[发明专利]不等高双塔斜拉桥总体设计方法

说明书

本发明公开了一种不等高双塔斜拉桥总体设计方法，本发明基于结构力学方法，推导得到了不等高双塔斜拉桥中跨跨径和桥塔高度之间的关系，同时利用经验参数确定桥塔高度和边跨跨径，实现快速确定不等高双塔斜拉桥包括中跨跨径L，高、低塔桥塔高度h_a、h_b，半中跨跨径L_a/2、L_b/2和边跨跨径L_as、L_bs等总体设计参数取值。与传统设计方法相比，基于结构力学方法推导出关键参数之间的关系式，概念明晰，理论支撑充分，能克服关键参数取值依赖经验且主观随意性大的问题；无需建立结构的有限元模型，省去通过反复试算确定总体设计参数值的繁琐程序，仅需手算即可完成不等高双塔斜拉桥的总体设计，具有力学概念清晰、实用性强的优点。

技术领域

本发明涉及桥梁工程技术，尤其是涉及一种不等高双塔斜拉桥总体设计方法。

背景技术

斜拉桥是由索、塔、梁三种构件组成的桥梁，因跨越能力大，承载效率高等一系列优点，在现代桥梁尤其是在跨江、跨河桥梁中得到越来越广泛的应用。

按索塔的个数，斜拉桥可分为单塔、双塔和多塔斜拉桥，其中以双塔斜拉桥修建的数量最多。在双塔斜拉桥中，当两个桥塔塔高不一致时，称为高低塔斜拉桥或姊妹塔斜拉桥，也称为子母塔斜拉桥。

相比等高塔斜拉桥，不等高双塔斜拉桥能更好地适应不同水文、地质和地形条件，且与传统斜拉桥的对称布置不同，给人一种新颖和错落有致的独特印象。

不等高双塔斜拉桥并非当今主流斜拉桥桥型，目前国内修建的不等高双塔斜拉桥仅20余座，因其在适应性和美感上的独特优势得到越来越多的认可。

常规的等高双塔斜拉桥设计较为成熟，但针对不等高双塔斜拉桥研究的较少，因而对其结构特点了解的还不够充分。目前还没有针对不等高双塔斜拉桥的设计规范和设计指南，工程设计时主要靠经验确定不等高双塔斜拉桥的总体参数取值，然后通过反复试算和不断修正，以确定匹配的参数组合，最终完成结构的总体参数设计。这种设计反复试算不仅繁琐，主观随意性强，而且存在着由于设计人员经验不足，存在总体设计数值选取不合理的风险。

发明内容

本发明的目的在于针对目前设计存在的不规范的缺陷，提供一种不等高双塔斜拉桥总体设计方法，使设计更加科学、高效。

为实现上述目的，本发明可采取下述技术方案：

本发明所述的不等高双塔斜拉桥总体设计方法，包括确定不等高双塔斜拉桥的中跨跨径L，高、低塔桥塔的高度h_a、h_b，高、低塔半中跨跨径L_a/2、L_b/2和边跨跨径L_as、L_bs的参数取值，具体包括下述步骤：

第一步，根据桥梁所跨越河流对桥下通航的要求，确定中跨跨径L；

第二步，按下述公式，初步拟定高、低塔的桥塔高度h_a、h_b：

其中，η₁取0.3~0.35，η₂取0.18~0.24；