Page 38 - 2021年第19卷第4期

图 14 槽桥合建拉索成桥索力示意图
所示，可知上弦最大应力为 144 MPa，下弦最大应力为 138 MPa，均有较大的强度储备。
槽桥成桥索力如图 14 所示，在拉索及其锚固系统细节设计时，与钢管混凝土拱桥活载效应明显
类似，需关注由于交通活载或管内水重变化引起的应力幅，避免过大的应力幅带来的疲劳开裂问题。
2.4 输水结构效率系数 在钢-混组合桥梁中，作者提出了钢-混组合桥梁的活载结构效率系数 LLSI ［24］ ，

在本文中，为了综合体现槽内水重、交通活载与结构总体刚度之间的相对关系，将组合桥梁活载结
构效率系数概念引入到槽桥合建结构中。鉴于 LLSI 原本的物理含义，在槽桥合建中，将其定义为输
水结构效率系数 LLSI ，其形式变换为式（1）：
aq
LLSI aq = k ⋅ η （1）
k = L （2）
Δ
η = W （3）
L
式（2）中 Δ 为水和交通活载共同引起的主跨最大位移，单位为 m。式（3）中 W 为槽内水的集度，
单位为 kN/m。对于本节中讨论的三种典型大跨度槽桥合建结构，其输水结构效率系数列于表 2。需
要说明的是，为了统一参数便于比较，在表 2 的 LLSI 栏中交通活载均按照 2 车道公路 I 级考虑；LL⁃
aq
SI -W 栏中均不计入交通活载，仅考虑水集度荷载，为了反映各种结构体系的输水结构效率系数，
aq
［5］
加入了通航渡槽数据 。从表 2 中可明显发现，随着跨径增大，槽桥合建输水结构效率系数明显下
降，超过 160 m 后下降尤为明显。通航渡槽须考虑轮船在槽内航行的特殊需求，其主梁无论从用钢量
［5］
还是刚度已远远超出普通公路钢桥需求，其一阶整体稳定系数达 65.9 ，表中输水结构效率系数更反
映了其特殊性。通过输水结构效率系数分析可知，在结构确定状况下，水重与交通活载共同决定结
构的响应，在特殊情况下，可以控制交通活载的通行，确保结构最大能力输水，提高输水结构效率
系数，这对于大跨径槽桥合建结构来说非常有效；在一般情况下，输水和交通活载两种功能可同时
发挥，具备较强的灵活性。与此同时，输水结构效率系数不仅可用于公路交通活载的评价，也适用
于通航渡槽的结构性能评价。

2
表 2 槽桥合建结构体系的输水结构效率系数 （单位：kN/m ）
预应力刚构槽桥合建 上承式拱槽桥合建 斜拉管桥合建 通航渡槽 [5]
参数
主跨 100m 主跨 160m 主跨 276m 主跨 110m
LLSI aq 4651.2 1785.7 563.3 ——
LLSI aq-W 5917.2 4545.5 734.8 16769.2

3 大跨径渡槽的结构重要性划分原则与推荐的结构体系

槽桥合建结构第一功能定位为输水，同时兼顾交通运输。因此，在特殊情况下，如加大流量时
可以采用交通管制的措施（双向通行变为单向通行）限制交通活载以保证总体结构安全运行。目前渡

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