大跨度现代悬索桥的设计创新与技术进步
中国大跨度桥梁现状
桥梁建设的回顾和展望改革开放以来,我国社会主义现代化建设和各项事业取得了世人瞩目的成就,公路交通的大发展和西部地区的大开发为公路桥梁建设带来了良好的机遇。
十年来,我国大跨径桥梁的建设进入了一个最辉煌的时期,在中华大地上建设了一大批结构新颖、技术复杂、设计和施工难度大、现代化品位和科技含量高的大跨径斜拉桥、悬索桥、拱桥、PC连续刚构桥,积累了丰富的桥梁设计和施工经验,我国公路桥梁建设水平已跻身于国际先进行列。
现综述大跨径桥梁建设和发展情况。
斜拉桥斜拉桥作为一种拉索体系,比梁式桥有更大的跨越能力。
由于拉索的自锚特性而不需要悬索桥那样巨大锚碇,加之斜拉桥有良好的力学性能和经济指标,已成为大跨度桥梁最主要桥型,在跨径200~800m的范围内占据着优势,在跨径800~1100m特大跨径桥梁角逐竞争中,斜拉桥将扮演重要角色。
斜拉桥由索塔、主梁、斜拉索组成,选择不同的结构外形和材料可以组合成多彩多姿、新颖别致的各种形式。
索塔型式有A型、倒Y型、H型、独柱,材料有钢、混凝土的。
主梁有混凝土梁、钢箱梁、结合梁、混合式梁。
斜拉索布置有单索面、平行双索面、斜索面,拉索材料有热挤PE防护平行钢丝索、PE 外套防护钢绞线索。
现代斜拉桥可以追溯到1956年瑞典建成的主跨182.6米斯特伦松德桥。
历经半个世纪,斜拉桥技术得到空前发展,世界已建成主跨200米以上的斜拉桥有200余座,其中跨径大于400m有40余座。
尤其20世纪90年代以后在世界上建成的著名的斜拉桥有法国诺曼底斜拉桥(主跨856米),南京长江二桥钢箱梁斜拉桥(主跨628米)、福建青州闽江结合梁斜拉桥(主跨605米)、挪威斯卡恩圣特混凝土梁斜拉桥(主跨530米),1999年日本建成的世界最大跨度多多罗大桥(主跨890米),是斜拉桥跨径的一个重大突破,是世界斜拉桥建设史上的一个里程碑。
(表一)表一:世界大跨度斜拉桥我国自1975年四川云阳建成第一座主跨为76米的斜拉桥,二十多年过去了,这种在二次大战后复兴的桥型,在中国改革开放的形势下,得到了充分的发展和推广,至今已建成各种类型斜拉桥100多座,其中跨径大于200米的有52座。
桥梁工程的最新技术与挑战
桥梁工程的最新技术与挑战桥梁工程是土木工程的重要领域之一,随着科技的发展和工程需求的变化,桥梁工程技术也在不断创新和进步。
现代桥梁工程面临着许多技术挑战,如结构设计、施工方法、材料应用和安全管理等。
本文将探讨桥梁工程的最新技术和面临的挑战,分析其发展趋势和应用前景。
首先,桥梁结构设计是桥梁工程的核心环节之一。
随着交通需求的增加和工程环境的复杂化,桥梁结构设计面临着更高的要求。
现代桥梁结构设计不仅需要考虑结构的承载能力和稳定性,还要考虑抗震、抗风和耐久性等因素。
例如,悬索桥和斜拉桥等大跨度桥梁结构设计,通过引入先进的计算方法和优化技术,实现了结构的高效和安全设计。
此外,桥梁结构设计还需要考虑美学和环境因素,确保桥梁在功能和外观上的和谐统一。
施工方法的创新是桥梁工程技术进步的重要体现。
现代桥梁工程施工面临着施工环境复杂、工期紧张和质量要求高等挑战。
为了应对这些挑战,桥梁工程施工引入了许多先进的施工方法和技术。
