黄冈公铁两用长江大桥桥塔施工技术及分析

黄冈公铁两用长江大桥主桥为主跨567 m的钢桁梁斜拉桥,桥塔为H形混凝土结构.该桥桥塔塔柱采用液压爬模施工;下横梁采用落地式支架施工,与下塔柱节段混凝土同步浇筑;中塔柱施工时设置2道临时横撑,以改善塔柱施工阶段的受力;上横梁采用梯形桁架施工,与塔柱混凝土异步施工,上、下横梁混凝土均分2层浇筑.采用MIDAS有限元软件建模对桥塔施工过程进行分析,结果表明:上、下横梁混凝土分层浇筑时混凝土应力满足规范要求,且可有效降低现浇支架荷载;临时横撑的设置保证了施工阶段桥塔应力及位移均满足要求;上横梁梯形桁架支点处塔柱局部应力满足要求.     

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。     

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.     

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。     

G3铜陵长江公铁大桥桥塔设计

G3铜陵长江公铁大桥主桥为主跨988 m斜拉-悬索协作体系桥。江北、江南侧桥塔塔高分别为228.5、222.5 m,结构尺寸大,受力复杂,考虑桥塔受力、施工便捷性及主缆与斜拉索面协调布置等,确定采用C60混凝土门形桥塔。桥塔由上、下塔柱和上、下横梁组成,塔柱和下横梁为单箱单室截面,上横梁为开口槽形截面,索塔锚固区采用钢锚梁+混凝土齿块组合的索塔锚固结构,桥塔顶部主索鞍局部承压区采用间接钢筋网片加强并预留索鞍预埋件的布置空间。设计过程采用BIM技术优化局部设计细节,钢锚梁及钢牛腿等钢结构和混凝土结构外表面均采用防腐涂装体系进行耐久性设计。采用MIDAS Civil软件对桥塔整体受力进行分析,并对槽形断面上横梁基于经典理论、规范验算、实体有限元模型论证其结构安全性;基于ANSYS板壳有限元模型,研究不同板厚下钢锚梁锚下加劲板剪应力集中系数,以指导钢锚梁加劲板设计。桥塔塔柱采用支架法和爬模法施工,上、下横梁均采用支架法与塔柱异步施工。     

黄冈公铁两用长江大桥桥塔上横梁施工技术

黄冈公铁两用长江大桥主桥为主跨567 m的斜拉桥.该桥桥塔上横梁为单箱单室预应力混凝土结构,长23.85m、宽8.4m、高8.0m,桥塔采用液压自爬模施工,上横梁与上塔柱采用异步施工.上横梁浇筑支架采用在两塔柱内侧设置剪力槽,安放对拉式钢牛腿作为支架受力支承点的方案.上横梁分2层浇筑,在第2层混凝土浇筑前张拉部分预应力筋.采用MIDAS Civil建模分析上横梁施工过程,结果表明,分层浇筑和分次张拉预应力钢筋可以有效减小现浇支架的荷载,且混凝土应力满足规范要求.该桥桥塔上横梁施工技术切实可行,实现了桥塔快速化施工.     

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。     

望东长江大桥超大悬臂混凝土塔柱关键技术研究

望东长江公路大桥桥塔为钻石型桥塔,塔高217m,下横梁与下塔柱结合部位采取圆弧过渡,为外挑7.15m的大悬臂结构,该大悬臂则承受着桥塔和斜拉索收集的主梁重量;中塔柱弯折点在下横梁上8.8m,亦为一竖直悬臂,为中塔柱的反弯点。2个大悬臂组成的空间悬臂构造成为了本桥钻石型桥塔的最关键受力部位,在大跨度斜拉桥索塔中此类型结构属首例。     

门式桥塔塔柱临时支撑及上横梁支架方案研究

为保证门式内倾桥塔施工的安全和倾斜度满足要求,对某特大跨度悬索桥桥塔施工临时支撑及上横梁支架方案进行分析比选,提出受力安全、经济合理的施工方案,并对其进行相关受力分析。研究表明：上横梁与塔柱采用异步施工可以提高施工效率,简化模板系统;对于未形成门式结构的倾斜塔柱,需通过临时支撑并施加主动水平力保证塔柱受力和线形;上横梁模架系统采用分离式三角托架方案,方便施工、经济适用、安全可靠,为类似倾斜高塔施工提供相关经验。     

