主跨588 m非对称矮塔公铁两用斜拉桥设计研究

商合杭铁路芜湖长江公铁大桥受建设条件限制,主桥设计为主跨588m的非对称矮塔斜拉桥。主梁采用双层桥面箱—桁组合结构钢梁,下层铁路桥面为钢箱结构,上层公路桥面为密横梁体系的正交异性钢桥面板结构。该主梁结构具有强箱弱桁的受力特性,解决了该桥塔矮、索平以及主梁水平轴力大的问题。斜拉索采用抗拉强度2 000MPa的高强度锌铝合金镀层平行钢丝拉索,以承受高达1.5×10~4 kN的斜拉索轴力。将斜拉索锚固于主梁下弦,使斜拉索获得相对较大的倾角从而提高结构体系刚度。芜湖侧桥塔墩基础采用平面尺寸为65m×35m的大型设置沉井基础,克服了该侧桥塔墩基础深水、裸岩的困难建设条件。     

重庆双碑大桥主桥斜拉桥设计

重庆双碑大桥主桥为主跨330 m的高、低塔中央索面混凝土曲线斜拉桥。主梁采用单箱三室混凝土结构。桥塔采用独柱式,低塔边跨侧位于曲线上,为减少索的横向分力对结构的影响,靠曲线外侧布置竖向预应力钢绞线束。斜拉索采用高强低松弛镀锌钢绞线索。结合地质情况,高塔墩采用24根φ2.5 m钻孔灌注桩基础;低塔墩采用明挖扩大基础。高、低塔均采用塔、墩、梁固结体系。为减少塔根弯矩,下塔墩中间设20 cm的竖缝;通过优化桥塔尺寸,有效控制了主梁横向扭转角和桥塔横向位移。高塔墩基础采用双壁钢围堰法施工,低塔墩基础采用围堰或筑岛辅助施工;主梁7 m标准节段采用前支点挂篮现浇施工。     

天津团泊新桥施工控制

为了使团泊新桥(独柱斜塔空间扭面背索混合梁斜拉桥)的成桥线形和索力、应力均达到设计及规范要求,根据该桥结构特点及主要施工过程,确定该桥施工控制以桥塔线形控制为主,索力的确定采用基于正装法及最小二乘法原理的优化方法,该桥斜拉索控制张拉索力的确定分桥塔悬臂施工和体系转换施工2个阶段进行.通过参数识别确定将背索和前索索力作为重点识别的结构参数.桥塔目标线形控制主要通过对塔柱拼装线形控制与索力调整控制来实现.塔柱施工过程中需采用合理的索力张拉顺序保证桥塔施工中及成桥状态的内力安全,桥塔线形控制包括塔柱拼装线形与塔柱整体姿态2部分.团泊新桥成桥后各控制参数满足设计要求.     

地锚式万向铰独斜塔斜拉桥温度效应分析

地锚式万向铰独斜塔斜拉桥结构体系新颖,为分析温度荷载作用下该类桥梁成桥状态的结构响应,以三亚海棠湾河心岛景观桥(主跨99.8 m钢斜塔双边工字钢梁独塔斜拉桥)为工程背景,建立桥梁结构有限元模型,分析体系温差、日照温差、索梁(塔)温差对桥塔偏位、主梁线形以及索力的影响。结果表明:体系温差下桥塔以纵向弯曲和纵向偏转为主,体系降温将引起全桥主梁下挠,体系升温效应相反,最大背索索力变化为成桥索力的6.1%;日照温差下桥塔以横向弯曲为主,纵向偏位较小,对主梁线形、斜拉索索力影响较小;索梁(塔)负温差下有索区主梁发生向上位移、背索索力增大,正温差下相反,对桥塔偏位基本不影响。     