例如,顶推法和悬臂浇筑法是现代桥梁施工中常用的两种方法。
顶推法主要用于大跨度桥梁的施工,通过在一端逐段顶推桥梁构件,实现桥梁的整体施工,具有施工速度快、对环境影响小的优点。
悬臂浇筑法则适用于高墩桥和深谷桥的施工,通过在桥墩顶部逐段向外浇筑桥梁段,实现桥梁的逐步延伸,具有施工灵活、安全性高的特点。
此外,预制装配化施工技术的发展,也为桥梁工程带来了新的可能性,通过在工厂预制桥梁构件,再运至现场进行装配,不仅提高了施工效率,还保证了施工质量。
材料应用的创新是桥梁工程技术发展的重要方向。
传统的桥梁材料如钢材和混凝土在强度和耐久性方面已难以满足现代桥梁工程的需求。
新型材料的应用为桥梁工程提供了更多选择。
例如,高性能混凝土(HPC)和超高性能混凝土(UHPC)具有优异的强度和耐久性,广泛应用于大跨度和高承载力桥梁的施工。
纤维增强复合材料(FRP)则具有轻质、高强和耐腐蚀等特点,常用于桥梁的加固和修复。
此外,自修复材料和智能材料的应用,也为桥梁工程提供了新的发展方向,通过材料的自感知和自修复功能,提高了桥梁的使用寿命和安全性。
桥梁工程中的创新技术
桥梁工程中的创新技术桥梁工程是土木工程的重要领域之一,通过不断的技术创新,可以提升桥梁的设计、施工和维护水平,实现更加安全、耐久和高效的桥梁工程。
本文将探讨桥梁工程中的创新技术及其应用现状、发展趋势和挑战。
首先,桥梁工程中的创新技术包括大跨度桥梁技术、高性能材料技术和智能监测技术等。
例如,大跨度桥梁技术的应用使得跨越江河湖海和城市交通干道的大型桥梁得以实现,如斜拉桥、悬索桥和拱桥等。
高性能材料技术的应用提升了桥梁结构的力学性能和耐久性,如高强度钢材、高性能混凝土和复合材料等。
智能监测技术的应用使得桥梁的运行状态可以实时监测和分析,提高了桥梁的安全性和管理效率。
其次,桥梁工程中的创新技术发展趋势包括更加高效、更加智能和更加环保。
例如,随着材料科学的发展,高性能材料在桥梁工程中的应用将更加广泛,如纳米增强材料和智能材料等。
智能监测技术的发展趋势将使桥梁监测系统更加精准和高效,如无线传感器网络和大数据分析等。
环保技术的发展趋势将使桥梁建设和维护更加绿色和可持续,如低碳材料和节能技术等。
然而,桥梁工程中的创新技术在应用过程中也面临一些挑战。
一方面,创新技术的研发和应用需要大量的投入和支持,特别是对于大型桥梁项目,资金和技术门槛较高。
另一方面,桥梁工程的复杂性和环境多样性增加了创新技术应用的难度,如极端气候条件和复杂地质环境等。
此外,桥梁工程的长期性能和安全性还需要经过大量实践和验证,确保技术的可靠性和可行性。
为了解决这些问题,需要从以下几个方面推动桥梁工程创新技术的发展和应用。
首先,政府应制定和实施相关政策和法规,鼓励和支持桥梁工程创新技术的研发和应用。
例如,可以通过财政补贴、税收优惠和技术支持等手段,激励企业和研究机构开展桥梁工程创新技术的研发和应用。
其次,工程师和建筑师应加强专业知识和技能的学习和更新,掌握最新的桥梁工程创新技术和方法,提升设计和施工水平。
例如,可以通过参加专业培训、技术交流和学术研讨会等,提升自身的专业素养和创新能力。
桥梁施工技术的发展与创新
桥梁施工技术的发展与创新桥梁施工技术是桥梁工程的重要组成部分,直接影响到桥梁建设的质量、效率和安全性。
