70 220.54 0.94 0.56 0.95 340.67 1.17 0.70 1.19 460.80 1.39 0.83 1.41 580.93 1.61 0.94 1.61 701.05 1.82 1.06 1.81 70.7 1.06 1.84 1.06 1.82 821.17 2.04 1.17 2.00 941.30 2.25 1.27 2.17 1061.42 2.46 1.36 2.32 表 2.112 蟠龙新城侧塔架迎风面风压值（kN/m2）离地面高度（m）顺桥向横桥向H型钢塔架万能杆件横梁H型钢塔架万能杆件横梁1102.27 0.75 2.00 1.77 1142.32 0.77 2.03 1.81 1182.38 0.80 2.06 1.86 1222.43 0.82 2.10 1.90 1262.48 0.85 2.13 1.94 1302.54 0.88 2.16 1.99 1342.59 0.91 2.18 2.03 1362.61 0.92 2.20 2.05 (2) 钢箱拱肋部分：钢箱拱风荷载根据公路桥梁抗风设计规范计算。按C类地表，地表粗糙系数=0.22，粗糙高度=0.3m。按照以下步骤计算风荷载：u 根据抗风规范第3.2.3条，算得索塔的基准高度Z；根据抗风规范第3.2.4条，索塔的基准高度处的设计基准风速按下式计算：K1为风速高度变化修正系数，根据3.2.5条，按公式计算u 施工阶段的设计风速根据第3.3.1条按下式计算式中为风速重现期系数，查表为0.84。u 根据规范第4.2.1条，静阵风风速按下式计算式中Gv为静阵风系数，取1.49。u 根据规范第4.3条，构件上受的风荷载按下式计算式中 为空气密度（kg/m3），取为1.25；CH为阻力系数，对于桁架结构，应按4.3.4条考虑遮挡系数的影响； An为构件截面投影面积（m2）。拱肋钢箱分节段吊装，施工时必须考虑拱肋所受风荷载的影响，主要考虑拱肋最大悬臂施工阶段。最大悬臂时，拱肋最大水平加载长度按150m计算，计算所得静阵风风速如下：表 2.113 钢箱拱肋部分静阵风风速计算表地表类型基本风速(m/s)施工重现期基准高度(m)风速高度变化修正系数设计基准风速(m/s)风速重现期系数施工阶段设计风速(m/s)静阵风系数静阵风风速(m/s)C20.31082.7711.25 25.37 0.8421.31 1.43 30.47 横桥向风荷载拱肋钢箱的风阻系数根据抗风规范4.3.2条计算，各节段的风阻系数如下：表 2.114 钢箱拱风阻系数表节段编号W0W1W2W3W4W5W6W7风阻系数2.00 2.00 2.00 2.00 1.98 1.98 1.97 1.97 节段编号E0E1E2E3E4E5E6E7风阻系数2.00 2.00 2.00 2.00 1.99 1.98 1.97 1.97 各节段上的横向风荷载按横向的线荷载计算，具体数值如下：表 2.115 钢箱拱横桥向静风荷载节段编号W0W1W2W3W4W5W6W7风荷载(kN/m)14.3810.809.328.197.406.886.586.44节段编号E0E1E2E3E4E5E6E7风荷载(kN/m)14.3811.039.728.477.566.966.616.45 顺桥向风荷载顺桥向风荷载根据抗风规范第4.3.6条计算，各节段的风荷载具体数值如下：表 2.116 钢箱拱顺桥向静风荷载节段编号W0W1W2W3W4W5W6W7风荷载(kN/m)0.230.190.180.170.160.160.150.15节段编号E0E1E2E3E4E5E6E7风荷载(kN/m)0.230.200.180.170.160.160.150.152.1.3. 施工阶段划分根据全桥施工流程，拱肋安装阶段有限元模型的施工阶段划分见表 2.117。表 2.117 施工阶段划分表施工阶段施工工况描述1浇筑混凝土拱肋段及肋间平台，安装扣塔。2安装塔架风缆及主索道。3安装拱肋E1、W1节段；张拉扣索EkN1、WkN1、EKS1、WKS1；张拉锚索EMN1、WMN1、EMS1、WMS1。4安装拱肋E2、W2节段；张拉扣索EkN2、WkN2、EKS2、WKS2；张拉锚索EMN2、WMN2、EMS2、WMS2；张拉1临时横向联结索。5安装拱肋E3、W3节段；张拉扣索EkN3、WkN3、EKS3、WKS3；张拉锚索EMN3、WMN3、EMS3、WMS3；张拉2临时横向联结索；张拉1横向风缆。6安装拱肋E4、W4节段；张拉扣索EkN4、WkN4、EKS4、WKS4；张拉锚索EMN4、WMN4、EMS4、WMS4；张拉3临时横向联结索。7安装拱肋E5、W5节段；张拉扣索EkN5、WkN5、EKS5、WKS5；张拉锚索EMN5、WMN5、EMS5、WMS5；张拉4临时横向联结索；张拉2横向风缆。8安装拱肋E6、W6节段；张拉扣索EkN6、WkN6、EKS6、WKS6；张拉锚索EMN6、WMN6、EMS6、WMS6；张拉5临时横向联结索。9安装拱肋E7、W7节段；张拉扣索EkN7、WkN7、EKS7、WKS7；张拉锚索EMN7、WMN7、EMS7、WMS7；张拉6临时横向联结索；张拉3横向风缆。10安装拱肋E8、W8节段；调节各临时横向联结索及横向风缆索力。11拆除扣索及锚索；调节各临时横向联结索及横向风缆索力。2.1.4. 拱肋安装过程的控制目标拱肋安装过程的总体控制目标是“在拱肋合龙时使拱肋各节点达到设计理论轴线”，即当拱肋合龙后，松扣索及锚索前，各节点Y向和Z向位移达到设计理论轴线，或误差很小。为了简化施工，避免频繁调节锚索及扣索索力，在施工过程中采取仅张拉当前锚扣索的原则，在拱肋合龙的前一阶段（阶段9）调节全部锚索及扣索索力，预抬高拱肋悬臂端，使得安装合龙段后拱肋各节点达到设计理论轴线。根据以上原则，优化锚索、扣索、横向对拉索及侧向风缆索力，各索索力见表 2.118表 2.123，各阶段拱肋位移见表 2.124。表