武汉鹦鹉洲长江大桥三塔悬索桥缆索系统施工技术

武汉鹦鹉洲长江大桥是目前世界上跨度最大的三塔四跨悬索桥。针对三塔四跨悬索桥的特点,采用了两阶段导索过江思路和四跨连续式猫道结构;主缆索股架设采用牵引力稳定的平面小循环牵引系统。采取措施成功解决了首根索股架设中出现的缠包带易破损、索股易扭转和散丝等技术难题。     

三塔悬索桥荷载试验研究

依托泰州长江大桥和马鞍山长江大桥荷载试验为背景,提出了三塔悬索桥荷载试验的要点。在《公路桥梁荷载试验规程》(JTG/T J21-01—2015)规定的主要工况的基础上需要增加中塔扭转工况和最大不平衡缆力工况作为主要工况;在三轴载重车加载的方式下,提出了不同工况下三塔悬索桥静载试验的建议荷载效率范围;提出了三塔悬索桥结构校验系数常值的范围。基于脉动试验,测试了泰州长江大桥和马鞍山长江大桥的自振特性,并利用行车试验测试了两座桥的冲击系数。研究结果为三塔悬索桥荷载试验的实施提供了参考,同时为三塔悬索桥力学性能的研究提供了较好的数据支撑。     

三塔悬索桥中塔上横梁合龙施工技术

武汉鹦鹉洲长江大桥为（200＋850＋850＋200） m 三塔四跨悬索桥结构,中塔采用钢-混凝土叠合结构,其中钢塔塔柱、上横梁分段吊装,节段间采用高强度螺栓连接。中塔上横梁在横桥向分为两段,采用分段无支架悬臂安装,使用小型调节工件配合进行节段合龙控制。通过建立有限元计算模型,模拟上横梁施工过程中各主要工况下塔顶变形及合龙口位移值。工程实施中,利用有限元计算结果,对施工过程进行控制,顺利实施了上横梁合龙施工。     

减小三塔悬索桥中塔顶主缆不平衡力的设计思路

针对大跨度三塔悬索桥在不利工况下中塔两侧主缆不平衡力较大的问题,以泰州长江大桥、马鞍山长江大桥、武汉鹦鹉洲长江大桥3座大跨度公路三塔悬索桥为例,分析该问题的解决思路。经分析,对于大跨度三塔悬索桥,中塔采用钢塔或钢-混凝土叠合塔;加劲梁在中塔处设置纵向约束;鞍槽内主缆抗滑安全系数K在1.5~2之间取值(实际K≥1.2已足够安全)的设计思路对减小该类桥梁中塔顶主缆不平衡力有利。另外,建议对极端加载工况(一个主跨满布活载、另一个主跨空载)的活载进行额外的合理折减;不连续主缆的设计也是可以考虑的思路。     

武汉鹦鹉洲长江大桥南锚碇基础设计

武汉鹦鹉洲长江大桥主桥为三塔四跨结合梁悬索桥,加劲梁跨径布置为(200+2×850+200)m。该桥南锚碇基础经多方案比选采用圆形嵌岩地下连续墙基础。地下连续墙外径68m、壁厚1.5 m,底板厚6 m,顶板厚14.5 m。导墙由2个L形钢筋混凝土墙组成,墙间距1.6 m;帽梁总宽4.0 m、高2.5 m;内衬厚1.5~2.5 m;在地下连续墙外围设置环形防渗帷幕。采用理正深基坑软件分析地下连续墙施工全过程的受力,进行结构配筋。采用软件FLAC3D建立基坑及周围土体三维模型,分析基坑开挖对长江大堤变形的影响,分析结果表明,正常施工时,周边建筑及长江大堤的安全可以得到保证。     

武汉鹦鹉洲长江大桥桥塔设计

鹦鹉洲长江大桥设计为三塔四跨钢-混结合加劲梁悬索桥,跨度布置为(200+2×850+200)m,两主跨主缆跨度均为850m,主缆矢跨比为1/9,边跨主缆跨度均为225m。三塔不等高,中塔为钢-混混合结构,高152m;边塔为混凝土结构,高126.2m。桥塔横向均为框架结构,塔柱之间均设置上下2道横梁。中塔混凝土下塔柱纵向采用台阶式的I形结构,钢上塔柱纵向采用人字形结构;边塔纵向采用I形塔结构。桥塔塔柱根据位置的不同分别采用单箱单室和单箱三室截面;横梁采用预应力混凝土结构。桥塔施工采用泵送混凝土工艺。分别对桥塔进行稳定及纵、横向静力计算分析,结果表明结构强度、刚度、稳定性均满足规范要求。     

