超大跨径三塔斜拉桥横向抗震结构体系研究

以琼州海峡跨海工程2×1500m三塔斜拉桥设计方案为背景,采用非线性时程分析方法,基于利用附加装置改善大跨径桥梁结构性能的设计思想,研究超大跨径三塔斜拉桥适宜的横向抗震结构体系。首先针对附加刚度和附加阻尼的设计参数进行优化分析,然后分析不同横向约束结构体系对超大跨径三塔斜拉桥横向抗震性能的影响。结果表明:对于超大跨径三塔斜拉桥,选择适宜的横向弹性+阻尼组合体系能够更经济有效地改善结构受力性能,在降低主塔地震响应和主梁地震应力的同时还能较好地控制塔梁间横向相对位移,是超大跨径三塔斜拉桥较为理想的横向抗震结构体系。     

八尺门大桥钢箱梁桥面吊机施工关键技术

八尺门大桥主桥为独塔单索面混合梁斜拉桥,钢箱梁采用1台JQGqd220型菱形桥面吊机进行吊装,吊机尾端横撑采用可开合式结构,既保证了斜拉索在中间安装的操作空间,又保证吊机纵移时,通过开合横撑避让斜拉索,创新设计的吊机圆满完成了八尺门大桥钢箱梁施工任务。     

多塔斜拉桥分体钢箱梁的设计与施工

嘉绍大桥主航道桥为70m+200m+5×428m+200m+70m=2680m的六塔独柱四索面钢箱梁斜拉桥.钢箱梁宽度为55.6m,桥梁总长为2680m,桥面最大纵坡为0.45％,上部结构总用钢量为7.7万t,是目前世界上规模最大的多塔斜拉桥.嘉绍大桥采用的分幅箱梁结构主要特点为:单幅主梁宽度更宽,达到24m;左右幅箱的间距大,达到9.8m;拉索为四索面形式,左右幅梁受力相对独立.介绍了嘉绍大桥的钢箱梁构造设计以及施工方案,包括无索区梁段架设、四索面钢箱梁悬臂拼装、多塔斜拉桥钢箱梁合龙方案等.     

独塔单索面斜拉桥结构设计及技术创新

北方某独斜塔斜拉桥,拉索呈单索面稀索体系布置。该桥为混合梁斜拉桥,主跨采用正交异性桥面板钢箱梁,边跨为预应力混凝土连续箱梁,跨径布置为(51+120)m。主塔采用钢混组合式桥塔,索塔锚固区采用钢锚箱结构。钢箱梁主梁为单箱多室结构,宽度大,梁高小,索梁锚固区域采用梁式钢锚箱连接。该文介绍了该桥的结构设计及关键技术创新,为今后类似工程提供经验和借鉴。     

甬江大桥斜拉桥索塔施工技术

宁波绕城高速公路东段甬江大桥为468 m跨径双菱形联塔四索面斜拉桥,采用半漂浮体系,其索塔高141.5 m,结构新颖,施工难度较大,主要介绍该桥索塔施工技术。     

3×340m公铁同层合建多塔斜拉桥总体设计

珠机城际铁路金海特大桥位于磨刀门水道入海口,与金海高速公路大桥同层合建,主桥采用(58.5+116+3×340+116+58.5)m四塔三主跨斜拉桥。桥面宽度达49.6 m,中间布置荷载较重的双线城际列车,两侧布置荷载较轻的高速公路。为提高多塔斜拉桥的结构刚度并释放长联温度效应,采用刚构-连续体系,中塔塔梁墩固结,边塔塔梁固结、塔墩分离。主梁采用大挑臂式钢箱梁结构,由单箱三室钢箱梁加两侧挑臂组成,便于钢箱梁腹板与钢塔的壁板连接,实现塔梁固结。桥塔采用空间四柱式钢塔,其下桥墩为钢筋混凝土双肢薄壁结构。斜拉索采用LPES7-199~LPES7-379型Ⅱ级松弛平行钢丝拉索,按两平行索面扇形布置。钢塔及钢梁在工厂制造,再浮运至桥位安装。结构静动力分析结果表明,结构受力性能良好,安全可靠。     

