武汉市江汉四桥拓宽工程主桥设计关键技术

武汉市江汉四桥拓宽工程主桥采用与旧桥外形一致、呈反对称布置的主跨232 m独塔混合梁斜拉桥,跨径布置为(232+70+40+20)m,采用刚构体系。主梁采用钢-混叠合梁与预应力混凝土梁组成的混合梁,钢-混结合面位于主跨距桥塔中心线9 m处,主跨采用双边工字形叠合梁,桥面宽23.5 m,标准梁高1.6 m;边跨采用预应力混凝土边主梁和箱形截面主梁,桥面宽23.5~27.0 m,标准梁高2.1 m。桥塔采用“A”形混凝土塔,塔高114.5 m,其下布置整体式承台,采用18根ϕ2.8 m的群桩基础。斜拉索按空间扇形双索面布置,共104根斜拉索,采用标准强度1770 MPa高强平行钢丝索,主跨梁端采用锚拉板锚固,边跨梁端设置槽口锚固,塔端采用锚固齿块锚固,主塔斜拉索锚固区纵、横桥向均配置有无粘结预应力钢棒。汉阳岸边墩采用T形钢筋混凝土板墩及钻孔桩基础;汉口岸边墩、辅助墩均采用钢筋混凝土独柱墩及钻孔桩基础。桥塔塔柱采用爬模施工;边跨主梁采用支架现浇施工,主跨主梁采用悬臂拼装施工。结构计算结果表明,大桥结构刚度及应力均满足要求。

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。

单主缆悬索桥A形桥塔创新设计

柳州双拥大桥为国内首座大跨地锚式单主缆悬索桥,创新性地采用了独特的非相似等腰三角形截面所形成的A形钢塔。对该桥塔结构构造和受力行为进行的系统研究表明:该桥塔结构形式的景观效果和受力性能良好;塔底采用承压板-拉杆形式的钢混连接结构具有受力明确、施工便利的优点,塔顶需重点解决不同于双缆悬索桥的索鞍巨大竖向力向2个塔柱有效传递的构造问题。

特大跨度自锚式悬索桥主缆系统防护体系设计

以云龙湾大桥主桥为背景,系统介绍了(30+80+205+80+30)m双塔自锚式悬索桥主缆系统防护体系设计情况。大桥共设置2根主缆,竖直平行索面[1]。单根主缆由27股索股组成,每股索股包含91丝高强镀锌铝合金平行钢丝。通过对国内悬索桥主缆防护体系应用现状调研分析,设计采用在传统缠丝涂装防护体系基础上,增加主缆除湿系统进行主缆防护,于缆内持续循环通入干燥空气,以保证运营阶段大桥主缆耐久性。同时对主缆相应配件进行防腐设计,并为方便检修,在主缆顶面设检修道。通过防护体系、检修措施的设计,保证了主缆的长久耐用,可为悬索桥相关设计提供一定参考。

斜拉桥主塔竖转结构受力特征分析

为研究斜拉桥主塔“卧拼竖转”工艺对结构受力的影响,通过有限元全过程仿真分析,对竖转结构的应力、索力、变形及稳定性进行计算。结果表明,竖转过程中,结构最不利受力状态为主塔刚脱离胎架阶段,此状态下结构应力、索力及变形较大,结构稳定安全系数较小,施工过程中应加强对此阶段的结构监控。

界首市裕民桥总体计算与关键构件分析

界首市裕民桥主桥为主跨142 m的自锚式悬索桥,设计步骤主要包括桥梁总体布置的确定、静力有限元建模、整体稳定性分析、缆索线形确定、运营阶段内力分析以及构件强度验算等;同时,还需建立动力模型,以了解桥梁自振模态,并对结构在地震作用下的响应进行分析,进而验算桥梁的抗震性能。所总结的内容可为类似桥梁设计提供较有价值的参考。