果子沟大桥桥塔施工过程的模拟分析

果子沟大桥为大跨度钢桁梁斜拉桥,桥塔为阶梯形钢筋混凝土结构,塔高分别为209.5 m和215.5 m,共设置4道横梁,构造复杂,塔柱与横梁异步施工难度大。为确保施工过程安全、合理,采用空间有限元法模拟桥塔施工阶段,计算分析塔柱的应力和位移。结果表明:塔柱各施工阶段预偏量设置合理;斜塔柱施工过程中2道临时横撑及在梁端加顶力减小了斜塔柱根部混凝土开裂的可能,保证塔柱与横梁异步施工过程中整体斜塔柱的线形、应力和稳定性满足设计与施工要求。     

重庆寸滩长江大桥桥塔横梁施工技术

重庆机场专用快速路工程南段寸滩长江大桥为主跨880m的钢箱梁单跨双塔悬索桥,桥塔塔柱为门式框架结构,两塔柱竖直布置,上、中、下横梁均为预应力混凝土单箱单室结构,跨度大,荷载重,距地面高。桥塔采用塔梁异步施工,横梁采用无落地式钢构托架法施工,利用1套横梁钢构托架,按照下、上、中横梁的施工顺序,对3道横梁进行施工。在桥塔横梁施工过程中重点对横梁施工托架提升及下放、横梁施工托架预压、槽口区应力、塔梁结合面应力、桥塔塔柱线形和横梁应力等进行控制,采取了托架提升下放时设置钢绞线锚固、千斤顶张拉钢绞线实现托架预压、钢靴开槽处布置加筋网、塔梁结合面设置键槽、横梁距塔柱1m范围内采用微膨胀混凝土等措施。通过MIDAS Civil软件建模分析横梁施工过程,结果表明横梁结构安全,线形满足设计及规范要求。     

临港公铁两用长江大桥主桥桥塔施工关键技术

川南城际铁路临港公铁两用长江大桥主桥为主跨522 m双塔双索面钢箱梁斜拉桥，桥塔为钻石形钢筋混凝土结构，塔高250.8 m,设中、下横梁各1道及上横梁2道。桥塔采用液压爬模施工，其中下塔柱与下横梁采用同步施工；中、上塔柱与中、上横梁及连接板采用异步施工。在中、上塔柱施工时，中、上塔柱间设置6道主动横撑，解决了塔柱、横梁异步施工时内倾塔柱因自由长度过长导致其根部受力较大的问题，避免了开裂；中横梁采用附壁支架施工，设计简洁且耗材少，整体安装快速便捷，承载性能好；连接板采用无水平推力弧形拱架施工，解决了跨度大、承载力要求高的问题；风洞与上横梁采用落地式组合支架施工，既解决了狭小空间内部支撑构件的安拆问题，又满足承载力强、稳定性高、风险小的要求。     

鄂东长江公路大桥桥塔设计

鄂东长江公路大桥主桥为主跨926 m的半漂浮体系双塔混合梁斜拉桥,桥塔采用"凤翎"式钢筋混凝土结构,由下塔柱、下横梁、中塔柱、中上塔柱连接部及上塔柱组成,采用C50混凝土.采用MIDAS 2006桥梁综合程序和桥梁博士3.0程序,按三维空间框架结构分裸塔阶段、最大单悬臂阶段和使用阶段对桥塔进行结构计算,并对下塔柱(含下横梁)和中上塔柱连接段进行局部仿真分析,结果表明桥塔的应力、强度和刚度均满足规范要求.桥塔施工分为下塔柱、下横梁、中塔柱、上塔柱和塔顶结构等施工阶段,介绍桥塔施工要点.     