武汉鹦鹉洲长江大桥中塔墩防船撞装置研究

武汉鹦鹉洲长江大桥主桥为(200+2×850+200)m三塔四跨钢-混结合梁悬索桥,中塔墩提出采用自浮式筒形复合材料防撞装置,以减小桥墩的船撞风险。为研究该防撞装置的破坏模式及防撞效果,制作了4个缩尺比为1∶8的防撞装置试件进行准静态侧压试验,并采用ANSYS/LS-DYNA有限元软件对船桥的碰撞过程进行数值模拟。结果表明:在准静态侧压下,防撞装置的内面层层间剥离、外面层与泡沫剥离,内、外面层纤维均断裂;纵向格构层间剥离并屈曲破坏,降低格构间距可提高结构的弹性极限承载力和初始刚度;防撞装置可以降低船舶撞击力,延长撞击时间;船艏结构撞击后变形明显减少,应力降低。该防撞装置具有良好的防撞保护效果,能有效地降低船桥碰撞过程中桥梁和船舶的损伤。     

世界最大跨度双层公路悬索桥先导索架设完成

正近日,武汉杨泗港长江大桥正式完成先导索过江作业,标志着这座世界上跨度最大的双层公路悬索桥正式转入上部结构施工阶段。武汉杨泗港长江大桥位于白沙洲长江大桥和鹦鹉洲长江大桥之间,连接汉阳与武昌。该桥为一座双塔双层地锚式钢桁梁公路悬索桥,采用一跨越长江的建设方案,其主跨达1 700 m,既是世界上跨度最大的双层公路悬索桥,又是中国长江上的首座双层公路大桥。     

武汉鹦鹉洲长江大桥北锚碇新型沉井基础设计

武汉鹦鹉洲长江大桥主桥为三塔四跨悬索桥。该桥北锚碇基础经多方案比选采用多圆孔环形截面新型沉井结构。沉井中间大圆孔内设置十字形隔墙,圆环内沿圆周均布有小直径井孔。沉井总高43 m,共分8节,第1节为钢壳混凝土沉井,第2~8节均为钢筋混凝土沉井。北锚碇施工中采用不排水下沉、井壁增加空气幕等措施减小施工难度及风险。采用软件FLAC3D对沉井施工过程进行数值模拟分析,评估施工安全性能、施工引起的环境效应及运营加载后锚碇基础的变形等。计算结果表明,沉井分节下沉施工过程中其结构、地面变形均满足规范要求,施工可有效避免对周围建筑物和长江大堤的不利影响。     

三塔四跨悬索桥合理结构布置形式研究

为明确不同结构布置形式应用在三塔四跨悬索桥中的合理性,构建了主跨600～1 400m范围内的5座三塔四跨悬索桥,对汽车荷载作用下结构竖向刚度及主缆抗滑系数这两项控制指标进行了计算分析,并深入探讨了不同主跨跨径下塔梁连接形式、缆梁连接形式及缆索系统布置形式对结构产生的影响。研究表明:三塔四跨悬索桥在单跨满布汽车荷载下,随主跨跨径的增大,"中塔效应"越易缓解;当对鞍座进行适当改进以提高主缆与鞍座间的名义摩擦系数后,三塔四跨悬索桥桥跨布置可大幅拓宽;塔梁连接形式对"中塔效应"的影响体现在其纵向约束存在与否,无纵向约束体系的竖向刚度及主缆抗滑系数显著降低;缆梁连接形式对"中塔效应"的影响非常明显,但其导致了中央扣及部分吊索的疲劳、锚固及索夹滑移问题;缆索系统布置形式对"中塔效应"影响较弱,协作体系仅会产生不利的影响。综合对比分析表明:从缓解"中塔效应"的角度出发,不设置中央扣,塔梁间设置纵向约束的平面缆体系更适用于三塔四跨悬索桥。     

基于挠度理论的多跨悬索桥主梁形变分析

为进行多跨悬索桥主梁形变分析,本文基于传统的挠度理论,考虑主缆和桥塔变形效应,以某三塔四跨悬索桥为背景,首先建立了三塔四跨悬索桥线性方程组,然后采用“代换梁法”和Mathematica程序平台求解方程组,最后通过实例分析验证该方法的准确性和可靠性。研究结果表明:基于挠度理论的主梁变形计算过程简单,易于求解,且其计算值与有限单元法计算结果基本一致,绝对误差平均值在5%范围内,为今后的三塔四跨悬索桥主梁设计提供了一定参考价值。     

临近密集建造物超大沉井下沉施工关键技术

武汉鹦鹉洲长江大桥主桥为三塔四跨悬索桥。该桥北锚碇基础设计阶段,综合考虑地理、地质、水文、工期等因素,比选确定采用圆形沉井基础;在城市建筑物密集区域,并紧邻长江防洪大堤,沉井基础下沉会对临近建造物造成安全威胁,也会破坏城市生态环境。为解决建造物密集区域建造超大沉井下沉关键技术难点,结合工程实际,通过调查类似工程案例,采取科学试验、数据模拟分析、监控监测等研究方法,评估、确定了结构防护、工艺优化、管道排渣、新型空气幕助沉等关键技术,证明了在城市市区、场地狭小、防护要求高等特殊条件下建造超大沉井的可行性,为城市基建工程环境保护提供借鉴和参考。     

三塔悬索桥垂跨比变化对结构静动力特性的影响

泰州长江大桥采用三塔两跨悬索桥方案.悬索桥的力学特性分析分为静力特性和动力特性两个方面,影响这些力学特性的因素是多方面的,主要探讨垂跨比对三塔两跨悬索桥静、动力特性的影响.     