大跨度三塔斜拉桥纵向约束体系设计研究

针对三塔斜拉桥温度效应显著、整体刚度不足的特点,以黄茅海大桥[主桥为(100+280+720+720+280+100) m独柱塔双索面三塔斜拉桥,采用分体钢箱梁]为背景,采用非线性时程分析方法,对比分析不同纵向约束体系下斜拉桥的静、动力响应。结果表明:中塔通过设置弹性索实现弹性约束,单侧弹性约束刚度6.5×10~5 kN/m,可起到塔梁固结的效果;在中塔采用弹性约束基础上,边塔采用纵向放松体系,每个边塔设置4个粘滞阻尼器[阻尼系数C为2 500 kN/(m/s)~α,速度指数α为0.3],明显改善了斜拉桥的静、动力响应;采用的中塔设置弹性约束-边塔设置阻尼器的组合结构体系,与全飘浮体系相比,梁端最大位移减小69%,边、中塔塔底弯矩分别减小40%、15%,与中塔固结体系相比,地震作用下组合结构体系梁端位移减小44%,中塔塔底弯矩减小51%,边塔塔底弯矩变化幅度较小,该组合结构体系合理。     

陆港大桥总体设计与技术创新

陆港大桥为102 m+208 m+102 m半漂浮体系斜拉桥.主梁采用正交异性板流线型扁平整幅钢箱梁.斜拉索采用平行钢绞线拉索体系.主塔采用格构柱式钢-混组合结构“门”式塔.详细介绍了该塔型以及针对该特殊塔型设计的斜拉索锚固系统,对类似斜拉桥设计具有重要参考价值.     

聊城跨徒骇河莲花型单塔大跨斜拉桥结构设计

聊城兴华路跨徒骇河桥采用100 m+100 m独塔钢箱梁斜拉桥,该桥主塔整体造型采用莲花状结构,由2个主塔柱和1个副塔柱组成,主、副塔柱之间采用空间索面拉索相连,桥塔中轴线为椭圆,主塔和副塔分别高52.211 m、47.65 m,主、副塔柱轴线夹角30°;主梁采用钢箱梁,双箱单室截面,梁宽40 m,中线处梁高3 m;斜拉索为扇形布置的空间双索面,采用标准强度1 770 MPa的平行钢丝斜拉索,全桥共72根斜拉索,斜拉索梁端锚固采用钢锚箱,钢锚箱焊接在主梁钢箱梁边箱室外侧;塔座、承台及桩基础采用混凝土结构,大桥共设置34根φ1.8 m的钻孔灌注桩,桩长70 m。莲花造型独塔斜拉桥的造型优美,创意独特,在满足结构各项受力性能要求的同时,很好地体现了聊城莲湖水利风景区的特色文化,使景区成为建筑艺术和谐交融的典范。     

芜湖长江公路二桥桥塔锚索系统性能研究

为解决大跨度斜拉桥桥塔塔壁承受斜拉索水平力造成塔壁开裂的问题,以芜湖长江公路二桥为背景,对新型锚索系统——同向回转拉索锚固体系的性能进行研究。同向回转拉索锚固体系为斜拉索穿过桥面一侧锚具,绕过桥塔后锚回到桥面同桩号截面另一侧锚具的锚固形式。采用ANSYS建模,与常规的钢锚梁锚索系统进行对比,分析在正常使用工况和断索工况下的塔柱受力以及经济性。结果表明,同向回转拉索锚固体系可靠,荷载传递合理,混凝土桥塔整体受压。断索工况下对索塔锚固位置没有太明显的影响,断索位置以下的塔柱上压应力略有减小,对桥塔的总体应力水平几乎无影响。同向回转鞍座用钢是钢锚梁的1/4,造价是其1/3。全塔造价对比中,同向回转拉索锚固体系建安费总体下降了7%。     