池州长江公路大桥主桥桥塔上横梁锚固结构设计

池州长江公路大桥主桥为主跨828m的双塔双索面单侧混合梁斜拉桥。桥塔上塔柱设置6道钢结构上横梁,上横梁均采用箱形断面,竖向中心距均为13.5m。单个钢横梁长7m、宽5.5m、高7m,划分为4个块段,各块段间采用M30高强度螺栓进行拼接。斜拉索分组锚固于各道钢横梁横隔板之间的锚固构造内,形成索塔体外锚固体系。钢横梁端部与桥塔上塔柱接触位置设置预埋钢板,通过高强度螺杆及剪力钉将钢横梁与混凝土上塔柱牢固连接。每道钢横梁外部设置封闭钢珠结构。采用有限元软件对桥塔上横梁锚固结构进行受力分析,结果表明结构受力均满足规范要求。     

荷兰埃拉特桥

埃拉特桥为不对称结构，主跨是斜拉桥，桥塔为后倾的A字形结构，斜拉索采用新型的夹片锚固体系锚固；在窄航道上设有一开启跨。介绍埃拉特桥的设计和施工情况。     

宝鸡清溪渭河大桥主桥设计

宝鸡清溪渭河大桥主桥为(115+258+115)m的双塔斜拉桥,采用半飘浮的约束体系,桥面全宽29m,设有双向4车道及两侧人行道。桥塔采用钻石形钢筋混凝土结构,主梁采用双边"工"形钢-混组合梁,混凝土桥面板采用预制构件,在纵梁、横梁及人行道托架顶部均设有混凝土后浇带,通过剪力钉与钢主梁连接。斜拉索采用扇形布置的空间双索面平行钢丝拉索体系,通过钢锚箱和锚拉板分别与桥塔和主梁相连。桥塔和边墩基础采用钻孔灌注桩基础。桥址位于高烈度地震区,采取了在桥塔处设置纵向活动抗震球型支座、边墩设置纵向活动横向摩擦摆减隔震支座,在桥塔下横梁与主梁间设置纵向粘滞阻尼器的减隔震措施。根据结构特点以及建设条件,主梁施工方案采用大节段支架法。     

铜陵公铁两用长江大桥主桥设计

铜陵公铁两用长江大桥主桥为(90+240+630+240+90)m的五跨连续钢桁梁斜拉桥,该桥上层桥面布置6车道高速公路,下层桥面布置4线铁路,主梁纵向采用飘浮体系,主梁和桥塔下横梁间设置阻尼装置。主梁采用3片主桁,N形桁架,主桁采用全焊桁片式设计,公路和铁路桥面均采用密布横梁的正交异性整体钢桥面,下层桥面在受力较大的桥塔根部及压重区段采用箱形结构,每个竖杆处均设有三角形桁架式横联;桥塔为倒Y形C50混凝土结构,承台以上桥塔高212m;斜拉索采用三索面布置,桥塔两侧各布置3×19根钢绞线斜拉索。除深水区3号桥塔墩采用沉井基础外,其余主墩均采用桩基础,沉井基础为圆端形,上部18m采用混凝土结构,下部50m采用钢结构。     

三官汉江公路大桥上部结构设计

三官汉江公路大桥主桥为主跨190m斜拉刚构组合体系桥,桥面宽33.5m,通航净高10m。该桥主梁采用单箱三室大悬臂预应力混凝土梁,桥塔采用实心开槽断面混凝土塔,斜拉索采用钢绞线体系,索塔处拉索锚固采用分丝管索鞍形式并具备逐根换索条件。最后简要介绍了上部结构的总体受力、挑梁受力和主梁剪力滞效应等设计验算结果。     

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%。     

荆岳长江公路大桥设计

根据荆岳长江公路大桥桥址处自然环境条件,主桥采用主跨816 m双塔双索面六跨不对称混合梁斜拉桥;桥塔为双柱H形,北塔采用双圆形分离式基础,南塔采用矩形分离式承台+群桩基础;主梁采用分离式双边箱梁结构,中跨和北边跨采用扁平钢箱梁结构,南边跨采用PC箱梁结构,钢-混凝土结合段采用带钢格室的部分连接填充混凝土方案;斜拉索采用外缠PVF氟化膜的高强平行钢丝索,除桥塔附近几对大倾角斜拉索直接锚固在混凝土塔壁齿块上外,其余均采用钢锚梁锚固型式。     