随着科技的进步和工程实践的积累,桥梁施工技术不断发展和创新,推动了现代桥梁工程的进步。
传统的桥梁施工方法主要包括现浇施工、预制拼装和顶推施工等。
现浇施工是指在施工现场直接浇筑混凝土,构建桥梁结构。
这种方法适用于各种复杂的桥梁结构,但施工周期较长,受天气和环境影响较大。
预制拼装是指在工厂预制桥梁构件,再在施工现场进行拼装。
这种方法可以提高施工效率,减少现场施工时间,但需要精确的预制和拼装技术。
顶推施工是指将桥梁结构在地面上拼装好后,通过顶推设备将其推到设计位置。
这种方法适用于大跨度桥梁和高架桥,可以减少对交通和环境的影响。
随着科技的进步,桥梁施工技术不断发展和创新。
例如,悬索桥和斜拉桥的施工技术得到了显著的提升。
悬索桥和斜拉桥的施工需要复杂的张拉和吊装技术,通过精确的计算和控制,确保结构的稳定性和安全性。
此外,钢结构桥梁的施工技术也得到了显著的发展。
通过采用先进的焊接和拼装技术,钢结构桥梁的施工质量和效率得到了大幅提升。
在现代桥梁施工中,信息技术的应用也起到了重要作用。
例如,通过采用BIM(建筑信息模型)技术,工程师可以在施工前进行详细的三维建模和模拟,提前发现和解决施工中的问题,提高施工的精度和效率。
此外,智能监测技术的应用也提高了桥梁施工的安全性和质量。
通过在施工过程中安装传感器和监测设备,工程师可以实时监测结构的应力、变形和温度等参数,及时发现和处理施工中的异常情况,确保施工的安全和质量。
在实际工程中,桥梁施工技术的发展和创新为桥梁工程带来了显著的效益。
例如,在大跨度桥梁的施工中,悬索桥和斜拉桥的施工技术提高了结构的稳定性和安全性,减少了施工周期和成本。
在城市桥梁的施工中,预制拼装和顶推施工技术减少了对交通和环境的影响,提高了施工效率和质量。
在山区和水域桥梁的施工中,智能监测和BIM技术提高了施工的精度和安全性,减少了施工风险和成本。
桥梁结构设计大赛作品简介
桥梁结构设计大赛作品简介
本文介绍一项桥梁结构设计大赛作品,该作品名为“天马桥”,是一个基于新颖的悬索桥结构设计的创新型工程项目。
作品结构采用了大跨度、大斜率和高度的悬索桥设计,采用了一种让人眼前一亮的双塔设计,运用了先进的桥梁构造材料,如碳纤维、高强度钢材和聚合物等。
在设计过程中,我们主要考虑了以下几个方面的因素:一是桥梁的结构强度和稳定性,确保大跨度桥梁能够承受车辆和行人的负荷,以及各类突发自然灾害的影响;二是桥面的舒适度,包括减少颤振和不规则交通状况对车辆和行人的影响,以及设计一个优雅美观且具有艺术感的桥面形式;三是环境保护和可持续性,包括降低桥梁维护成本、改善周边生态环境等。
为了达到以上目标,我们在桥梁结构设计上进行了多次优化和模拟分析,通过应用计算机模拟和虚拟现实技术,我们成功地打造了一座能够满足以上需求的现代化大桥。
精美的雕塑和装饰设计,使得天马桥既有超卓的工程品质,同时也具有独特的区域特色。
在桥梁结构材料方面,我们采用了新型的高强度材料,并采用聚合物涂层技术来延长桥梁使用寿命,同时减少了对环境的污染。
我们采用
的碳纤维和高强度钢材与传统的混凝土和钢铁相比,不仅强度更高,
而且更为轻巧和耐用,可以有效提升桥梁的承载力和使用寿命。
总的来说,“天马桥”作为一项新型的悬索桥结构设计,其创新性、