全飘浮体系斜拉桥斜置阻尼约束体系研究

芜湖长江公路二桥主桥为主跨806m双塔四索面全飘浮体系斜拉桥。为了改善其纵、横向抗震性能,提出斜置阻尼约束体系,并给出斜置阻尼约束体系的参数设计流程。采用MIDAS Civil软件建立全桥有限元模型,采用非线性时程分析方法计算斜置阻尼器的参数,并分析该桥在塔梁横桥向自由、铰接及设置斜置阻尼约束体系3种不同约束体系下的地震响应。结果表明:采用斜置阻尼约束体系后,该桥的塔梁相对位移、塔底剪力和塔底弯矩均大幅降低,斜置粘滞阻尼约束体系对桥梁纵、横向地震响应均有很好的控制效果。     

超大跨径混合梁斜拉桥上部结构施工关键技术研究

鄂东长江公路大桥主桥全长1476m,为3×67.5+72.5+926+72.5+3×67.5m 9跨连续半飘浮体系混合梁斜拉桥。其主跨径926m,在钢混结合梁斜拉桥中跨径位居世界第二,斜拉桥主跨跨径位居世界第三。钢混结合段钢箱梁采用设置了复合连接件有钢格室的钢箱梁,标准段梁段最大吊装重量达369.0t,最长斜拉索494.2m,单根最大重量(不计锚具)为38.4t。鄂东长江公路大桥主桥上部结构施工技术复杂、难度大,本文依托鄂东长江公路大桥介绍超大跨径混合梁斜拉桥上部结构施工关键技术。     

阅江大桥“帆”形塔斜拉桥总体设计

广东肇庆市阅江大桥主桥采用三跨双塔单索面预应力混凝土斜拉桥,跨径布置为(160+320+160)m,采用墩、塔、梁固结体系,桥面布置双向6车道。主梁采用单箱五室箱形预应力混凝土梁,按全预应力混凝土结构设计,采用纵、横、竖三向预应力体系,斜拉索锚固处设置1道横梁;采用单索面斜拉索,斜拉索呈扇形分2排布置于桥面中央分隔带内,避免了斜拉索对外侧景观的遮挡,视野开阔;桥塔选用了新颖美观、造型独特的"帆"形混凝土塔;主墩采用较柔的双肢薄壁墩(高度约33m),减少了主墩纵向刚度。采用Dr.Bridge 3.2及MIDAS 2010对主桥进行结构整体静力计算,计算结果表明,主桥结构各项指标均满足规范要求。     

柱式塔同向回转斜拉-悬索体系桥梁设计关键技术

安徽某跨江通道方案设计中,提出主桥采用主跨1620 m的斜拉-悬索协作体系桥梁。为解决该体系刚度低、主梁压力间断、边吊杆应力幅大等传统疑问,以及因不能设置辅助墩而引起的边跨刚度小、尾索应力幅高的特殊问题,设计采用单柱式桥塔、空间化悬索构建整体结构,并对结构的合理性、可行性进行理论和计算验证。设计针对体系形成的主要过程,提出边孔悬吊辅助跨构造,采用四索面斜拉索和空间双悬索四索面吊索。借助四索面拉吊融合方式在横向转换的便利、同向回转拉索对不对称布索的支持,使调整在更大空间内进行,实现两种体系更加平顺的融合。采用斜置阻尼约束系统使结构纵、横向动力性能满足规范要求。     

乌苏大桥主桥上部结构设计与计算

乌苏大桥主桥为独塔单索面斜拉桥,跨径布置为(140+140)m,采用塔、墩、梁固结体系,综述该桥上部结构设计与计算。主梁为带大挑臂的钢箱结合梁,中间钢箱梁采用单箱双室截面,两侧钢挑臂为变高度工字形梁,挑臂端部设槽形小纵梁;混凝土桥面板厚25 cm,与钢梁通过剪力钉连接;塔根部主梁采用预应力混凝土箱梁,以方便与桥塔固结;桥塔采用独柱式塔,高117 m;斜拉索为竖琴形中央平行索面布置,采用低松弛镀锌高强度平行钢丝束。采用有限元软件MIDAS Civil 2006及SCDS程序对该桥进行结构计算分析,结果表明该桥的静力、稳定及动力特性均满足规范要求。     

