超宽幅主梁扭背索独塔斜拉桥总体设计

厦漳同城大道沙洲岛特大桥西溪主桥采用(88+200)m扭背索独塔斜拉桥,塔墩梁固结体系。主梁采用钢-混混合梁,其中主跨为整幅钢箱梁,梁宽47 m;边跨为预应力混凝土箱梁,梁宽51 m;钢-混结合面位于主跨距桥塔理论跨径线15 m处。桥塔采用独柱式钢筋混凝土斜塔,总高134.6 m,桥塔向边跨倾斜8°,其下布置整体式承台,钻孔桩群桩基础。斜拉索采用标准抗拉强度1670 MPa平行钢丝拉索,边跨斜拉索为双索面空间扭背索,主跨斜拉索为准单索面。针对超宽桥面,采用空间梁格法分析剪力滞的影响,将混凝土梁纵腹板由6道增至8道。按3 m顺桥向标准间距设置钢箱梁实体式横隔板,可使该桥宽幅主梁偏载、扭转效应导致的应力增量控制在允许范围内。对塔墩梁结合部进行有限元精细化分析,针对应力集中情况,优化局部构造和配筋设计,经计算,优化后结构受力满足设计要求。

聊城跨徒骇河莲花型单塔大跨斜拉桥结构设计

聊城兴华路跨徒骇河桥采用100 m+100 m独塔钢箱梁斜拉桥,该桥主塔整体造型采用莲花状结构,由2个主塔柱和1个副塔柱组成,主、副塔柱之间采用空间索面拉索相连,桥塔中轴线为椭圆,主塔和副塔分别高52.211 m、47.65 m,主、副塔柱轴线夹角30°;主梁采用钢箱梁,双箱单室截面,梁宽40 m,中线处梁高3 m;斜拉索为扇形布置的空间双索面,采用标准强度1770 MPa的平行钢丝斜拉索,全桥共72根斜拉索,斜拉索梁端锚固采用钢锚箱,钢锚箱焊接在主梁钢箱梁边箱室外侧;塔座、承台及桩基础采用混凝土结构,大桥共设置34根φ1.8 m的钻孔灌注桩,桩长70 m。莲花造型独塔斜拉桥的造型优美,创意独特,在满足结构各项受力性能要求的同时,很好地体现了聊城莲湖水利风景区的特色文化,使景区成为建筑艺术和谐交融的典范。

双幅同步转体矮塔斜拉桥设计

广州市增城区新新公路跨广深铁路桥采用(114+96)m双幅预应力混凝土矮塔斜拉桥分幅跨越既有铁路。该桥主桥为塔墩梁固结体系,主梁采用单箱三室截面斜腹板变高箱梁,为平衡跨度不对称引起的不平衡重,主跨与边跨板厚采用不对称设计。桥塔采用顺桥向人字形独柱混凝土塔,桥面以上高31.0 m;斜拉索采用强度为1860 MPa的钢绞线拉索,单索面双排扇形布置;主墩采用矩形实体混凝土墩,群桩基础。采用转体过程角度控制图指导双幅桥同步转体施工,转体结构最大悬臂长114 m,设计转体吨位为3.2万吨。经验算,结构各项性能指标均满足设计要求。

波形钢腹板多塔斜拉桥动力特性分析

为确定波形钢腹板多塔斜拉桥的自振特性,以南昌朝阳大桥[(79+5×150+79)m波形钢腹板6塔斜拉桥,结构体系为塔梁固结、梁墩分离]为背景,采用有限元法进行分析。分别采用ETABS和OpenSEES软件建立有限元模型,分析其动力特性,并通过ETABS建立4种不同纵向约束工况下的有限元模型,研究纵向刚度对整体结构动力特性的影响。结果表明:大跨度塔梁固结、梁墩分离体系多塔斜拉桥自振特性表现为主梁和桥塔的振型耦合;纵向约束对纵飘振型的出现有较大影响,对于主梁的竖向及桥塔的纵向振型影响较小。