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。

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。

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。

港珠澳大桥九洲航道桥设计

充分考虑桥址处自然条件和通航要求,港珠澳大桥九洲航道桥采用主跨268 m五跨连续斜拉桥。主梁采用钢混组合梁,在主梁边跨侧设置变宽段,为桥塔提供布置空间,同时避免了引桥非标准设计。桥塔采用风帆造型,由竖直主塔柱和曲线副塔柱组成,采用钢混组合结构;塔、梁间采用固结约束,桥塔处梁底不设横梁和支座;斜拉索采用竖琴形中央双索面;塔端锚固采用带有上拉杆的框架结构,以满足紧凑截面钢塔结构受力要求;梁端采用锚管穿过箱形联系横梁锚固,以便张拉。主墩基础采用行列式布置的嵌岩桩,单墩设22根直径2.2 m的钻孔桩。大桥设计寿命按120年考虑,钢结构外表面采用“环氧富锌底漆+环氧云铁中间漆+氟碳面漆”涂装体系,钢结构内表面采用“环氧富锌底漆+环氧厚浆漆”涂装体系,并在主梁、桥塔内设置除湿系统。主梁采用分幅大节段吊装的方法施工,钢塔采用大节段吊装后竖向转体施工。

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。

悬索桥主缆与鞍座间摩擦特性试验研究

多塔悬索桥需通过主缆与中主鞍座间的摩擦力平衡由各跨之间荷载不同所导致的主缆不平衡张拉力,主缆与鞍座间的抗滑移安全问题是多塔悬索桥发展面临的核心问题之一;二者的摩擦系数则是多塔悬索桥设计的基础参数。以典型的大跨度多塔悬索桥——武汉鹦鹉洲长江大桥为研究对象,对于其主缆与鞍座间的摩擦与滑移特性进行模型试验,就主缆与鞍座间摩擦特性的试验模型设计、测试方法、测点布置以及主缆与鞍座间滑移时刻的判别依据等关键问题进行研究。研究表明:根据实桥主缆与鞍座间的实际接触及受力情况进行模型设计,并在此基础上通过测试数据的合理选取实现二者间滑移时刻的准确判别以及索股张拉力的准确测试是模型试验研究的关键问题;不同类型及不同位置的测试数据对于主缆和鞍座间滑移的敏感程度不同;模拟主缆与鞍座抗滑移特性试验名义摩擦系数实测值均值为0.473;通过在承缆槽内增加两片铸钢金属隔板的方式能够提高模拟主缆与鞍座间的摩擦力,此时名义摩擦系数实测值均值增至0.552。

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。

独塔部分地锚式PC斜拉桥经济及设计参数研究

为得到独塔部分地锚式PC斜拉桥的合理设计参数范围,通过对拉索、主塔、锚碇、主梁的材料用量和造价进行计算,建立了全桥总造价及单位桥长造价公式,据此开展了独塔部分地锚式PC斜拉桥合理背索自锚比例、锚碇主跨长度比、边主跨比及塔跨比的研究,并与其他斜拉桥型进行了对比。结果表明:考虑全桥跨越能力时,背索自锚比例宜取0.336~0.487范围内的大值,边主跨比宜取0.487~0.544范围内的小值,考虑单跨跨越能力时反之;当主跨跨度较小时,可取适当小于依据上原则的取值,当主跨跨度较大时反之;塔跨比宜取0.372左右,对应的主跨边索倾角为20.4°左右,跨径较小时取较大值,跨径较大时取较小值,与其他斜拉桥型无明显区别。独塔部分地锚式PC斜拉桥仅在边跨自锚段空间受地形条件限制时经济性能优于独塔常规斜拉桥,在常规地形并无优势。

斜拉桥索塔三维相对基准定位方法研究

结合斜拉桥索塔基准放样及斜拉索预埋钢管的精密定位的需要,提出了一种新的基于测量机器人的三维相对基准放样方法,并成功用于灌河特大桥斜拉桥主桥的施工放样。实践证明,与传统的方法相比,该方法具有方便、高效、精度高等特点。

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。

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。

茜草长江大桥方案设计

茜草长江大桥是泸州市区内跨越长江的一座大桥,根据城市特点及地理条件,主桥采用三跨部分斜拉桥方案,主跨248 m,桥塔为外张式,塔柱采用将几个简单的矩形板件按照截面宽度进行等差数列叠加,桥型美观,与自然景观、人文景观密切结合。主要介绍主桥的方案设计。

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。