General design of Sutong Bridge

The main span of Sutong Bridge is a double-pylon,double-plane cable-stayed bridge with steel box girder,which has the world's longest central span of 1 088 m within cable-stayed bridges.To overcome problems caused by severe meteorological conditions,perplexing hydrological conditions,deep buried bedrock and higher navigation level,many new technics and methods were created.Keys including structural system,steel box girder,stayed cable,tower,pier,tower foundation,collision avoidance system,wind-resistance,seismic-resistance,structural nonlinear response and structural static stability were presented individually in this paper.

重庆新田长江公路大桥设计

重庆新田长江公路大桥主桥采用跨径1020 m的双塔单跨钢箱梁悬索桥,一跨过江。该桥加劲梁采用扁平流线型钢箱梁。桥塔采用门形混凝土塔,高峰侧桥塔采用塔肢不等高设计,上游塔肢高169.5 m,下游塔肢高153.5 m;新田侧桥塔高169.5 m。桥塔基础均采用分离式承台+大直径桩。两岸重力式锚碇采用空间异形结构、扩大基础,锚碇锚固系统采用无粘结镀锌钢绞线拉索。主缆采用标准抗拉强度1860 MPa的预制平行钢丝索股,吊索采用标准抗拉强度1670 MPa的平行钢丝索股,边跨及主跨跨中部分索夹采用焊接式索夹,其余采用铸造式索夹。引桥上部结构采用30 m跨径预应力混凝土T梁,下部结构采用大直径桩+大直径柱。高峰侧引桥上方的陡崖带采用支撑、清除、锚固等措施进行处治,新田侧桥塔前缘顺层边坡采用抗滑桩支挡。钢箱梁梁段采用工厂制造、水上运输、现场安装的施工方案,其中岸坡区钢箱梁采用空中连续荡移架设。

空间扭索面曲塔斜拉桥塔梁固结区构造优化与施工技术研究

对空间扭索面曲塔斜拉桥塔梁固结区进行局部精细化建模与分析,解决结构截取细部尺度时面临的荷载选择与约束问题。针对固结区局部应力集中问题,优化设计方案与区域构件受力,保证结构安全。根据优化后的固结区合理构造研究关键施工技术,通过合理划分施工节段,实现少支架吊装施工。

独塔非对称钢-混混合梁斜拉桥抗震性能研究

【目的】研究独塔非对称钢-混混合梁斜拉桥的抗震性能,并探明非对称结构地震响应的差异。【方法】以长沙香炉洲大桥西汊航道桥为依托,采用MidasCivil软件建立非对称钢-混混合梁斜拉桥全桥有限元模型,分别采用反应谱法和非线性时程分析法对其进行地震响应分析,并重点研究了结构非对称性对斜拉桥辅助墩、过渡墩及其桩基抗震性能的影响。【结果】独塔非对称钢-混混合梁斜拉桥的动力特性和地震响应规律呈现出明显的非对称性,非对称布置的两过渡墩和两辅助墩在地震作用下的内力响应存在较大差异,结构的非对称性对横向地震更加敏感,在抗震设计时应予以重视;除两过渡墩桩基外,长沙香炉洲大桥按照静力计算设计的结构尺寸及配筋形式均能满足各工况地震作用下的抗震性能目标;塔身、墩身在横向+竖向地震作用下的安全储备均大于纵向+竖向地震的,桩基在横向+竖向地震作用下的安全储备几乎都小于纵向+竖向地震的;受结构非对称性的影响,边跨的27#过渡墩桩基总是先于主跨的31#过渡墩桩基发生破坏;在横向地震作用下,受群桩承台影响横向各排桩基地震轴力有较大差异。【结论】从经济性和抗震合理性角度出发,应对独塔非对称钢-混混合梁斜拉桥进行差异化的抗震设计,研究成果可为非对称斜拉桥及其他非对称桥梁结构的抗震设计提供有益参考。

丰城市紫云大桥总体设计

紫云大桥为江西省丰城市内跨越赣江的重要桥梁工程,主线桥梁长约3.7 km,由跨赣江主通航孔桥、水中引桥、陆上引桥,以及立交、匝道、梯坡道桥等组成。主通航孔桥采用主跨180 m的水滴型桥塔空间索面自锚式悬索桥,水中引桥和陆上引桥分别采用双边箱组合梁和组合钢板梁结构。跨江段桥梁采用双层桥面布置,上层机动车道、下层人行和非机动车道的功能性设计增强了慢行过江体验感。主线桥梁均采用钢-混组合梁结构,避免了钢桥面疲劳和铺装易损难题,且施工便捷,对周围环境影响较小;陆上桥梁合理采用新型预制装配式组合钢板梁、UHPC湿接缝,提高了经济性、耐久性和施工效率,降低了全寿命周期内的维护成本。结合近远期规划,预留了远期高架桥延伸实施条件。

