减少桥梁构件的桥梁设计实例

桥梁的初步设计是以力的优化为手段,达到减少结构构件和将构件尺寸降到最小的目标。介绍以此为设计理念的4座桥梁。瑞士格里姆瑟尔湖上单跨352m的无缝板梁斜拉桥,桥塔高75m,桥面板宽10.9m,厚1.2m,2个轻微向内倾斜的斜拉索面承担全桥重量,并提供桥面板的抗扭刚度。阿拉伯联合酋长国阿布扎比的独塔斜拉桥,跨径布置为205m+205m,塔高118m,桥塔为纺锤形,在主梁横向中间位置沿道路平曲线布置单索面扇形斜拉索。阿拉伯联合酋长国阿布扎比的170m上承式拱桥,宽42.1m,钢拱架高117m,倾斜的2个外侧斜拉索面承担由曲线梁的恒荷载所产生的扭矩,主梁悬吊在从拱中间垂直下来的斜拉索面上。美国布法罗市尼亚加拉河上的和平桥为三塔斜拉桥,跨径布置为(114+245+268+137)m,桥面宽20m,每个桥塔由2个针状塔肢组成,斜拉索布置为竖琴形,设计中通过一系列的塔肢与主梁刚性连接系统解决多塔斜拉桥纵向稳定问题。     

泰国干乍那披色桥结构设计与施工

泰国干乍那披色桥为双塔双索面钢-混凝土组合梁斜拉桥,跨越昭披耶河,主跨500 m,主桥全长951m。桥墩采用A形空心钢筋混凝土结构;承台采用哑铃形预应力混凝土结构;基础采用钻孔灌注桩基础;斜拉索共168根,采用15.7 mm单股平行镀锌钢绞线。主跨主梁由临时塔支承,并由吊机起吊安装,边跨桥墩上主梁由吊机起吊安装;塔柱采用自爬模法施工,锚固区采用自爬模板和塔吊施工;斜拉索按照等张力法张拉。介绍该桥主要结构设计与施工。     

上海长江大桥斜拉索施工工艺

上海长江大桥主通航孔桥为双塔双索面五跨钢箱梁斜拉桥,其跨径布置为(92+258+730+258+92) m.斜拉索为空间双索面扇形布置,每个索面23对(全桥另有4对0号索),全桥共192根.介绍超长、大直径斜拉索塔端牵引、张拉施工技术.     

淡江大桥主桥设计

淡江大桥主桥跨越淡水河口,主桥采用单塔不对称半飘浮体系斜拉桥,全长920 m,跨径布置为(2×75+450+175+75+70)m,主跨450 m,桥面净宽44.7 m,桥下通航净高20 m,倒Y形桥塔高200 m。在桥塔及两端伸缩缝处的桥墩设置减隔震阻尼器,主梁采用钢箱梁(长660 m)及钢-混结合梁(长260 m),斜拉索按扇形双索面布置,共94根斜拉索。桥梁设计寿命为120年,依据基于性能的设计规范AASHTO LRFD及性能化抗震设计,结构强度满足规范要求。采用风洞试验与数值风力分析验证主桥结构的气动稳定性,结果表明当风速达100 m/s时,结构仍然稳定。     

唐山二环路特大吨位转体斜拉桥设计

新建唐山市中心城区环线(二环路)工程跨越既有津山铁路,主桥为(34+81+115) m双幅桥面四索面预应力混凝土斜拉桥。主梁采用1.5 m等高度混凝土箱梁,标准段单幅箱梁顶宽19 m。桥塔横向采用双人形结构。斜拉索采用?7 mm高强平行钢丝拉索体系,空间扇形索面布置。为避免斜拉索张拉、后期养护维修及换索等影响铁路运营,索梁锚固采用钢锚拉板的形式。斜拉桥结构采用半飘浮体系,塔梁间设置纵向粘弹性消能阻尼器,边墩和辅助墩处设横向粘弹性消能阻尼器。斜拉桥跨越既有铁路,主桥采用旁位现浇再水平转体的施工方法,转体重量达330 000 kN,转体球铰外轮廓直径5.5 m,球缺直径5.3 m。     