石湾特大桥的设计

石湾特大桥是佛山市禅西大道工程的重要组成部分,其主桥结构形式为双塔单索面、塔梁固结、墩塔分离的三跨矮塔斜拉桥,主梁采用全预应力混凝土变截面箱梁结构,跨径布置为90.5 m+150 m+90.5 m。介绍该桥塔梁结合体系的构造,主梁、主塔的设计,斜拉索的布置以及施工工艺。     

大跨径组合梁斜拉桥经济性能研究

为推动组合梁斜拉桥向更大跨径发展,以常规两塔斜拉桥为例,开展大跨径组合梁斜拉桥经济性能研究。将斜拉桥分为斜拉索、桥塔、主梁、基础等部分,利用"平均索法"计算各部件轴力,根据轴力大小分别推导得到其材料用量的计算公式,引入材料单价系数,得到单位桥面面积造价,进而计算组合梁斜拉桥各部件的造价与跨径的关系,并与同等跨径的钢箱梁斜拉桥的经济性能进行对比分析。结果表明:与钢箱梁相比,组合梁斜拉桥充分利用混凝土材料抗压性能性价比高的特点,减小了斜拉桥体系中造价占比较大的主梁费用;组合梁斜拉桥主梁自重较大,斜拉索、桥塔、基础等造价相对较高;在一般地质(桩长约50m)、较小场地风速条件下,组合梁斜拉桥的经济跨径界限可达900m。     

重庆东水门长江大桥设计关键技术

重庆东水门长江大桥主桥为双塔单索面公轨两用半飘浮体系部分斜拉桥,跨径布置为(222.5+445+190.5)m。桥塔采用天梭造型。主梁采用2片桁双层桥面钢桁梁型式,桥面采用板桁组合体系。斜拉索采用单索面稀索体系,每根斜拉索由139束平行钢绞线组成,最大索力15 000kN。索梁锚固采用在钢横梁中点位置设置大型钢锚箱的型式;索塔锚固采用外置式钢锚箱型式,钢锚箱通过剪力钉与分离式塔肢进行连接,索力由剪力钉、锚箱侧拉板和摩擦力共同承担。开发了用于超大吨位钢绞线斜拉索整体张拉的调索设备。开展板桁组合式桥面板的传力机理理论及试验、超大吨位钢绞线斜拉索的疲劳试验、索塔锚固区足尺模型试验等相关研究,验证了结构的安全性和合理性。     

秦皇岛北环路上跨铁路立交桥工程方案设计

秦皇岛北环路上跨铁路立交桥的设计,根据桥位处铁路运营情况及环境地形条件对4种桥型方案(连续梁桥、拱桥、斜拉桥、悬索桥)进行比选,从跨越能力、施工过程对既有铁路的影响、景观等方面综合分析,最终决定该桥主桥采用斜拉桥方案,转体法施工.斜拉桥采用塔墩固结、塔梁分离的结构体系,跨径布置为(160+114+46)m,按双幅桥布置,设双向6车道.主梁采用单箱多室钢箱梁;桥塔采用钢筋混凝土独柱塔,塔高87 m,塔身为箱形空心截面;斜拉索采用单索面扇形布置形式,全桥共有22对,主跨钢箱梁标准索距12.0m.该斜拉桥方案结构合理、经济性好,且具有快速无障碍施工的优势.     

珠江黄埔大桥北汊主桥设计

广州珠江黄埔大桥北汉桥主桥采用独塔双索面钢箱梁斜拉桥,跨径组成为383 m+322 m,锚跨与主跨跨径比为0.840 7,主跨跨度在同类桥型中居国内第一、世界第三.独塔斜拉桥结构采用半漂浮支承体系;主梁采用单箱三室扁平流线形栓焊钢箱梁,主梁横隔板在国内大跨径斜拉桥中首次采用整体性好、抗扭刚度大的整体板式结构;索塔采用门形索塔、钢筋混凝土结构;斜拉索采用热挤聚乙烯高强钢丝拉索,在粱端设外置黏性剪切阻尼器防风雨振.