大跨高低塔钢箱叠合梁斜拉桥参数敏感性分析

以一座主跨480 m的高低塔钢箱叠合梁斜拉桥为例,首先,采用Midas/Civil软件建立了斜拉桥施工全过程有限元模型;然后,研究了结构各构件的弹性模量、重量、无应力索长等设计参数变化对斜拉桥成桥状态下结构力学行为的影响,并基于综合敏感因子量化了主梁线形、塔偏、索力以及主梁应力等结构响应对各设计参数的敏感程度;最后,研究了斜拉桥最大悬臂状态下端部竖向位移随温度的变化规律。结果表明:无应力索长制造误差对结构受力影响最大,综合敏感因子为0.9880;主梁重量影响次之,综合敏感因子为0.0042;拉索、主梁、索塔与桥面板弹性模量影响不大;拉索重量影响最小。基于此,建议在高低塔钢箱叠合梁斜拉桥施工监控时重点控制拉索无应力索长与主梁重量,同时注意温度的影响。

挑臂式钢箱梁剪力滞效应分析

针对宽幅钢箱梁桥梁数量日益增多而剪力滞效应突出的问题,以金海特大桥为工程背景,建立挑臂式钢箱梁中间节段实体分析模型,深入研究了宽幅箱梁的剪力滞效应。研究表明:斜拉索拉力均会显著增大钢箱梁顶板的剪力滞效应,但对底板剪力滞效应有所改善;在设计过程中应重点关注顶板内纵腹板处、跨中位置与重车作用位置以及底板钢箱位置与跨中位置的应力水平;恒载工况下,大挑臂钢箱梁顶板翼缘剪力滞系数趋近1,该截面形式设计合理。

宽翼缘矮塔斜拉桥有内横梁箱梁内模施工关键技术研究

为研究宽翼缘矮塔斜拉桥有内横梁箱梁内模施工技术,基于浮山丞相河特大桥宽翼缘矮塔斜拉桥单箱双室箱形截面工程实例,提出了一种挂篮内横梁与内模桁架、钢管架形成相对固定的装配系统的主梁节段施工工艺及关键技术点,探索解决传统箱梁节段施工钢管架安拆工序繁琐、施工周期长及安全风险高等问题。通过工程实例验证,该方法施工周期短,施工质量较高,对同类型桥梁主梁节段施工具有一定参考意义。

大跨独塔钢箱梁斜拉桥合理纵向约束体系研究

大跨独塔双跨钢箱梁斜拉桥结构相对较柔,宜寻求一种合理约束体系方案,以提升结构竖向刚度并兼顾其抗震性能。文中依托某240+240 m独塔钢箱梁斜拉桥,开展纵向传力机理研究,对独塔双跨和辅助墩2种结构体系在不同纵向约束条件进行静、动力和抗震性能参数分析,并对独塔双跨体系5种纵向约束方式进行比选。结果表明,采用较强的纵向约束可以较好改善主梁纵向位移过大和竖向刚度不足的问题。提出了一种限位剪断+阻尼器的纵向约束方式,并总结剪断力合理取值方法,经验证,该约束较好地兼顾了静力工况和地震工况在不同受力状态下的边界需求,是一种较理想的纵向约束体系。

悬索桥多阶竖向涡激振动塔梁阻尼减振系统研究

为控制大跨度简支体系悬索桥的多阶竖向涡激振动,提出一种塔梁阻尼减振系统(在桥塔外伸牛腿与加劲梁之间布置耗能阻尼器),以武汉鹦鹉洲长江大桥为背景进行参数分析和减振效果研究。采用ANSYS软件建立大桥整体有限元模型,采用复模态方法分析阻尼器安装位置与阻尼系数对桥梁阻尼比的影响,给出3种优化准则,以选取最优阻尼系数和阻尼器安装位置,并将该系统应用在实桥中。结果表明:塔梁阻尼减振系统能同时提高桥梁多个竖弯模态的阻尼比,在相同阻尼系数下,模态阶数越高,最大附加阻尼比越大;随阻尼系数的增大,各阶竖弯模态的附加阻尼比先增加后减小,各阶竖弯模态均存在最大附加阻尼比和最优阻尼系数;随阻尼器安装位置与桥塔中心线距离的增大,各阶竖弯模态的附加阻尼比逐渐增大,最优阻尼系数逐渐减小,有利于降低阻尼器成本;实际安装阻尼器后大桥实测阻尼比较安装前有明显的提升。说明塔梁阻尼减振系统能够有效地控制大跨度简支体系悬索桥的多阶竖向涡激振动。