沪蓉高速公路铁罗坪大桥设计

铁罗坪大桥主桥为预应力混凝土双塔双索面斜拉桥,跨径布置为(140+322+140)m。该桥主梁基本断面形式为边主梁;桥塔为H形,总高190.397m,塔柱采用空心五边形断面,在上塔柱锚固区采用U形预应力束加强,桥塔墩基础由24根2.4m的桩基组成;每个桥塔两侧布置19对斜拉索,斜拉索采用低松弛镀锌高强钢丝。从温度作用、汽车荷载作用、成桥阶段稳定系数方面对2种结构体系(墩塔梁固结体系和飘浮体系)进行比选,最终选择了对结构受力更为有利的墩塔梁固结体系。采用MIDAS Civil软件分别对该桥静、动力特性、抗风稳定性及地震反应进行分析,分析结果表明结构受力均满足规范要求。该桥主梁采用悬臂浇筑施工,合龙顺序为先边跨、再中跨。     

柳州白沙大桥主桥设计

柳州白沙大桥主桥为主跨2×200m的单塔双索面斜拉桥,刚构体系。主梁采用正交异性钢桥面板流线型扁平钢箱梁,梁高4m、宽38m。桥塔采用钢结构空间Q形塔,塔高108m,为反对称结构。桥塔塔底通过剪力钉和PBL剪力键与混凝土塔座及承台锚固。全桥共布置60根斜拉索,按空间双索面布置,梁上索距12m、塔上索距3m。斜拉索锚固,塔端采用钢锚箱方式,梁端采用锚拉板方式。边墩采用花瓶形框架式桥墩,桥塔墩与边墩均采用分离式矩形承台、钻孔灌注桩基础。为控制成桥线形,并保证施工期间的通航,该桥主梁采用顶推法架设。采用空间有限元程序MIDAS Civil对该桥进行结构静力计算,计算结果显现出成桥阶段主梁横弯、运营阶段主梁刚度偏小的反对称结构受力特性。     

钢管混凝土斜塔斜拉桥设计

金寨长征大桥主桥为(80+100)m斜塔斜拉桥。桥塔采用钢管混凝土组合结构,在钢管内部设置钢筋笼、钢管内壁焊接PBL纵向加劲肋及环向加劲肋,并灌注高性能混凝土,基础采用钻孔灌注桩;主梁采用钢箱结构;斜拉索呈扇形布置在中央分隔带内,单索面双排布置,斜拉索采用镀锌高强平行钢丝束,外层护套表面设置螺旋线以抑制风雨振;塔、墩、梁处钢-混结合段采用剪力钉、PBL连接键等,形成塔、墩、梁固结的约束体系。主桥采用临时墩辅助下的钢箱节段拼装方法施工。利用有限元软件对主桥进行整体结构计算,结果表明主桥的钢管混凝土桥塔、主梁、斜拉索应力均满足规范要求。     

混合梁自锚式人行悬索桥设计

曹娥江步行桥为(35+37.5+100+37.5+35)m混合梁自锚式悬索桥,半飘浮约束体系,桥面总宽7.5 m。全桥设置2根主缆,主缆采用锌铝合金镀层钢丝,抗拉强度1960 MPa。吊索采用环氧涂层预应力钢绞线,抗拉强度1860 MPa。主跨、边跨加劲梁为钢箱梁,锚固跨为预应力混凝土箱梁。桥塔为有上、下横梁的框架式混凝土结构,基础采用大直径嵌岩桩。桥梁采用“先梁后缆”的施工顺序,体系转换采用无应力状态控制法。主索鞍采用预偏技术施工,有效控制桥塔弯矩,保证结构安全。     

粉房湾长江大桥施工关键技术

粉房湾长江大桥为跨度(216.5+464+216.5)m的双塔双索面钢桁梁斜拉桥,公轨两用,上层公路、下层轻轨.为免受地理位置、地质条件影响及保证公轨两用斜拉桥施工精度,桩基施工因地制宜地分别采用冲击钻、水钻法人工挖孔桩2种施工方法;承台开挖采用注浆止水帷幕施工工艺;桥塔施工采用液压爬模技术,施工过程中对桥塔施加预顶力,横梁施工采用装配式钢管支架,先施工桥塔后施工横梁;钢桁梁架设采用南北岸不对称方式,斜拉索挂设张拉后完成体系转换.目前该桥桥塔已施工完成,桥塔偏位为6 mm,钢桁梁架设及斜拉索挂设已接近尾声,钢桁梁线形偏差始终在2 cm以内,均满足设计要求.     

