介绍： 大桥主航道桥为双塔单索面斜拉桥，跨径布置为：(73+132+420+132+73)=830m。总体布置如图1.1.1.1所示，主跨采用420m跨径，边跨设置辅助墩，在主塔墩、辅助墩及边墩处设置竖向和横向支座，主梁纵向飘浮。索塔为钢筋混凝土结构，塔高147.9m，索塔见图1.1.1.2。 本报告为上海同盛大桥建设有限公司委托项目“东海大桥主桥斜拉桥钢混组合箱梁合理构造与受力性能研究报告”的研究成果。根据中铁大桥勘测设计院提供的设计资料，东海大桥主梁为钢与混凝土组合连续箱梁结构，主梁中心线处高度4.0m，主梁全宽33m，槽形钢截面底面宽度20m、顶宽24m。箱梁横隔板为桁架式结构，横隔板间距4.0m。 本研究主要内容包括：①桥梁整体受力分析；②成桥状态组合箱梁受力分析；③施工阶段组合箱梁受力分析；④箱梁斜腹板活载局部应力与疲劳强度分析；⑤箱梁横隔板稳定分析；⑥箱梁腹板极限强度分析；⑦箱梁吊装变形分析。 桥梁整体受力 桥梁整体受力分析，对成桥阶段、最大双悬臂阶段和最大单悬臂阶段的整体受力进行分析研究，根据计算结果得到以下结论和建议： 成桥使用阶段，主梁和索塔均由主要荷载组合控制设计，主要荷载组合下，主梁混凝土板不出现拉应力，成桥初期混凝土最大压应力为12.42MPa，成桥后期由于混凝土收缩与徐变混凝土最大压应力下降为11.95MPa；钢梁由下缘最大压应力控制设计，成桥初期最大应力138.6MPa，成桥后期升为206.15MPa；混凝土索塔不出现拉应力，最大压应力为11.90MPa，满足设计要求； 主要施工阶段，在最大双悬臂阶段和最大单悬臂阶段，主梁混凝土板不出现拉应力，混凝土桥面板最大压应力为9.36MPa；钢梁最大压应力160.1MPa；混凝土索塔局部出现拉应力，最大拉应力为1.56MPa，最大压应力为14.78MPa，满足设计要求； 成桥运营阶段的主梁扭转剪应力由风荷载控制设计，并且大于施工阶段之值。混凝土桥面板的最大扭转剪应力为1.54MPa，箱梁斜腹板、底板和中间腹板的最大扭转剪应力分别为27.0，29.7，和3.6MPa； 成桥恒载状态下斜拉索索力对主梁和索塔应力影响很大，建议结合施工控制，对设计索力进一步优化，同时要考虑施工误差的影响。 成桥状态组合箱梁受力 成桥状态组合箱梁受力，主要考虑恒载、预应力和活载作用下，箱梁横截面弯曲变形、混凝土桥面板和底板的横桥向受力、纵隔板斜拉索锚固点附近局部应力和横隔板应力，根据计算结果得到以下结论和建议： 箱梁横截面弯曲变形不大，最大相对竖向变形为8.8mm，远远小于规范规定； 混凝土桥面板横桥向的最大拉应力和压应力分别为3.0MPa和7.3MPa，满足设计要求； 箱梁底板最大横桥向正应力在－30～25MPa左右，远远小于顺桥向应力； 箱梁纵隔板在斜拉索锚固点附近有应力集中，最大米塞斯(Mises)应力在140 MPa左右，其余部分应力较小； 箱梁纵隔板在斜拉索锚固点附近有应力集中，最大米塞斯(Mises)应力在160 MPa左右，其余部分应力较小。满足规范要求； 横隔板腹杆的最大拉应力和压应力分别为43MPa和47MPa，满足规范要求。 施工阶段组合箱梁受力分析 吊机荷载作用下，考虑了吊机支点横向间距为4.0m和3.0m两种情况下的组合箱梁受力，根据计算结果得到以下结论和建议： 吊机前支点附近顶板顺桥向和横桥向最大局部压应力在-4.5MPa, -8.5MPa，满足设计要求，吊机支点横向间距为3.0m时，应力值稍小； 吊机后支点附近顶板有可能出现局部拉应力，最大局部拉应力为3MPa左右，但范围很小，建议采取构造措施减小应力集中； 底板最大顺桥向和横桥向压应力分别为-70MPa和55MPa左右，满足设计要求； 中间纵隔板在斜拉索锚固点附近出现应力集中，最大Mises应力在90MPa左右，满足设计要求； 横隔板在吊机支点附近和隅角附近应力较大，隅角附近最大Mises应力在120MPa左右，满足设计要求；吊机支点横向间距为3.0m时，应力值稍小； 横隔板腹杆的最大拉应力和压应力分别为32MPa和31MPa，满足规范要求； 箱梁斜腹板活载局部应力与疲劳强度分析 箱梁斜腹板活载局部应力与疲劳强度，主要对斜腹板与翼板连接处受力进行分析，根据计算结果得到以下结论： 在恒载和活载作用下，斜腹板与翼板连接处箱梁内侧仅承受压应力，最大应力为-97.9MPa，小于容许应力； 斜腹板与翼板连接处箱梁外侧承受拉应力或拉压交变应力，最大拉应力和拉压应力幅均满足规范设计要求。 箱梁横隔板稳定分析 箱梁横隔板稳定，对成桥恒载状态、成桥运营状态（恒载＋活载）和施工吊装状态（恒载＋吊机）的一类稳定和二类稳定进行分析，根据计算结果得到以下结论： 一类失稳模态为横隔板上弦杆在中间腹板附近板件的面外失稳，最小弹性稳定安全系数为3.40，满足设计要求。 二类失稳状态下，横隔板上弦杆在中间腹板附近先达到屈服状态，其次是斜腹板与上翼板连接处的应力相对较大，部分达到屈服状态，最小二类稳定安全系数为3.54，满足稳定要求。 箱梁腹板极限强度分析 箱梁腹板及底板板件宽厚比和极限强度分析结果表明： 板件宽厚比满足局部稳定要求； 斜腹板和底板的最大应力小于极限强度，满足设计要求；中间腹板在考虑活载及砼徐变、收缩及温差影响时，最大应力略大于极限强度，基本满足设计要求。 箱梁吊装变形分析 支点间距分别为4.0m和3.0m情况下，底板相对于中间腹板处的竖向相对位移，两者最大相差0.5mm左右，影响不大； 在恒载作用下，吊装段和悬臂端的相对变形很小，最大相差0.3mm左右； 在恒载吊机空载情况下，吊装段和悬臂端的相对变形变形很小，最大相差0.5mm左右； 在恒载吊机吊梁情况下，吊机支点横向间距为4.0m时，吊装段顶板、底板与悬臂端的最大相对竖向变形差分别为6.4mm和4.8mm； 吊装段和悬臂端的相对变形最大相差较大，最大相差6.4mm左右，一次性全截面直接连接有一定的困难，建议施工中采取适当的措施，确保安装顺利进行； 采用钢箱梁中室部分先行连接方法，吊装段和悬臂端的相对变形和受力均能满足设计要求。
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