大跨度缆索承重桥梁主梁梁端位移特性研究

为研究不同体系大跨度缆索承重桥梁主梁梁端位移特性,以主跨988 m的斜拉-悬索协作体系桥——G3铜陵长江公铁大桥主桥为背景,构建相同跨径斜拉桥方案及悬索桥方案,采用有限元软件建立模型计算3种方案在运营阶段的梁端位移,并对梁端位移影响因素进行分析。结果表明:斜拉-悬索协作体系桥方案的梁端位移最小;对斜拉桥方案施加与斜拉-悬索协作体系桥主缆对桥塔纵向约束刚度相同刚度的塔顶纵向弹性约束,对悬索桥方案施加与斜拉-悬索协作体系桥斜拉索对主梁纵向约束刚度相同刚度的塔梁纵向弹性连接或在跨中增设中央扣,可大幅减小斜拉桥方案和悬索桥方案的梁端位移,其中纵向荷载(纵向有车风荷载和制动力荷载)引起的梁端位移大幅减小,活载引起的梁端位移也有一定程度的减小。斜拉-悬索协作体系桥方案存在主缆-桥塔-斜拉索-主梁的纵向约束体系,相对单纯的斜拉桥方案与悬索桥方案,对抵抗纵向荷载有较大的优势,因此其梁端位移小于单纯的斜拉桥方案和悬索桥方案。

高速铁路高低塔混合梁斜拉桥设计研究

为了研究不对称混合梁斜拉桥在高速铁路上的适应性,以阜淮高铁颍河特大桥为例,结合控制因素开展方案设计和结构设计。受通航、防洪及线路纵断面条件限制,主桥采用(31+73+230+114+40)m高低塔混合梁斜拉桥方案,主跨、大里程边跨分别跨越主、副通航孔,孔跨布置与航道要求相适应,梁高满足线路高程和净空要求。主桥采用半漂浮体系,在高塔侧设置纵向固定支座,双塔纵向设置黏滞阻尼器。通航孔上方主梁采用钢混结合梁,其余跨主梁采用混凝土梁,桥塔采用H形花瓶塔,斜拉索采用扇形布置。建立静动力模型,对该桥进行静力、稳定性、抗震、抗风、风车桥耦合计算分析,研究结果表明:主桥结构受力合理,静动力各项指标均满足规范要求,结构安全可靠,主梁刚度较大,满足无砟轨道铺设要求。

钢结构斜拉桥工程钢箱梁及索塔安装施工

为探讨钢结构斜拉桥工程钢箱梁及索塔安装施工要点,结合小砩桥实际情况,分析了钢箱梁及索塔安装施工的重难点。实践得出,钢结构斜拉桥工程结构复杂,施工难度大,采取履带吊联合顶推平台的方法,并加强线形控制和焊接质量及索塔施工的控制,可保证施工任务顺利高效地完成。

金仁桐高速公路桐梓河特大桥总体设计

贵州金仁桐高速公路桐梓河特大桥全长1422 m,为双向4车道高速公路桥,设计速度80 km/h。该桥主桥采用单跨965 m简支钢桁梁悬索桥,仁怀岸引桥为(48+80+48)m预应力混凝土连续刚构桥,桐梓岸引桥为两联(3×40)m预应力混凝土先简支后结构连续T梁桥,均分左、右两幅设置。主桥主缆跨度布置为(205+965+225)m,中跨主缆垂跨比为1/10。加劲梁采用两主桁钢桁梁,华伦式桁架,桁高7 m。每一吊点设置2根吊索,吊索标准间距15.0 m。桥塔采用门形混凝土塔,仁怀岸塔高208 m,采用嵌岩桩基础;桐梓岸塔高140 m,采用扩大基础。仁怀岸锚碇采用隧道锚,桐梓岸锚碇采用重力式嵌岩锚。