大跨度组合梁斜拉桥结构设计方案研究

为使大跨度组合梁斜拉桥的结构性能更优,以某(80+290+768+70+70+70+60)m双塔双索面半飘浮体系混合梁斜拉桥方案为背景,从主梁断面型式、主梁参数(梁高、断面面积、桥面板厚度)、桥塔高度、桥面铺装及主梁钢-混结合段位置等对结构性能的影响进行对比分析。结果表明:主跨800m左右的组合梁斜拉桥在理论计算分析上具备可实施性;箱形断面组合梁较为适合用于大跨、宽幅组合梁斜拉桥;提高钢主梁断面的有效面积和桥塔高度对改善组合梁斜拉桥受力状况有较大帮助;大跨度组合梁斜拉桥桥面铺装厚度应结合总体受力、大气环境、荷载类型等因素考虑;钢-混结合段位置选取应兼顾受力特性、施工工艺简便和经济性。

珠机城际铁路公铁同层合建桥方案比选

珠机城际铁路金海特大桥跨磨刀门水道主通航孔跨径为3×340 m,采用公铁同层布置,结合桥址区建设条件,对桥型方案进行研究比选。从桥式上对比多塔斜拉桥方案与钢桁拱桥方案,由于设计基准风速大、台风频发、多主跨等因素,考虑经济性、施工难度及施工过程抗风稳定性,最终确定采用(58.5+116+3×340+116+58.5)m多塔斜拉桥方案。在此基础上,针对多塔斜拉桥,对桥塔中置和桥塔外包方案,从结构受力、施工、经济性、景观性等进行综合比选,最终推荐采用温度效应小及抗震性能好、施工工期短、经济性相当、景观效果好的桥塔中置方案。

沪通长江大桥主航道桥总体设计参数分析

为研究公铁两用斜拉桥的力学性能,以沪通长江大桥主航道桥[(140+462+1 092+462+140)m双塔斜拉桥]为对象,采用空间板梁单元法建立全桥有限元模型,对边跨支点数量、边中跨比、主梁高跨比和宽跨比、塔梁高跨比等设计参数进行分析。结果表明:边跨设置辅助墩可改善结构受力、提高桥梁整体刚度;边中跨比增大使结构总体刚度减小,活载塔底顺桥向弯矩增大;主梁高度增大可提高结构整体刚度,但提高幅度有限,同时对恒、活载拉索应力的影响也较小;主梁宽度增大使横弯基频增大、竖弯基频减小,扭频先减小后增大而后趋于平稳,结构颤振稳定性提高;塔高增大使结构竖向刚度增大而索塔纵向刚度降低,活载塔底顺桥向弯矩减小,恒、活载拉索应力减小。

南昌朝阳大桥波形钢腹板多塔斜拉桥结构设计

波形钢腹板PC组合箱梁适用于不同结构形式的桥梁,相比普通混凝土箱梁具有显著的耐久性和经济性,波形钢腹板斜拉桥将波形钢腹板组合箱梁应用到斜拉桥中,充分发挥了2种结构的特点。南昌朝阳大桥主桥通航孔桥为(79+5×150+79)m波形钢腹板PC组合箱梁六塔连续单索面斜拉桥,上层布置双向8车道,下层布置人行和非机动车道。通过分析研究,该桥选择了较小的跨中比;由于塔数多,由中塔到边塔传递路径长,边跨设置辅助墩效应小,因此未设辅助墩。采用塔梁固结、梁墩分离的结构体系,箱梁宽43.84m,设置钢横隔板;斜拉索为单索面,扇形布置。桥塔外形呈"合"字形,桥塔处设置双支座。采用拉索减震支座作为上部结构的减隔震装置,布置在2个边塔下方。

襄樊汉江三桥主桥设计与技术特点

襄樊汉江三桥主桥为主跨310 m的预应力混凝土双塔双索面斜拉桥,桥塔采用无上横梁双直立塔柱,主梁横向宽度达35 m,采用分离式混凝土双边箱结构,斜拉索为平行索面。为实现无上横梁双直立塔柱的景观效果,设计采取多种措施以弥补该体系对大桥动力特性特别是横向稳定性的削弱。从材料、构造措施方面对桥梁耐久性进行设计,以保证大桥的长效使用寿命。

平塘特大桥主桥抗震性能研究

平塘特大桥主桥为(249.5+550+550+249.5)m三塔双索面钢-混叠合梁斜拉桥。15号塔(边塔)、16号塔(中塔)、17号塔(边塔)分别高320,328,298m。该桥位于山区,桥址处为地震区,为了解地震作用对桥塔内力和桥塔、主梁位移的影响,采用SAP2000软件建立有限元模型,分别采用反应谱法和非线性时程分析法对其进行地震反应分析,并分析塔高差异对抗震性能的影响。结果表明:在地震作用下,中塔的塔底弯矩和塔顶位移大于边塔的塔底弯矩和塔顶位移;对于2座边塔,较高的15号塔的塔底弯矩及塔顶位移更大;主梁的纵向振动与横向振动基本不耦合,相对于纵向地震,主梁的竖向位移受横向地震的影响更大;2种方法的计算结果接近,但非线性时程分析考虑了支座的非线性,建议采用时程分析结果作为抗震设计的依据。