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。     

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。     

宁波杭州湾大道跨十塘横江桥设计

为满足城市桥梁的景观和功能等要求,杭州湾大道跨十塘横江桥设计为交叉式独塔斜拉桥。主桥采用(33+42+51+44)m独塔斜拉桥,桥面宽40.5m,在边跨、主跨各设1个辅助墩,形成四跨一联的结构体系;主梁采用预应力混凝土单箱六室箱梁;相互交错的大、小钢拱圈构成桥塔,大、小塔柱顺桥向倾角为10°,钢拱塔与混凝土塔座之间设4.5m高钢-混结合段;斜拉索采用扇形空间双索面布置,塔上采用销轴式锚固。桥塔采用分节段吊装施工,主梁采用分节段支架现浇施工。有限元计算结果表明该桥的强度、刚度和稳定性均满足要求。     

安庆铁路长江大桥设计

安庆铁路长江大桥是宁安城际铁路与阜景铁路共同跨越长江的通道,大桥全长2 996.8 m,主桥跨度布置为(101.5+188.5+580+217.5+159.5+116) m,为六跨连续钢桁梁斜拉桥.主梁采用3片主桁构造,桁高15 m,节间距14.5 m,桥面为正交异性板钢桥面.桥塔高210 m,桥塔基础采用37根φ3.0 m钻孔摩擦桩基础,桩长分别为108 m、113 m.斜拉索采用平行钢丝索,空间三索面扇形布置.主梁采用双悬臂安装、跨中合龙.静、动力计算分析表明大桥具有较高的刚度和良好的列车走行性.     

六库怒江二桥设计

为探索混合梁斜拉桥的结构特点及其关键技术,对六库怒江二桥的设计和计算分析过程进行总结.六库怒江二桥为独塔单索面混合梁斜拉桥,跨径组合为(81+175)m,桥面宽32m,采用塔、墩、梁固结体系;桥塔高70.0m,为混凝土结构,斜拉索采用φ7 mm高强度平行钢丝,为扇形空间索面布置,主墩基础采用钻孔灌注桩基础.设计过程中采用有限元软件MIDAS、桥梁博士对该桥进行总体受力分析,采用ANSYS对钢箱梁、锚拉板等局部受力性能进行计算分析和优化,通过试验及计算对该桥的抗震及抗风性能开展了专题研究.结果表明该桥的强度、刚度等各项检算值均满足规范要求.     

同向回转拉索锚固体系斜拉索施工技术

安徽五河定淮淮河特大桥主桥为独塔双索面混合梁斜拉桥,跨径布置为246m+125m,该桥采用钢绞线斜拉索,斜拉索采用同向回转拉索锚固体系,即斜拉索穿过桥面一侧锚具,绕过桥塔后锚回到桥面另一侧锚具,形成同一对编号斜拉索。同向回转拉索锚固体系由钢绞线拉索系统、夹持型大转角鞍座锚索系统及主梁锚拉板锚索系统3部分组成。斜拉索采用三角提升原理安装,利用穿索机推送及卷扬机牵引将主梁一侧的钢绞线送入HDPE外套管中,穿过鞍座后,通过穿索机推送及另外一台卷扬机牵引钢绞线回到主梁另一侧锚固区,钢绞线穿索就位后,采用单股对称张拉法进行斜拉索张拉,张拉到位后进行封锚处理。     

八大河特大桥主桥结构设计

八大河特大桥主桥为中央索面变高度预应力混凝土部分斜拉桥,跨径布置为(125+230+125)m,采用塔墩梁固结体系.主梁为变高度混凝土单箱三室连续箱梁,采用C55混凝土和纵、横、竖三向预应力体系;桥塔布置在主梁截面中央,采用钢筋混凝土矩形实体截面,桥面以上塔高39 m;桥塔横桥向布置2排斜拉索,每侧设16对,斜拉索采用...     