跨海高速铁路斜拉桥塔梁临时约束装置施工控制关键技术

新建福厦铁路泉州湾跨海大桥为时速350 km的跨海高速铁路桥,其主桥为五跨一联的双塔双索面半漂浮体系钢-混结合梁斜拉桥。由于该桥受海洋性季风和台风影响较大,为保证主梁在整个悬臂拼装施工期的结构安全,通过对塔梁三向临时约束装置进行合理设计,解决了结构自重、风荷载、温度荷载、施工荷载等在整个施工期产生的不平衡力问题。该临时约束装置具有现场施工操作简单、施工工效高、安全风险低、经济效益高的特点,主梁在悬臂拼装与合龙施工时不会对竖向支座和横向抗风支座产生不利影响,且在中跨合龙阶段通过及时解除塔梁临时约束装置完成结构支撑体系转换,并将纵向临时约束装置转换为合龙顶推辅助装置,实现了全桥高精度合龙。

地锚式独塔悬索桥非对称主缆合理设计参数计算方法研究

为快速拟定地锚式独塔悬索桥非对称主缆的合理设计参数,并估算主缆、锚碇、桥塔等工程量,提出非对称主缆合理设计参数计算方法。该方法基于传统抛物线理论,推导主缆的线形以及拉力近似解,通过比选得到满足工程实际控制因素的设计参数合理取值区间,确定主缆垂跨比与高跨比,估算主缆设计截面面积。以济新高速黄河三峡大桥--单跨510 m地锚式独塔回转缆钢桁梁悬索桥为背景,采用该方法计算主缆的合理设计参数,最终选择垂跨比为0.0675,高跨比为0.20,主缆截面面积为339024.2 mm 2,与节线法、分段悬链线法进行对比验证,结果表明:该计算方法路径明确,效率高,精度满足拟定方案与初步估算需要,可用于同类型桥梁的设计。

斜拉桥塔梁固结区预应力布索方式对比分析

针对斜拉桥塔梁固结区受力复杂的问题,首先通过有限元模拟分析结构的应力云图,对塔梁固结区提出基于拉压杆模型的设计计算方法。其次以某斜拉桥为背景,分别对不同工况下塔梁固结区的横梁底板、顶板和腹板进行有限元分析,最后在分析张拉横向预应力束对塔梁固结处横梁应力影响的基础上,进一步探究依据拉压杆模型调整预应力布索方式对塔梁固结区应力状态的优化效果。结果表明,依据拉压杆模型调整预应力束线形,可以在满足预应力储备的条件下,降低塔梁固结区顶部、底部和腹板的局部拉应力,尤其是底部的拉应力。

瓯江北口大桥双层钢桁梁吊装施工新技术

温州瓯江北口大桥是世界上首座三塔四跨双层钢桁梁悬索桥,针对现场梁段吊装工期紧张、吊重大,施工风险高、难度大等特点,对三塔四跨悬索桥双层钢桁梁吊装施工新技术进行研究。在全桥加劲梁吊装过程中,采用1 000 t缆载吊机、1 400 t分体式缆载吊机、14轴液压模块车等关键施工设备,辅助无索区梁段施工的支架,因地制宜地采取了不同形式的滑移及存梁方式,有效解决了大吨位梁段就位吊装的难题,降低了施工风险。该桥复杂及多样式的梁段吊装施工新技术,可为今后多塔连跨悬索桥施工提供新的思路和宝贵经验。

独塔斜拉桥主跨钢箱梁安装施工技术研究

随着现代科学技术的发展,斜拉桥在实际工程中的应用越来越广泛。斜拉桥的施工主要涉及斜拉索的挂设、索力的调整及钢箱梁的安装精度。文章结合实例,从现场安装施工技术、滑移施工技术措施以及施工要点几个方面对某独塔斜拉桥施工技术进行阐述,有针对性地总结出保证钢箱梁安装精度的方法。结果表明,在施工过程中采用滑移架设法能明显提高钢箱梁的安装精度,在实际应用中取得了较好的效果。

自锚式悬索桥超宽长联钢箱梁顶推方案研究

以某三塔自锚式悬索桥为背景,对超宽长联钢箱的顶推方案进行研究。针对超宽长联钢箱梁在顶推过程中面临着横向变形控制难度大、对温度的敏感性强、顶推精度和同步性控制难度大以及安全风险高的问题,对其顶推方式、临时墩的合理布置、临时墩的结构形式进行了系统的优化分析,确定了60 m的临时墩间距+45 m钢导梁的双向步履式顶推的方案。通过对顶推关键计算工况下临时墩、钢箱梁及导梁的应力和变形进行研究以及对最大支反力作用下钢箱梁的局部受力进行分析,表明临时墩、钢箱梁及导梁的结构强度和刚度均满足要求,结构均处于受力合理、安全可控的状态。采用该顶推方案以及利用顶推智能监控平台将钢箱梁顶推到位后,钢箱梁的实测线形与理论线形基本吻合,最大相差10 mm,实现了超宽长联钢箱梁的高精度顶推。