技术性和可实施性十分突出,不仅在技术性方面走在了行业的前沿,
同时也在美观性、舒适度、环保和可持续性等方面做出了积极的贡献,是一项凸显高科技水平和人文关怀的优质工程作品。
我们期待,这座
优美的大桥能够为人们提供高质量、舒适、快捷的出行服务,成为区
域站立的重要地标和流动的艺术品。
2019年国家科学技术进步奖提名项目公示
2019年国家科学技术进步奖提名项目公示一、项目名称提升大跨度悬索桥全寿命周期性能的技术创新与应用二、提名者及提名意见提名者:秦顺全,陈政清,缪昌文提名意见:大跨度悬索桥是国家交通网络跨越江、海、峡谷的控制性工程,工程规模大、建设难度高,提升其全寿命周期性能,实现经济合理、风险可控、运维便利的高质量建设,一直是桥梁界追求的目标。
该项目针对影响大跨度悬索桥全寿命周期性能的关键科学技术问题,开展科技攻关和工程验证,历时8年,取得了一系列原创性成果。
首创了三跨连续悬索桥缆-梁弹性支承体系,突破了吊索、主梁内力分配不均衡的技术瓶颈,提升了上部结构及附属构件的全寿命周期性能;首创了悬索桥主缆分布传力锚固系统,提高了锚固单元的传力能力,减小了锚碇尺寸、提高了耐久性;首创了“∞”字形地连墙深基坑支护结构,减小了基础规模,节约了建设成本,解决了建筑密集区建设大型深基础的技术难题;首创了适用于“持续高温、重载”的复合浇注式沥青(PGA+AC)钢桥面铺装结构,提升了桥面铺装服役寿命。
项目获授权发明专利9项,国家级工法1项,省部级工法4项,软件著作权2项,出版专著2部,编制并颁布标准规范3部。
研究成果达到国际领先水平,已获中国公路学会科学技术奖特等奖4项,并在深中通道伶仃洋大桥等10余座特大型桥梁中推广应用,累积创造直接经济效益14.0亿元,引领了大跨度悬索桥建设技术的发展方向,增强了中国桥梁技术的国际竞争力,对推动中国桥梁从大国向强国迈进具有重要意义。
鉴于以上所述,郑重提名“提升大跨度悬索桥全寿命周期性能的技术创新与应用”为2019年度国家科学技术进步奖二等奖。
三、项目简介大跨度悬索桥是公路和铁路交通生命线跨越江海、峡谷等自然天堑的首选乃至唯一可选桥型,提升大跨度悬索桥结构安全性、经济性、施工风险可控性、耐久性、抗疲劳性和运营维护低成本性等全寿命周期性能,实现悬索桥经济合理、风险可控、运维便利的高质量建设,一直是桥梁界追求的目标,也是我国由悬索桥大国向悬索桥强国迈进的关键环节之一。
悬索桥设计与施工技术在土木工程中的应用实例
悬索桥设计与施工技术在土木工程中的应用实例悬索桥作为一种现代化的大跨度桥梁形式,以其独特的结构形态和出色的工程性能,在土木工程领域中有着广泛的应用。
本文将主要探讨悬索桥设计与施工技术在土木工程中的应用实例,以期为读者进一步了解和掌握悬索桥的相关知识。
一、巴斯特大桥巴斯特大桥位于美国加利福尼亚州,是世界上最长的悬索桥之一。
这座桥全长2.7公里,横跨海峡,连接旧金山和奥克兰两个城市。
巴斯特大桥的设计与施工充分体现了悬索桥的优越性能。
在巴斯特大桥的设计过程中,工程师充分考虑了桥梁的各项参数,如主塔高度、主缆张拉力等。
通过精密的计算和模拟,确定了合适的悬索参数,以保证桥梁结构的稳定性和承载能力。
同时,还采用了高性能钢材和先进的焊接技术,确保桥梁在恶劣气候和地震等环境条件下的安全性。