大跨径自锚式悬索桥斜拉法施工关键技术研究

重庆市鹅公岩轨道专用桥主桥为(50+210+600+210+50)m的双塔双索面自锚式悬索桥,全桥采用"先梁后缆"法施工,边跨加劲梁采用顶推法施工,中跨加劲梁采用先斜拉后悬索方法施工。为选择合理的斜拉桥目标线形、斜拉索索力调整方案、斜拉索拆除顺序与拆除时机等,采用MIDAS Civil软件建立自锚式悬索桥施工过程计算模型,针对各种方案下的结构特性进行模拟计算与分析评定。计算模拟结果表明:成桥后调整部分斜拉索索力,将加劲梁拉升至接近去除二期恒载的线形作为临时斜拉桥的目标线形的方案,综合效益较优;选择从跨中16号向塔侧6号斜拉索方向调整11对索的索力调整方案;吊索张拉全部完成后临时斜拉索按自上而下顺序拆除的方案更为安全合理。     

哥伦比亚新普马雷霍大桥

新普马雷霍大桥(New Pumarejo Bridge,见图1)位于哥伦比亚巴兰基亚市,跨越马格达莱纳河,全长约4 km,是1972年建成的旧桥(里卡多·莫兰迪设计)的替换桥。主桥为长830 m的斜拉桥,跨径布置为(70+155+380+155+70)m,斜拉索采用半竖琴式布置,桥塔左右各40 m范围为无索区。塔梁固结,其余桥墩上安装盆式支座。右侧引桥跨径布置为12×70 m+55 m,平面曲线半径461 m;左侧引桥由跨径均为70 m的3跨组成,前2跨宽度与其它引桥跨相同,第3跨为变宽截面,与3条分叉接线道路连接,并入城市道路网。     

滨州黄河公路大桥设计与施工

滨州黄河公路大桥为跨度(42 42 300 300 42 42)m的三塔双索面PC斜拉桥，桥面宽度达到32．8m。介绍该桥的总体布置、结构设计、施工和施工控制的要点。     

粉房湾长江大桥主桥结构设计

重庆江津粉房湾长江大桥主桥为(60.5+156+464+156+60.5)m双塔双索面半飘浮体系公轨两用钢桁梁斜拉桥,桥塔为曲线宝塔形,部分预应力钢筋混凝土结构,塔柱全高188.30m,中间设置3道横梁,采用钢筋混凝土承台和大直径(φ3.0 m)钻孔灌注桩基础.钢桁梁采用空间三角形桁式,正交异性桥面板,上层为公路桥面,双向6车道,下层为双线轨道交通桥面.斜拉索每索位布置2根拉索代替常规的1根拉索,以降低强大索力对塔柱产生的应力集中影响,同时具有不中断轨道交通换索的可行性.     

湖南省试建版拉桥

国内一种新型桥梁结构——版拉桥,正在湖南省桃江县首次试建。该桥的跨度为30+60+30m,桥宽净4m,单车道。设计荷载10t车列。桥型布置如附图。 版拉桥结构体系仍属斜拉桥,但将柔性斜拉索改为刚性索,并联成整体而成版状。这样可以减少钢索防腐,并增强全桥的刚度。 试验桥的桥塔结构高度仅     

粉房湾长江大桥斜拉索安装技术

粉房湾长江大桥主桥为公轨两用双层桥面钢桁梁斜拉桥,为了将斜拉索穿过索导管、顺利牵引至塔柱内箱,并保证锚固在主梁同一截面上的4根斜拉索同时对称张拉,设计制作了张拉杆、软牵引2套张拉系统.斜拉索施工方法如下:在上游塔柱各设置1台塔吊用于塔端斜拉索安装及空中展索;在塔顶布置卷扬机,将斜拉索牵引入索导管并提升塔柱内的千斤顶、撑脚、张拉杆等塔内设备;在塔顶布置工字钢扁担梁支撑塔顶卷扬机;在桥面塔柱安装卷扬机将索头提升至索导管位置;采用卷扬机及导向滑轮组、手拉葫芦将梁端索头牵引到位;采用千斤顶张拉斜拉索.     

厦漳跨海大桥钢箱梁施工关键技术

厦漳跨海大桥北汉主桥为主跨780 m的连续钢箱梁斜拉桥,标准梁段长15 m,宽38 m,节段最重361 t.墩顶区共9节梁段,均采用活动支架辅助不变幅架梁吊机吊装施工,解决了浅滩区浮吊无法作业的难题;边跨合龙采用斜拉索超张拉辅助悬臂拼装施工,避免了合龙口观测、合龙段姿态调整及合龙口临时连接等大量工作,降低了施工难度,提高了匹配精度和成桥线形质量;中跨合龙采用顶推辅助配切法施工.     

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。