混凝土斜拉桥双直立塔柱形索塔与下横梁异步施工控制

塔柱(内倾)是斜拉桥塔柱与下横梁异步施工的一个难点,结合双直立塔柱形索塔与下横梁异步施工工程实例,介绍了横向设置预偏的方法控制塔柱垂度。塔和下横梁异步施工中的塔偏通过考虑下塔柱与下横梁门式结构受力、混凝土收缩、下横梁预应力钢束锚下局部压缩,对塔柱节段施工设置预偏,塔柱(内倾)能够有效地控制塔偏。     

常泰长江大桥景观设计

常泰长江大桥为高速公路、普通公路、铁路"三位一体"的公铁两用跨江大桥,连接常州、泰兴两座城市。综合考虑区域环境、文化背景、相关桥梁等因素,确定了该桥"平安如意,常享通泰"的景观主题。通过塔型比选,推荐采用空间钻石型桥塔。对桥塔细部构造进行景观造型设计,综合比较结构受力和景观效果,中、下塔柱采用正八边形截面,上塔柱采用非正八边形截面;塔顶采用镂空尖顶造型;中、上塔柱合拢处采用卯榫结构造型。桥墩采用直墩身和弧形元素的横梁与桥塔造型相呼应。通过综合比较,专用航道桥拱高与矢高组合推荐采用比例最为适中的11m+55m。桥梁色彩选用珍珠白、珍珠灰、纯白色和混凝土本色,淡雅醒目而又融入环境。     

武汉青山长江大桥南桥塔封顶

正2018年4月10日,武汉青山长江大桥南岸桥塔成功封顶(见图1)。武汉青山长江大桥主桥为双塔双索面全飘浮体系斜拉桥,主跨938m,桥面总宽48m,南岸桥塔高271.5m。该桥桥塔采用无下横梁A形结构,塔柱顺直到底,下塔柱不内收。桥塔采用C55混凝土,全塔包括上塔柱、中塔柱、下塔柱、上塔柱合龙段段、上横梁     

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。     

平潭海峡公铁两用大桥元洪航道桥桥塔桁架式临时横撑设计

平潭海峡公铁两用大桥元洪航道桥为主跨532m的钢桁混合梁斜拉桥,桥塔为H形钢筋混凝土结构,塔高200m。桥塔施工过程中需考虑抗台风,若不设置临时横撑,桥塔施工至24号节段后中塔柱根部受力较大,设计采用桁架式临时横撑结构(采用2排桁架式结构,设置于桥塔20号、21号节段间,2排桁架间通过联结系X1连接)改善桥塔受力,横撑两端与桥塔采用铰接形式(形式为刚性铰,设计成抗剪、抗拉受力体系,承受最大拉力为5 509kN,最大剪力为1 428kN);采用MIDAS Civil及Fea有限元软件对横撑进行结构受力分析,并对桥塔施工过程中台风作用下桥塔自身受力进行分析,结果表明,桁架式临时横撑和桥塔受力满足要求,该横撑可减少桥塔中塔柱根部弯矩20%以上,效果显著。     

翼形混凝土桥塔的设计与施工

邵阳雪峰大桥设计为主跨2×120 m独塔斜拉桥结构，桥塔采用独创的翼形混凝土结构设计，由4根塔柱组成，立面为飞翼造型，侧面为A形，塔柱间由水平索连接形成稳定结构。翼形桥塔为空间受力结构，设计过程中，采用三向预应力、交叉交错锚固、下横梁后浇反顶等技术，解决了混凝土桥塔的复杂受力问题；施工过程中，提出了“无支架多功能平台施工”技术，解决了翼形桥塔的施工难题。     

济南凤凰黄河大桥主桥桥塔设计

济南凤凰黄河大桥主桥采用三塔双索面自锚式悬索桥,跨径布置为(70+168+428+428+168+70)m,桥宽61.7m,主缆中跨垂跨比为1/6。为兼顾受力和美观,中、边塔采用相同的结构形式,因桥面和地面标高不同,中、边塔构造不完全相同。桥塔采用横桥向A形、顺桥向I形的钢结构与钢-混组合结构混合塔方案,中塔高126.0m,边塔高116.1m。塔柱底节段为钢-混组合结构,其余塔柱节段采用钢结构,塔柱为单箱三室截面。各桥塔两塔柱之间横桥向均设置上、下2道横梁,横梁采用钢结构,为单箱单室截面。中塔采用塔吊吊装、边塔采用履带吊吊装。对桥塔进行静力、稳定及动力分析,结果表明结构强度、刚度及稳定性均满足规范要求。