在巴斯特大桥的施工过程中,工程团队采用了先进的施工技术,如预应力技术和跨海施工技术。
预应力技术通过对主缆进行张拉,使桥梁整体处于压应力状态,增强了桥梁的抗弯刚度和承载能力。
跨海施工技术则克服了海洋环境复杂的困难,提高了施工效率和质量。
巴斯特大桥的成功建成标志着悬索桥设计与施工技术在土木工程中的重大突破,为后续的桥梁建设提供了宝贵的经验和借鉴。
二、长江大桥长江大桥是中国境内最长的悬索桥,也是世界上第四长的悬索桥。
该桥位于湖北省宜昌市,全长8.2公里,重要地位使得该桥的设计与施工引人注目。
在长江大桥的设计过程中,工程师注重桥梁与环境的协调,采用低风阻断面设计,使得桥梁在强风作用下也能保持较好的稳定性。
此外,还选用了特殊形状的主塔结构,增加了桥梁的美观性和抗倾覆能力。
同时,为了适应航运需求,设计了可升降的中央桥面,方便大型船只通行。
在长江大桥的施工过程中,由于长江水流湍急,施工条件十分恶劣。
工程团队采用了浮船制作主缆和往复运输技术,实现了桥梁的高效施工。
此外,还采用了全封闭脱模技术,确保桥梁施工质量和安全性。
长江大桥的建成充分展示了悬索桥设计与施工技术在土木工程中的应用价值,为中国悬索桥技术的进一步发展奠定了坚实的基础。
大跨度桥梁的设计要点及优化措施探讨
大跨度桥梁的设计要点及优化措施探讨摘要:我国公路交通体系迅速发展,不断完善,为提高经济发挥了非常重要的作用。
而桥梁作为公路体系的重要组成部分,其在我国交通系统中的占比较大,受限于我国复杂的地质环境,各类大跨度桥梁建设规模也在逐年增加。
因此,必须掌握公路桥梁中大跨度桥梁设计重点,结合建设区域实际情况提出更为科学、有效的设计方案,保证公路桥梁中大跨度桥梁总体建设水平。
论文阐述了大跨度公路桥梁的设计要点,提出了改善大跨度公路桥梁设计水平的优化措施。
关键词:大跨度桥梁;设计要点;优化措施引言随着我国社会经济发展速度不断提高,虽然桥梁设计水平有了相应提高,能够进一步缓解大跨度桥梁设计和运行中的问题。
同时我国当前桥梁建设施工数量也在不断增加,所以,想要进一步确保大跨度桥梁建设的健康发展,就需要保证桥梁建设工作具备安全性和稳定性以及持久性的特点。
另外,对于桥梁设计工作人员来说,需要进一步完善桥梁设计的工作,将内部设计结构全面优化和完善,最终保障大跨度桥梁能够安全稳定的运行。
一、大跨度桥梁特点概述随着我国城市基础建设日益完善,桥梁作为城市重要地标及交通纽带,起到关联城市、疏导交通、美化城市的重要作用。
我国南方城市很多都将桥梁作为城市建设的重要代表之一,如长江大桥、杨浦大桥等,这些都属于大跨度桥梁。
大跨度桥梁主要是指桥梁长度、宽度较大,并且在承载能力、稳定性等方面都较为突出,这也导致了大跨度桥梁在设计中的复杂性、系统性。
大跨度桥梁具有结构规模大、结构组织规划困难、承载能力强等特点。
如图1所示,具体表现在以下四个方面:(1)项目结构规模较大。
桥梁主体结构多为大跨度结构形式,从长度、宽度等层面都突显了桥梁主体的大气、宏观。
(2)在结构组织及规划方面也较为复杂:从大跨度桥梁主体结构可以发现,很多桥梁都需要对该桥体过渡节点进行设计,并根据桥梁实际长度、宽度等进行元素融入。
(3)施工难度高。
跨度越大,工程规模越大,施工难度越大,每个细节都要处理到位。
