柴生波， 张瑞琳， 王秀兰

(西安科技大学土木工程学院， 西安 710054)

近年来，跨越海峡、山谷等地形的交通需求日 益增长，对桥梁跨越能力的要求不断提高[1]，多塔斜拉桥在经济及技术方面的优势使其成为极具竞争力的结构方案[2]。但多塔斜拉桥中塔缺少锚索的有效约束，结构刚度远小于两塔斜拉桥，荷载作用下的结构变形显著增大。对于多塔斜拉桥在恒载作用下的变形，可通过调整拉索张拉力、设置预拱度等方法控制[3]。为了减小活载下的结构变形，一般采用增大桥塔或主梁刚度、增设加劲索和辅助墩等方案[4]，而2017年建成的昆斯费里大桥首次采用主跨设置交叉索的方案来提高结构刚度[5]。中国在建的安九铁路鳊鱼洲长江大桥(主跨672 m)为世界首座采用交叉索方案的两塔斜拉桥，设置交叉索有效提升了结构性能[6]。交叉索方案与增设加劲索、增大塔梁刚度的方案相比，既减小了长索下垂效应，又避免了建造大型础[7]，且抗震性能更好[8]。增设辅助墩虽可增大结构刚度，但会增大塔底和主梁的弯矩[9]。

Gimsing等[10]最早对交叉索的作用原理进行了定性论述：当中塔塔顶受到顺桥向不平衡力作用时，梁重在交叉索中重新分配，从而为中塔提供了有效的纵向约束。为明确交叉索的作用机理，Chai等[11]推导了交叉索对中塔的纵向约束刚度，提出了交叉索多塔斜拉桥变形的简化计算方法；邬晓光等[12]在计算交叉索对中塔的约束刚度时，考虑了塔梁刚度的影响。理论研究表明交叉索的长度、设置角度及交叉区域等布置参数影响着交叉索对中塔的约束刚度。……