基于力学模型的斜拉桥门形索塔_根部力学性能影响因素分析.pdf

道路与桥隧

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基于力学模型的斜拉桥门形索塔/根部力学

性能影响因素分析

胡平安

（长沙理工大学土木工程学院，湖南长沙410114）

摘要：为了深入探讨斜拉桥门形索塔在施工阶段的力学行为，以宁波梅山水道桥为例，通过构建理论

分析力学模型，对斜拉桥门形索塔的施工力学特性进行了系统分析，并重点分析了下横梁长度、下塔柱高

度和塔柱倾角等关键结构参数对索塔根部力学性能的影响。结果表明，下横梁长度的增加会导致索塔根

部拉应力增大，而下塔柱高度的提升则能够有效降低根部拉应力，且其影响程度大于下横梁长度。同时，

塔柱的适度内倾在塔柱高度较高时，能够显著优化索塔根部的应力分布，可为斜拉桥门形索塔的设计与施

工提供参考和借鉴。

关键词：斜拉桥门形索塔；力学模型；根部力学性能；影响因素

中图分类号：U445文献标志码：A文章编号：1007-6344（2025）01-0069-03

0引言和5m；第3段，即下横梁结合部，高度为5m；标准段，第

斜拉桥门形索塔因优越的结构受力性能和独特的造4~第15段，每段高度均为6m；第16段，上横梁结合部，

型，在桥梁工程中得到了广泛地应用。近年来，众多研究高度为6m；塔顶段，即第17段，高度为5m。塔柱根部的

者对索塔施工过程中的力学性能进行了深入探讨，龚美截面形状如图2所示。此外，索塔等效几何参数及材料

［1］参数定义如表1所示。其中，索塔每施工一段，上塔柱

等对H形索塔施工过程中的力学性能进行了研究。池

［2］h高度增加6m。

春等在对斜拉桥索塔塔冠的应力进行了分析和优化。2

［3］

蔡青等对花瓶型索塔受力复杂区域应力进行了分析。

［4］

杨智文等详细分析了拱形独塔斜拉桥主塔施工过程的

［5］

受力问题。王鑫等运用有限元方法研究了预应力索塔

锚固区的应力分布规律。尽管上述研究取得了一定的进

展，但对于斜拉桥门形索塔施工阶段的力学特性，尤其是

塔柱根部拉应力影响因素的系统性分析仍显不足。此

外，在实际施工过程中，门形索塔根部截面常常受到索塔

自重及下横梁预应力等多重因素的共同作用，导致其出

现显著的拉应力，对桥梁结构的安全性构成了威胁。

基于此，本文以宁波梅山水道桥工程为例，通过构

图1主塔节段划分（单位：m）图2单塔柱根部截面图（单位：m）

建门形索塔施工过程的理论分析力学模型，系统分析

表1主塔等效几何参数及材料参数

了下横梁长度（桥宽）、下塔柱高度、塔柱倾角等结构参

数对塔柱根部力学性能的影响规