重庆至利川铁路韩家沱长江大桥动力响应控制技术

重庆至利川铁路韩家沱长江大桥为客货共线双线铁路桥,主桥采用(81+135+432+135+81)m钢桁梁斜拉桥。为保证其动力安全性,对行车和地震引起的结构振动、钢桁梁风致振动及风-车-桥系统耦合振动控制技术进行研究。该桥塔梁约束采用组合控制体系,即利用带控制开关的新型锁定装置控制行车引起的结构振动,利用液压粘滞阻尼器控制桥梁的地震响应,二者协同工作。采用在下弦杆底部设置外张导流板的措施抑制钢桁梁在低风速下的竖向涡激振动现象,导流板吊点高度设为0.6m、倾角设为5.5°,导流板纵向分段长度取为1倍导流板宽度。根据风-车-桥耦合振动分析,考虑安全因素,制定各种风速下列车运行时的车速标准。经多年通车运营检验,该桥动力响应控制技术效果良好。

鄂东长江公路大桥结构设计方案研究

为研究千米级混合梁斜拉桥结构设计,以鄂东长江公路大桥为依托,通过结构计算与试验模拟,从钢-混凝土结合段位置的选择、索距、桥塔、主梁、主梁钢-混凝土结合段等方面对该桥结构设计方案进行研究。结果表明:钢-混凝土结合段设置在中跨侧距桥塔中心12.5 m处,结合段位置主梁的变形和内力均较小;中跨标准梁段宜采用15 m索距,边跨宜采用7.5 m索距;该桥桥面以上塔高为180.5 m;索塔锚固形式采用钢锚箱方案,并设置弧形预应力筋减少和控制主桥索塔锚固区外壁裂缝;主梁采用PK断面,可充分发挥全截面的性能;采用优化的"混凝土后设承压板"的钢-混凝土结合段型式,应力和刚度过渡较为平顺。

塔墩梁固结矮塔斜拉桥合龙顶推力的简化计算方法

为确定塔墩梁固结体系矮塔斜拉桥在中跨合龙时所施加的纵向水平顶推力的合理取值范围,从控制桥墩裂缝宽度的角度出发推导其简化计算方法。基于《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)中的裂缝宽度公式,推导双肢薄壁墩塔墩梁固结矮塔斜拉桥在顶推阶段和正常使用阶段的桥墩裂缝宽度与顶推力的关系式,由此确定合龙顶推力的取值范围,在此基础上考虑合龙温差对顶推力进行修正。以104国道上某三塔矮塔斜拉桥为例,计算该桥在中跨合龙时的顶推力,并与有限元计算结果进行对比,验证了该简化计算方法的有效性,且该方法具有较高的精度和计算效率。

希腊里翁-安蒂里翁大桥的设计与施工

希腊里翁-安蒂里翁大桥位于地壳运动的强地震带,跨越深水的海峡和厚沉积土,在十分困难条件下建桥,确实对建设者是一个极大的挑战,在该桥设计中采用了全漂浮五跨连续斜拉桥,基础采用了在加固地基上铺设卵石垫层的沉箱基础解决大的水平位移。在施工中采用了大型浮吊安装上塔柱和主梁,在船坞中预制和浮运沉箱基础等海上作业的方法。他们的创新精神和思路值得我们借鉴。

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。

广西贵港西南大桥主桥设计

广西贵港市西南大桥主桥为(46+88+280+88+46)m双塔双索面预应力混凝土边主梁斜拉桥。主梁采用等高度带悬臂的矩形混凝土边主梁与"工"字形钢横梁相结合的形式,整幅桥面宽36.5m,设双向2.0%横坡。桥塔采用"鱼"状流线弧形框架钢筋混凝土结构,塔柱高102.5m,采用外侧为"D"形圆弧段的箱形截面。桥塔设上、下横梁,均采用预应力混凝土单箱单室结构。全桥共设136根斜拉索,斜拉索采用s15.2mm镀锌钢绞线索,空间双索面扇形布置。桥塔墩采用分离式基础,上、下游分离式基础中心距34.7m,其下各设9根2.5m钻孔桩。承台为正方形钢筋混凝土结构。4号墩顶面设一圆端形塔座。

