商合杭铁路芜湖长江公铁大桥桥塔施工关键技术

商合杭铁路芜湖长江公铁大桥主桥为主跨588m的双塔双索面矮塔箱桁组合梁斜拉桥,2号和3号主墩均采用门形钢筋混凝土桥塔,塔高分别为155m和130.5m。桥塔设上、下2道横梁,下塔柱外倾,上塔柱内倾。该桥塔柱采用液压爬模分节施工,在两侧上、下塔柱间分别设置钢管横撑和临时对拉钢绞线;下横梁采用落地支架法施工,上横梁采用"牛腿+支架"法施工,上、下横梁混凝土与塔柱同步浇筑;索塔锚固区采用钢锚梁拉索锚固体系与预应力锚固体系相结合的方式锚固,塔柱预应力采用"#"形布置,利用定位支架精确定位钢锚梁。在施工期间,采用"零状态"测量+相对设站法定位等措施控制塔柱线形;并采用高性能混凝土抗裂技术防止大体积混凝土表面开裂。     

嘉鱼长江公路大桥桥塔设计

嘉鱼长江公路大桥主桥为主跨920m的双塔单侧混合梁斜拉桥。该桥桥塔采用钻石形混凝土结构,由上、中、下塔柱,中上、中下塔柱结合段,下横梁和塔座构成,北塔高235m、南塔高251.41m,两塔下横梁以上结构保持一致。该桥北塔、南塔各有30对斜拉索,第1和第2对斜拉索在塔壁混凝土齿块上直接锚固;第3~30对斜拉索锚固采用"钢锚梁+钢牛腿"的形式,钢锚梁采用单锚梁结构,1根锚梁锚固4根斜拉索。为减小超高桥塔常见的混凝土开裂病害,在桥塔混凝土中掺入聚丙烯腈单丝纤维、聚丙烯粗纤维进行防裂抗裂处理。针对北塔下塔柱较短、下塔柱和下横梁受力不利的情况,经方案比选,采用先浇部分下横梁的施工方案,有效减小下横梁混凝土收缩开裂的风险。     

佛山同济大桥主桥总体设计

佛山同济大桥主桥采用(200+68+46) m混合梁斜拉桥,塔梁墩固结体系。桥塔采用“佛手”形状的钻石形钢筋混凝土结构,塔高125 m,塔柱采用空心箱形断面,外侧四角倒椭圆弧,基础采用整体式承台+?2.5 m钻孔灌注桩基础。主梁采用PK断面混合梁,全宽38.6 m(含风嘴),中心线处梁高3.5 m,中跨为正交异性板钢箱梁,钢箱梁顶板U肋采用双面焊工艺,边跨为混凝土箱梁。斜拉索采用标准抗拉强度1 860 MPa的高强度低松弛环氧涂层预应力钢绞线。斜拉索塔端采用整体式钢锚梁和混凝土齿块锚固;钢箱梁端采用锚箱式锚固,混凝土箱梁端采用箱外混凝土凸块锚固于风嘴处。边跨混凝土箱梁采用支架现浇施工,主跨钢箱梁采用桥面吊机悬臂拼装。经验算,桥梁结构受力满足规范要求。     

大跨度斜拉桥新型索塔锚固构造力学性能研究

针对斜拉桥传统钢锚箱构造复杂、吊装重量大,钢锚梁结构需设置环向预应力、索导管定位复杂等问题,研究一种新型钢锚箱锚固结构(主要由混凝土桥塔、U形钢锚固件和钢拉板组成,塔壁不设环向预应力)的适用性。以某大型斜拉桥(采用传统钢锚梁+环向预应力锚固形式)为背景,提出这种新型钢锚箱索塔锚固结构设计方案,建立锚固区节段有限元模型,研究其受力性能。结果表明:新型钢锚箱索塔锚固结构设计方案中,斜拉索水平力基本由新型钢锚箱承担,取消塔壁环向预应力,按钢筋混凝土受拉构件由最小配筋率下裂缝宽度控制塔壁设计,塔壁设计凹形部位便于钢结构锚固;在正常使用工况和断索工况下,新型钢锚箱索塔锚固区受力合理,塔壁应力、裂缝宽度等指标均满足规范要求。     