曲线形独塔无背索斜拉桥施工控制关键技术

漳州市双鱼岛内环北路桥为跨径(110+25)m的曲线形独塔无背索斜拉桥,采用塔梁墩固结体系,主梁采用钢-混凝土混合梁结构。该桥采用先梁后塔、塔索同步的总体施工方案,为保证成桥后的内力和线形满足设计要求,采用无应力状态控制法对该桥进行施工控制。在该桥施工控制中,通过设置预拱度控制主梁线形;通过设置纵向预偏量和预抛高控制桥塔线形;采用割线法进行索导管倾角修正;通过张拉索力和2次放索控制桥塔内力,斜拉索一次张拉到位;采用"减小张拉索力+调整螺母位置"的方法解决斜拉索的"超长"问题;通过2次放索将张拉索力调整到成桥索力,采用迭代法计算放索之前的目标索力。内环北路桥已建成,成桥后的桥梁线形和内力均符合设计要求。     

秋浦河双塔双跨结合梁悬索桥施工控制方法研究

秋浦河桥主桥为双塔双跨结合梁悬索桥,结构形式新颖,主梁成桥状态内力与施工工序高度耦合,施工控制难度较大。由于主梁采用了自重较轻的钢混组合结构,成桥状态吊杆内力和空缆线形对主梁重量参数较为敏感;在主缆架设过程中,考虑到吊索可调整长度小、温度影响大等因素,采用解析方法动态精确计算不同温度下基准索股的架设线形,并对一般索股线形进行了严格控制。因桥塔高度较矮,自重产生的初始压应力小,主梁吊装过程中容易在桥塔中部的截面变化部位产生拉应力,结构体系转换过程非常复杂。针对上述控制难点,对钢梁制作线形以及吊装方案进行了反复调整与优化,提出了较为合理的主梁吊装方案,确保了主梁架设过程中桥塔的安全。     

贵州都格北盘江大桥主桥设计及关键技术

贵州都格北盘江大桥主桥采用(80+2×88+720+2×88+80)m双塔双索面钢桁梁斜拉桥。主梁采用由钢桁架和正交异性钢桥面板结合的钢桁梁结构体系。通过在混凝土检修道、主桁弦杆内灌混凝土的压重形式平衡主、边跨恒载及活载的重量。全桥共设112对224根斜拉索,斜拉索上端锚固于上塔柱内的钢锚梁上,下端锚固于主桁架上弦杆的钢锚箱上。桥塔采用H形钢筋混凝土结构,桥塔基础采用28根直径2.8m的群桩基础。针对该桥特殊的地理位置和建设条件,对山区风荷载、钢桥面板结构体系、主梁架设方案及运营期斜拉索凝冻监测技术等进行研究,解决了大桥建设的技术问题。该桥已于2016年通车,目前运营状况良好。     

青山长江公路大桥无下横梁桥塔设计关键技术

青山长江公路大桥主桥为主跨938m的双塔双索面混合梁斜拉桥,采用七跨连续全飘浮体系。结合主桥大跨、超宽、重载以及下塔柱短的技术特点,主桥桥塔采用无下横梁的A形桥塔,通过设置于桥塔中心处的0号斜拉索为主梁提供桥塔处竖向支撑。根据桥塔的结构形式及受力特点,将桥塔上横梁设置于桥面以上塔柱中点位置处,塔顶结合段总高设置为20m。根据主桥斜拉索索力及角度变化范围大等特点,设置3种不同的斜拉索锚固方式,采用变高的钢锚梁设计(取消了滑动侧四氟滑板的设置)。为精确分析桥塔受力特点,建立全桥三维模型,对桥塔施工及运营阶段进行有限元分析,并对塔顶结合段、斜拉索锚固区及钢锚梁进行实体有限元局部分析,结果表明桥塔的强度及刚度均满足规范要求。