洞庭湖主跨406m三塔铁路斜拉桥设计关键技术

蒙华铁路洞庭湖特大桥为(99+140+406+406+140+99)m三塔斜拉桥。为提高该桥的竖向刚度、改善结构受力,采用了设置中塔稳定索的措施。中塔稳定索布置于中塔塔顶与边塔桥面横梁上方的塔柱上,设置双索面,每个索面2根索并行排列。主梁采用竖向刚度较大的新型钢箱-钢桁组合结构。增大尺度的钢桁梁下弦杆与铁路正交异性钢桥面板系统形成分离边箱的边主梁结构,华伦式桁架置于其上。主梁施工分为2个主要阶段,钢箱部分先行成桥承担桥梁主要荷载(恒载),钢桁梁仅承受二期恒载与活载。应用板桁组合结构新型主梁与中塔稳定索的结构措施后,该桥取得了较好的静、动力性能。

混合梁斜拉桥塔梁同步施工可行性分析

为研究塔梁同步施工法对混合梁斜拉桥索力和成桥状态的影响,以某跨径(45+67+416+67+45)m的双塔双索面混合梁斜拉桥为例,采用MIDAS Civil有限元软件建立全桥鱼刺骨模型,模拟其采用塔梁同步和先塔后梁法施工的全过程,利用影响矩阵法计算其合理成桥索力、合理施工索力及最终成桥索力,对比分析桥梁采用2种施工方法的施工索力和成桥状态,并将计算值与实测值进行对比。结果表明:2种施工方法均能使桥梁达到合理成桥状态,且它们的施工索力和成桥状态均很吻合;塔梁同步施工桥梁的成桥索力、塔顶偏位的计算值和实测值基本一致,成桥技术状态良好。因此,大跨混合梁斜拉桥采用塔梁同步施工是安全可行的。

杭衢铁路(117+240+117)m三线部分斜拉桥主桥设计

杭衢铁路常山江特大桥主桥为(117+240+117)m预应力混凝土部分斜拉桥,该桥为三线铁路桥,桥面宽21.3 m。采用塔梁固结、塔墩分离体系。主梁采用变高度单箱双室预应力混凝土箱梁;桥塔采用双柱式钢筋混凝土结构,高跨比1/4.62;斜拉索为强度1860 MPa的钢绞线拉索,每塔柱设8根索,双索面扇形布置,斜拉索锚固于主梁上,采用新型双侧抗滑鞍座式拉索锚固体系。通过空间有限元软件,对主桥的静动力性能、抗震性能及局部构造等进行计算分析,并采用车-桥耦合振动分析验证主桥的行车舒适性。结果表明,结构各项性能指标满足设计要求。同时得出以下结论:(1)索鞍局部构造细化改进后,可有效改善索鞍垫板下混凝土的受力;(2)三线铁路桥梁桥面宽、荷载大且工况多,三支座横向支反力分配检算分析表明,中支点处反力分布均匀,边支点处支座反力分布较不均匀;(3)基于局部分析确定的桥梁支座吨位和索梁锚固区的局部加强措施,可有效确保结构的受力安全。

商合杭铁路芜湖长江公铁大桥斜拉索安装控制技术

商合杭铁路芜湖长江公铁大桥主桥为主跨588 m的双塔双索面箱桁组合梁斜拉桥,2号、3号桥塔分别布置21对、17对平行钢丝斜拉索,采用直径7 mm、公称抗拉强度为2000 MPa的高强钢丝,斜拉索最长320.956 m,最重达59.758 t。该桥塔柱及上横梁施工期间,同步进行钢梁架设、斜拉索安装。斜拉索工厂制作后运输至现场,由塔吊或提升站提升至公路或铁路桥面后展索;展索后采用塔端挂索、梁端牵引的方式安装;分2组、斜对角对称的方式张拉斜拉索,并根据监控结果分阶段调整索力。在塔、梁、索同步施工期间,采取措施控制不平衡荷载引起的塔柱偏移,并采取了测量控制、增加主动临时横撑、上横梁受扭控制等措施,保证塔、梁线形及受力安全。