厦漳跨海大桥南汊主桥桥塔设计

厦漳跨海大桥南汊主桥为主跨300 m的双塔结合梁斜拉桥.对H形、钻石形、菱形和宝瓶形等塔形进行比选,最终确定该桥桥塔采用改进的H形钢筋混凝土桥塔(上塔柱竖直,中塔柱倾斜,下塔柱外侧面竖直、内侧面倾斜).桥塔塔柱采用矩形空心截面,在塔底设置高4.0m的实体段;钢锚梁采用开口箱形截面;塔柱横梁为全预应力混凝土结构,箱形截面;承台采用哑铃形截面;桥塔基础采用钻孔灌注桩群桩基础.为检验桥塔受力,对裸塔和全桥进行整体计算,并采用ANSYS和MIDAS分析桥塔关键部位局部受力.分析结果表明,桥塔各部位受力均满足规范要求,并有一定的安全储备.     

太原摄乐大桥主桥设计

太原摄乐大桥造型取意"并州之塔",创造性地采用大幅变宽塔柱与空间扭索面相结合的独塔斜拉桥,主桥跨径布置为(30+150+150+30) m,采用全飘浮减隔震支承混合体系。桥塔采用大幅变宽无横梁A形塔柱,桥面以上采用钢箱塔柱,桥面以下采用混凝土空心塔柱,塔柱钢-混结合段采用双层端板承压分级锚固传力构造。主梁采用半封闭双边箱钢梁,桥面铺装采用UHPC超高性能混凝土。斜拉索采用标准抗拉强度1 670 MPa的平行钢丝,空间扭转索面,在碰撞概率较大的8～16号斜拉索交叉范围300 mm内采用热固型PVF保护套包裹。斜拉索塔上锚固采用钢锚梁与锚拉板相结合的形式。桥塔、辅助墩和边墩基础均采用钻孔灌注桩。     

昌九高铁扬子洲赣江公铁大桥西支主桥桥塔设计

昌九高铁扬子洲赣江公铁大桥西支主桥采用竖琴形索面箱桁组合梁斜拉桥,跨径布置为(48+144+320+144+48) m。根据桥梁结构特点,针对花瓶形、H形和钻石形桥塔方案,从结构受力、景观效果、施工难度、经济性等方面进行比选,最终采用适应宽主梁、竖琴形索面的花瓶形桥塔。2座桥塔高度分别为143.5 m和147.1 m,采用C50钢筋混凝土结构,由上、中、下塔柱组成,塔柱圆弧过渡,设上、下2道横梁,下横梁采用预应力混凝土结构,上横梁由2道反向圆弧的预应力混凝土小横梁和中间的装饰性钢结构共同组成“昌”字造型。索塔锚固区采用钢锚箱锚固体系与预应力锚固体系相结合的方式。桥塔下塔柱采用翻模法施工,中、上塔柱外部采用爬模法施工、内部采用翻模法施工。对桥塔进行整体静力、局部应力、稳定性及抗震分析,结果表明桥塔强度、刚度、稳定性及抗震性能均满足规范要求。     

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。     

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。     

贵州凯峡河特大桥总体设计

贵州凯峡河特大桥为(180+230) m不对称半飘浮体系独塔结合梁斜拉桥,桥梁依次跨越凯峡河河谷和U形溶蚀槽谷。主梁采用双边“上”字形钢主梁与混凝土桥面板组成的结合梁,全宽30 m,桥面板采用C55高性能混凝土。桥塔采用“人”字形结构,塔高117 m。斜拉索采用环氧喷涂钢绞线成品索,按空间双索面扇形布置,单个索面布置18对,全桥共72根斜拉索。索塔锚固采用钢锚梁;索梁锚固采用锚拉板,为适应空间索面斜拉索锚固,锚拉板与钢主梁腹板采用小角度弯折焊接。桥塔采用爬模法施工,钢主梁采用桥面吊机悬拼。分别采用有限元软件MIDAS Civil和MIDAS FEA对斜拉桥进行总体和局部计算,结果表明该桥各项指标均满足规范要求。     