中国大跨度桥梁进展与展望
在面对未来的挑战和问题时,中国将积极拓展科研与技术应用,推动大跨度桥 梁建设向更高层次、更广领域发展。加强国际合作与交流,共同推进全球大跨 度桥梁建设的进步。
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在面对未来的挑战和问题时,中国将积极拓展科研与技术应用,推动大跨度桥 梁建设向更高层次、更广领域发展。加强国际合作与交流,共同推进全球大跨 度桥梁建设的进步。
参考内容
引言
中国作为全球桥梁建设的重要领军国家,近年来在大跨度桥梁建设方面取得了 显著成果。本次演示将介绍中国大跨度桥梁建设的最新进展、技术发展及未来 展望,以期为相关从业人员提供参考。
中国大跨度桥梁技术进展
中国在大跨度桥梁技术方面取得了重要进展。首先,在桥梁设计方面,中国已 具备了先进的设计理念和设计水平,能够自主开发大型桥梁计算软件,并广泛 应用于实际工程中。其次,在桥梁施工方面,中国掌握了先进的施工技术,如: 高强度混凝土技术、预应力技术、悬索桥技术等,能够确保桥梁建设的质量和 效率。
中国大跨度桥梁建设现状
在过去的几十年里,中国已成功建成了一系列具有世界影响力的大跨度桥梁。 这些桥梁包括但不限于:苏通长江大桥、南京长江大桥、上海东海大桥、杭州 湾跨海大桥等。同时,中国还在积极推进大跨度桥梁建设,如:港珠澳大桥、 长江口深水航道整治工程等。未来,中国将按照“一带一路”倡议,加强与沿 线国家的互联互通,推进国际大跨度桥梁建设。
未来,中国大跨度桥梁建设将继续向超大规模、超高性能、绿色环保等方向发 展。同时,中国还将加强与沿线国家的合作和交流,推进国际大跨度桥梁建设, 促进“一带一路”倡议的实施和发展。
结论
中国大跨度桥梁最新进展与展望展现了中国在这个领域的显著实力和影响力。 无论是在已建成的桥梁、正在建设的桥梁还是未来的建设规划方面,中国都取 得了显著成果和突破。随着技术的不断进步和社会需求的变化,中国大跨度桥 梁建设将继续保持创新与发展的态势,为社会经济和文化发展注入新的动力。
大跨度桥梁发展回顾
大跨度桥梁发展回顾大跨度桥梁是指跨度超过1000米的特大型桥梁。
在过去几十年,世界各国在大跨度桥梁建设领域取得了巨大的进步。
这些桥梁不仅仅是交通基础设施,更是国家经济发展的重要支撑和标志性建筑。
本文将回顾大跨度桥梁的发展历程,探讨其在不同领域的应用及未来发展趋势。
1. 大跨度桥梁的起步阶段大跨度桥梁的建设始于20世纪,最初主要集中在欧美国家。
众所周知,1955年萨拉曼卡大桥建成开通,跨度哥本哈根海湾大桥获得超过 1300 米的跨度跨度,成为了第一座大跨度桥梁的典范,拉开了大跨度桥梁建设的序幕。
此后,日本、中国和其他东南亚国家逐渐加入了大跨度桥梁的建设。
这些桥梁不仅解决了交通拥堵问题,也成为了当地标志性的建筑,为城市的发展提供了重要的交通保障。
2. 大跨度桥梁在交通领域的作用大跨度桥梁在交通领域的作用不言而喻。
它们为城市的交通运输提供了便利,缓解了交通压力,加速了地区之间的联系。
中国的港珠澳大桥不仅将珠江三角洲连接在一起,也成为了世界上最长的跨海大桥,大大加强了香港、澳门和珠海之间的交通联系。
