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摘要：本论文在装饰塔架结构桥梁的工程实例中以不同斜拉杆锚固连接器的型式的对比为前提，通过工程量、造价、安装方式、受力特点等方面进行对比分析来实现结构的优化设计。
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关键词：锚固连接器 优化设计
1、 引言：
桥梁作为交通组成中的一个重要环节，它应具有安全、适用、经济、美观等多项功能。而随着国家经济的发展和人民生活质量的提高，人们对周围的环境和美观性提出了更高的要求。桥梁设计人员应合理的运用结构学原理，在满足交通功能的同时，还要合理构思，以满足人们观赏及改变环境景观的要求。但由于地理条件、工程造价、施工难度等原因的限制，大跨度斜拉悬索等桥梁型式在许多具体项目上都难以得到实现。为此新颖美观的装饰型桥梁由于在造价上节约，建设难度上降低等优势正逐渐的被人们所接受并使用。 目前桥梁设计，特别是市政桥梁设计中，桥梁装饰费用所占比例越来越大,在整个工程中起到了画龙点睛的作用。
2、 工程概况：
工程位于包头市青山区兴盛镇王应集窑子村，拟建工程项目属于包头市力德汽车城道路、桥梁及管网支项目。拟建桥梁属于中桥，跨径布置为4x18m，桥梁全宽为24m。上部结构采用预应力空心板简支结构，空心板采用工厂预制的方法。下部结构中墩采用1.5米钻孔灌注桩接1.2米墩柱，上接盖梁形式，边墩采用1.2米钻孔灌注桩接桥台盖梁的形式。桥梁分跨中心线与道路前进方向中心线夹角为90°，为正交桥梁。
为了满足包头力德汽车城B2路大庙沟桥的景观要求，在主桥的基础上，设计了“花蕊”型的斜拉桥塔装饰。桥塔承台以上全部高度为26.784m，由下往上依次分为混凝土段、钢混结合段和钢结构三段。桥塔拉杆的水平间距为4m，起点拉杆距桥塔中心8.0m，拉杆采用平行对称布置形式，向桥塔中心倾斜角度为32°。全桥共设置28根拉杆（14对拉杆）。
3、 设计标准：
（1）荷载标准：汽车荷载为公路-Ⅱ级。
（2）通航净空：无通航要求，工程设计防洪标准确定为100年一遇洪水，相应设计洪峰流量为671 。
（3）抗震设防烈度为8度，设计基本地震加速度值为0.20g。
（4）桥梁宽度：桥梁全宽24m，横断面布置为3.0m（人行道）+18m（机动车道）+ 3.0m（人行道）。
（5）桥梁坡度：纵坡：0.30%；横坡：机动车道双向1.5%、人行道反向2.0%。机动车道路拱详见相应道路的《横断面及路面结构》设计图纸。
（6）相交角度：桥梁分跨中心线与道路前进方向中心线夹角为90°，此桥为正桥。
（7）桥梁结构的设计基准期为100年。
4、 结构模型：
本工程采用Midas Civil 2010程序对结构进行计算，计算模型如图：
图4.1模型标准面图
5、拉杆锚固连接器的型式选择
在装饰塔架桥梁结构中，拉杆结构并非主要承力部件，所以其结构的安装便利程度、工程造价等方面的属性将成为结构选型的重要依据。
5.1常规塔架桥梁的拉杆连接方式
图5.1常用拉杆型式一
图5.2常用拉杆型式二
图5.3常用拉杆锚固连接器原理示意图
常规拉杆结构原理为通过释放转动约束使其可以绕横桥向轴转动从而达到便于安装的目的，本桥塔架结构为斜拉杆设计，如若使用常规拉杆结构极易出现塔架与主梁结构的拉杆错位现象，给施工造成困难。所以应对连接器的型式进行变更，用以解决错位问题，故提供如下两种型式。
5.2转盘式拉杆连接器
转盘式拉杆连接器是通过在常规拉杆连接器下方焊接两块圆形钢板中间加一个圆柱形钢板形成转动轴，使得其在原有转动功能的同时获得绕自身转动的特点，达到双向转动。从而使施工中拉杆空间位置可调控，避免了拉杆错位现象的出现。使施工质量得到了保证。
图5.4转盘式拉杆连接器示意图
5.3叠加式拉杆连接器
叠加式拉杆连接器是通过在常规拉杆连接器上方再焊接一个垂直方向的钢轴转动轴，使得其获得两个方向的转动能力。从而使施工中拉杆空间位置可调控，避免了拉杆错位现象的出现。
图5.5叠加拉杆连接器示意图
5.4工程量对比
拉杆连接器工程量对比表
6、总结：
转盘式拉杆连接器施工难度较低，暂用空间较小，但固定拉杆后应对转盘转动轴处进行防水处理或直接焊死，以避免雨水对转轴处塔架结构的腐蚀作用，工程造价较高；叠加式拉杆连接器施工较复杂，需焊接配件较多，暂用空间较大，但可以保证塔架主体结构的完整性，且空间转动能力较强，工程造价较低。以此工程的总结分析，希望对从事相关行业的人员在解决斜拉杆连接器设计时起到一定的参考作用。
参考文献：
1.《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTG D62-2004》
2.《公路桥涵设计通用规范JTG D60-2004》
3.《公路桥涵地基与基础设计规范JTG D63-2007》
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
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发表于 2018-7-16 17:40:46