三塔四垮结合梁悬索桥静力分析研究

利用大型有限元软件Midas Civil建立三塔四垮结合梁悬索桥有限元模型,其中主梁为双主梁模型,主梁和桥塔采用梁单元模拟,桥面板采用板单元模拟,主缆和吊索采用只受拉索单元模拟。在此基础上对模型进行有限元分析,分别对三塔四跨悬索桥主缆、吊索、桥塔、加劲梁等主要构件在不同荷载工况下的力学行为进行分析,探明三塔四跨悬索桥关键部位的应力和挠度分布规律。结果表明,各项力学指标的计算分析结果符合规范要求,对指导桥梁设计和施工具有理论意义和工程应用价值。     

武汉拟新建4座长江大桥

记者从武汉市交通运输委员会了解到，武汉今明两年将新建鹦鹉洲、黄家湖、武湖和杨泗港4座长江大桥。届时，武汉境内长江大桥总数将达到11座。     

马鞍山长江公路大桥行车试验研究

大跨三塔悬索桥具有增大桥梁跨越能力和降低锚碇规模等优势,更适合在跨江海桥梁工程中采用。为分析不同行车速度对大跨径三塔悬索桥结构的影响,本文以主跨径1080m的马鞍山长江大桥为对象进行试验,测试在车辆不同行驶速度下的桥跨结构挠度、应变等动力响应,计算冲击系数。试验结果表明,结构动力性能良好,车辆不同行驶速度对主体结构的冲击作用并不明显。     

武汉阳逻长江大桥总体设计

介绍了武汉阳逻长江大桥3种桥型方案的理论及试验研究。提出了大跨径三塔悬索桥、三塔斜拉桥设计难点及解决方案，介绍了本桥实施方案——主跨1280m悬索桥的设计方案，特别是目前国内规模最大的圆形地下连续墙深基坑(直径73m、深度62m)的研究和设计。     

城市桥梁超大沉井关键施工技术

武汉鹦鹉洲长江大桥为三塔四跨钢-混结合梁悬索桥,桥跨布置为(200+2×850+200)m。该桥北锚碇基础为"带孔圆环+十字撑"结构沉井,圆环内沿圆周均布16个直径8.7m的井孔。为降低沉井施工对周围房屋、长江大堤的安全影响,沉井施工前在其外围10m处设置地下连续墙结构进行防护。沉井共分8节,采取在底节上接高第二节后下沉9m,再接高3节下沉14m,最后接高3节下沉22m的"3次接高3次下沉"施工方案。为防止出现翻砂事故,采取沉井内侧环向均匀取土、中间缓吸反压的技术措施,采用5孔单孔直径1mm的空气幕气龛助沉。在沉井即将到达设计标高时,在沉井内侧沿沉井壁吸泥形成环形沟槽、开动空气幕实现沉井精确就位。采取长距离管道水力排渣施工方法,有效避免对城市环保和路面交通的影响。     

武汉第七座长江大桥建成通车

<正>近日,武汉第七座长江大桥二七长江大桥竣工通车。武汉二七长江大桥全长6 507 m,其中主桥为三塔斜拉桥,长2 922 m,塔高209 m,两个主跨均为616 m,是迄今世界跨度最大的三塔斜拉桥和跨度最大的结合梁斜拉桥。大桥为双向8车道,设计时速60 km,总投资为72.84亿元,是目前江城最宽的过江通道。     

鹦鹉洲长江大桥钢-混结合梁悬索桥方案研究

鹦鹉洲长江大桥初步设计推荐其主桥采用200 m+2×850 m+200 m三塔四跨悬索桥方案,综述该方案总体设计.主缆束股采用127φ5.1 mm的镀锌高强钢丝,主缆应力验算安全系数取2.2.主梁采用四跨简支钢-混结合梁,以避免桥塔处主梁出现较大负弯矩.主梁支承体系采用纵向半漂浮体系,以降低主梁梁端位移.中塔采用钢-混组合结构,其上段钢塔柱采用弯矩较小、施工较简单的纵向人字形塔柱.南、北两侧锚碇均采用重力式结构,北锚采用沉井基础,南锚采用地下连续墙方案构建锚碇基础.散索鞍采用全铸鞍体与特制大吨位柱面钢支座相结合的结构.