类似地,美国的旧金山湾大桥、法国的米勒高架桥、日本的鸭绿江大桥等大跨度桥梁也扮演着类似的角色,成为了城市交通的重要枢纽。
3. 大跨度桥梁的结构与设计大跨度桥梁的建设离不开先进的结构设计和施工技术。
在桥梁结构设计上,大跨度桥梁往往采用钢结构、预应力混凝土等新型材料,以确保桥梁的安全性和承载能力。
在施工技术上,大跨度桥梁采用了预制构件、悬索桥技术、悬挂钢索等先进工艺,保证了桥梁的质量和施工效率。
4. 大跨度桥梁的未来发展趋势随着城市化进程的加速和经济发展的需求,大跨度桥梁的建设将会更加普遍化。
未来,大跨度桥梁将更加注重节能环保和可持续发展,并将继续发挥着交通运输和城市发展的重要作用。
随着结构设计和施工技术的不断进步和发展,大跨度桥梁的建设难度将逐渐降低,对人们的生活将产生更积极的影响。
到2030年,预计全球将建设一批新型大跨度桥梁,为全球社会的可持续发展做出更大的贡献。
大跨度桥梁设计要点及优化措施
大跨度桥梁设计要点及优化措施摘要:社会的发展和国民经济的不断进步,社会各个行业都发生了巨大的变化,道路建设作为我国发展的重要组成因素,近些年来,较之过去也得到了很大改善,道路的建设的速度也是前所未有,大跨度桥梁作为道路施工建设的关键部分,在道路施工建设中也较为常见,一般而言大跨度桥梁的施工建设所涉及的内容十分发繁杂,尤其是对设计施工水平有着非常高的要求,如果在施工过程中难以有效把握大跨度桥梁的施工特点,就难以有效的进行科学合理的施工,从而影响大跨度桥梁的质量,严重者甚至会给社会带来难以预估的损失,为此想要强化大跨度桥梁的建设质量,就必须在对其施工建设过程中,掌握大跨度桥梁的特点,做到必要的施工优化措施,文章就大跨度桥梁设计要点进行必要的探讨分析,并在此基础上提出了可行性的的优化措施。
关键词:大跨度桥梁;设计要点;优化措施大跨度桥梁在道路建设施工中占据了非常重要的地位,尤其是在我国城乡道路建设中尤为常见,大跨度桥梁的建设,一方面能够提升道路的实用性,节约必要的道路施工建设成本,另一方面由于大跨度桥梁自身的外在性,大大提升了城市的建筑美感,对提升城市文化形象具有重要的促进作用,相对于其他国家而言,我国在大跨度桥梁建设与设计方面相应的研究方案还非常有效,这就使得大跨度桥梁在我国还有着非常大的优化空间,为此只有不断的对大跨度桥梁的设计要点以及施工方案进行必要的优化,就能有效的推进我国大跨度桥梁的向更高层次发展[1]。
一、大跨度桥梁施工优化必要性分析在桥梁施工建设过程中,充分综合考虑各方面设计施工因素尤为必要,尤其是大跨度桥梁在施工设计方面更是如此,这是以为大跨度桥梁在设计施工方面所包含的内容非常的复杂,在对其施工设计之前,需要进行多角度全方位的综合考量,如大跨度桥梁的力学分析,验算、施工设施设备等等,加上桥梁设计方案很大程度上依赖于设计工作人员的主观因素,即使在同一个地方,同一座大跨度桥梁的设计,不同社会人员所制定的大跨度桥梁设计施工方案都会出现很大的差别。
大跨度索结构关键技术与工程应用
大跨度索结构关键技术与工程应用摘要:随着现代建筑技术的不断发展,大跨度索结构逐渐受到人们的关注和应用。
本文旨在综述大跨度索结构的关键技术,并探讨其在工程应用中的具体表现。
首先,介绍了大跨度索结构的定义和分类,然后详细阐述了其设计、材料、施工等关键技术。