包银铁路乌海黄河特大桥主桥桥塔方案比选及设计

包银铁路乌海黄河特大桥主桥为(80+80+260+80+80) m钢-混混合梁斜拉桥,桥位处于Ⅷ度震区。为确定受力合理、造价经济的桥塔造型,结合抗震需求,对H形塔、门形塔、井形塔及上塔柱内收的井形塔4种桥塔造型方案进行结构内力与经济性对比分析,最终选择兼顾受力、经济和美观的H形塔方案。H形桥塔采用混凝土结构,塔高101 m,其上、中塔柱及上横梁采用单箱单室截面,下塔柱及下横梁采用单箱双室截面,桥塔横桥向宽24.5 m,桥面以上有效塔高73.5 m,高跨比为0.283;索塔采用环向预应力锚固,环向预应力采用缓粘结预应力钢绞线、井字形布置。对H形桥塔进行施工、运营阶段及地震工况下的计算分析,结果表明:桥塔结构强度、抗裂性、稳定性及抗震性能均满足规范要求。     

钢锚梁式钢—混组合索塔锚固体系设计与分析

某斜拉桥主桥是一座跨径布置为(130m+300m+130m)的双塔双索面预应力混凝土梁斜拉桥,索塔采用倒Y型,斜拉索在桥塔端采用新型空间索面钢锚梁式钢-混组合索塔锚固体系进行锚固。该型锚固体系将锚箱焊在钢锚梁两侧,同时采用钢牛腿替换传统的混凝土牛腿结构,提高了施工速度,改善了结构受力。介绍了该种锚固体系的特点,并采用有限元方法对改型索塔锚固体系的受力情况进行了分析,可为该类型索塔锚固体系设计提供参考。     

常泰长江大桥主航道桥桥塔方案研究

常泰长江大桥主航道桥为主跨1 176 m的公铁合建双塔斜拉桥,由于跨度和主梁自重均较大,该桥桥塔具有塔高、体量大、索力大、塔端锚固构造及施工较为复杂的特点。根据桥塔结构特点,开展桥塔方案、索塔锚固方案等一系列研究,创造性地提出采用钢-混混合空间钻石型桥塔(简称SCDT)和钢箱-核芯混凝土组合索塔锚固结构(简称SCAS)。空间钻石型桥塔将平面钻石形桥塔方案的中、下塔柱沿纵向分解形成框架结构,能大幅提高桥塔纵向刚度及斜拉索利用效率、极大地减小桥塔在施工和使用期可能出现的非受力方向开裂风险。钢箱-核芯混凝土组合索塔锚固结构将核芯混凝土布置在截面中性轴位置,主要用于承受上塔柱的轴向压力,外围钢箱结构承受弯矩,该锚固结构能充分发挥钢和混凝土材料的结构力学性能,且景观效果好、传力途径明确、受力合理。     

六安寿春西路V形斜塔景观斜拉桥设计

安徽省六安寿春西路桥为大型景观桥梁,主桥为(108+70)m V形斜塔非对称斜拉桥,桥面宽47.0m,主梁采用大悬臂宽幅展翅钢-混混合梁,钢-混结合段采用部分填充混凝土后承压板式构造。桥塔为矩形变截面混凝土塔,为实现V形斜塔景观效果,塔柱桥面以上无横梁。为弥补无横梁倾斜塔柱结构受力、变形及稳定性的不足,采用了塔柱增设预应力筋、塔顶及塔梁固结段采用钢纤维混凝土、副塔斜拉索两次锚固、双索面竖琴形布置、整体挤压式锚固体系等措施。桥梁下部结构采用承台接群桩基础。主梁及桥塔均采用钢管支架法施工。采用MIDAS进行整体计算并采用ANSYS进行局部计算,结果表明结构设计满足规范要求。     

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%。     

斜拉桥索塔分组集聚锚固体系设计探讨

斜拉桥索塔分组集聚锚固体系是一种新型的锚固体系,它将斜拉索分组锚固于塔柱间钢箱梁横隔板之间的锚固构造内,形成索塔体外锚固体系。与传统的索塔锚固方式相比,混凝土与钢横梁承压板连接部位始终处于受压状态,降低塔柱混凝土开裂的风险,并可实现塔梁同步施工,施工便捷性和经济性均有优势。国内安徽池州大桥首次成功应用此新型锚固体系。为明确分组集聚锚固体系的力学行为特性和设计方法,以池州大桥为例,首先介绍了该体系的基本设计思想,从斜拉索分组原则、钢横梁设计要点、塔梁连接构造设计几个方面进行了阐述。接着应用有限元软件Midas建立全桥仿真模型,设计了6种计算工况,对斜拉索索面布置、分组集聚形式、钢横梁设计参数进行了敏感性分析。引入塔梁刚度比,研究主塔与钢横梁的刚度匹配,明确了分组、集聚、塔梁刚度比对全桥受力的影响,并给出了设计优化建议。结果表明:分组集聚锚固体系对全桥的横向稳定性和抗扭转性能更有利,钢横梁受力较为复杂,是今后设计的重点;改变横梁长度带来的是主塔-横梁局部受力的变化,改变横梁间距带来的是斜拉桥整体受力的变化;在满足布设空间和构造要求前提下,尽可能减小钢横梁长度和增大横梁间距,以减小塔梁刚度比、提高斜拉索效率,对索塔体系受力和经济性均有利。     

太原市机场路祥云桥桥塔设计

太原市机场路祥云桥主桥为独塔混合梁斜拉桥,桥塔由3根塔柱组成,空间呈火炬造型,在桥面以上为钢塔柱,在桥面以下为混凝土结构.钢塔柱内部加劲肋按照半刚性加劲肋的原则设计;塔柱联结系采用刚接方案,3根塔柱之间设置20道空间水平联结系;在钢塔柱与混凝土塔柱间设置钢—混凝土结合段(高7.05 m),主要传力构件为PBL剪力键;塔顶钢塔帽将3根塔柱顶端固结,其下段为连接塔柱的重要受力构件,上段为装饰构造;斜拉索在中塔柱内采用双锚箱的方式锚固,在边塔柱内采用锚梁的方式锚固;斜拉索向塔柱圆弧外侧拉伸锚固;3根塔柱采用整体式基础方案,承台间设置系梁.     

池州长江公路大桥施工控制关键技术

池州长江公路大桥为主跨828m的双塔双索面混合梁斜拉桥,采用将斜拉索分组集聚式锚固于塔间钢横梁上的新型锚固形式。钢箱施工梁采用悬臂拼装法,边跨预应力混凝土箱梁施工采用支架现浇法。针对大桥集聚式锚固和主梁不对称施工两个特点,应用几何控制法进行施工控制,采取了塔柱偏位和预抬量控制、塔柱应力控制、钢横梁预抬量控制、主梁制造线形及安装线形控制、斜拉索下料长度控制等诸多关键控制技术。成桥后对索塔偏位及应力、主梁线形、斜拉索索力进行了实测,并与理论值进行对比分析,结果表明：结构线形、应力、索力的实测值与理论值较吻合,均满足规范要求;大桥总体控制效果良好。     

空间索面斜拉桥钢锚梁受力性能分析

斜拉桥索塔锚固区是承载拉索锚固力的重要结构,也是斜拉桥桥塔设计的关键部位。钢锚梁式索塔锚固构造是一种能够较好发挥钢结构抗拉能力强的索塔锚固结构,但这种锚固形式主要应用于竖直索面布置斜拉桥,在空间索面斜拉桥中的应用于研究较少。为了研究在空间索面作用下钢锚梁结构的受力特点,以某空间索面斜拉桥为依托,通过数值模拟与理论分析的方法对钢锚梁是锚固区的受力特性进行了研究。通过研究可知空间索面拉索对锚梁的横桥向水平分力相对较小,可通过侧向限位装置提供可控的横桥向支撑;锚梁的拉板在老虎口位置应力集中明显,应注意加强该区域的圆顺过渡;混凝土塔壁设计应加强在断索工况下的承载能力检验。     

郑州郑北大桥总体设计

郑州郑北大桥采用桥跨布置为(221+221) m的独塔双索面结合梁斜拉桥,桥面宽度为43. 0m。该桥上跨郑州北铁路编组站,主梁采用双箱形钢主纵梁和预制混凝土桥面板共同受力的结合梁,剪力键为圆柱头焊钉。桥塔采用H形结构,塔柱为单箱单室箱形截面。桥塔设有72根斜拉索,按双索面扇形布置,斜拉索在主梁和桥塔的锚固分别采用锚拉板式构造和钢锚箱构造。斜拉索采用平行钢丝拉索,双层共挤HDPE护套,护套表面设抗风雨振功能的双螺旋线。主梁采用多点顶推施工方案,采用钢导梁和扣索塔架辅助顶推作业。文章以实际工程为例,首先对主梁设计、桥塔和基础设计、斜拉索设计及斜拉索锚固构造设计进行了分析讨论,然后对主梁施工方案进行了探究,工程施工后满足了施工要求,达到了预期效果,保证了工程的顺利施工。