最后,通过对几个典型工程实例的分析,总结大跨度索结构在桥梁、体育场馆和展馆等领域中的应用现状和未来发展趋势。
关键词:大跨度索结构、受力分析、结构形式、材料选用、工程应用引言:大跨度索结构是指跨度超过一定范围的结构,采用钢索作为主要受力构件。
具有轻型、高强度、耐候性好的特点,这使得大跨度索结构在建筑领域具备广泛的应用前景。
1大跨度索结构的定义与分类大跨度索结构是一种具有广泛应用的结构形式,根据不同的构造形式和功能需求,可以分为不同的分类。
其中,索悬索结构是最为常见的一种类型,主要用于建造大跨度桥梁和体育场馆等工程。
索悬索结构通过悬挂在主要支撑点上的索索力来承担结构的载荷,通过合理设计和布置索杆、锚固点和索带等部件,达到支撑和平衡结构的目的。
索拉穹结构则是通过拉力将构件进行张拉,形成穹顶状的结构形式,常用于建筑物的覆盖结构。
而索承重点结构是指以索杆为主要构件,通过索力将承重点传递到支撑构件上,常用于悬索桥的塔杆等部分。
通过对大跨度索结构的分类和定义,可以更好地理解其结构原理和应用特点,并为工程设计和施工提供参考依据。
2大跨度索结构设计关键技术2.1 受力分析在大跨度索结构设计中进行受力分析是非常重要的一步。
荷载计算是其中的关键环节,需要综合考虑静载荷、动载荷、温度荷载等各种外力作用于结构上的效应。
静载荷包括自重荷载、活载、风荷载等,通过合理的计算和测量,确定荷载大小和分布。
索力分配则是指根据结构的承载能力和稳定性要求,将总荷载按照合适的比例分配给各个索杆和索线,使得结构能够平衡受力并保持稳定。
通过精确的受力分析,可以确保大跨度索结构在使用过程中能够承受各种荷载并具备良好的性能和安全性。
大跨度桥梁设计中的创新结构与施工技术研究
大跨度桥梁设计中的创新结构与施工技术研究摘要:公路桥梁工程是一项重要的基础设施工程,对促进区域联通发展具有重要意义。
公路桥梁工程结构类型比较多,其中大跨度桥梁占了很大的比重。
为了提高桥梁建设水平,有必要对桥梁结构设计策略进行分析研究。
文章以大跨度公路桥梁为研究对象,介绍了跨度桥梁设计中的创新结构与施工技术要点,以供参考。
关键词:大跨度桥梁;类型;结构设计;1大跨度桥梁设计中的创新结构1.1斜拉桥结构斜拉桥是一种由主梁、塔塔和斜拉索组成的刚性结构。
通过斜拉索将桥梁主梁悬挂在塔塔上,实现跨度的支撑和传力。
斜拉桥具有较高的刚度和承载能力,适用于大跨度桥梁。
其美观独特的外观也成为现代桥梁设计的标志之一。
1.2悬索桥结构悬索桥是一种采用主梁悬挂在多根主缆上的结构形式。
主缆通过塔塔支撑,支持悬挂主梁的承载力。
悬索桥具有较高的刚度和抗风能力,并能够跨越较大的跨度。
著名的悬索桥包括旧金山金门大桥和纽约布鲁克林大桥等。
1.3拱桥结构拱桥采用拱形结构,在桥墩之间形成弧形的支撑结构。
拱桥利用拱形结构的受压能力,在大跨度情况下仍能保持较高的刚度和稳定性。
它具有较好的承载能力和美观性,被广泛应用于跨越河流和山谷的大跨度桥梁设计。
1.4预应力混凝土桥梁结构预应力混凝土桥梁通过在施工过程中施加预先设计的压应力来提高结构的强度和刚度。
通过预应力技术,可以减少混凝土的裂缝和变形,提高桥梁的寿命和稳定性。
预应力混凝土桥梁通常用于大跨度或承载要求较高的工程。
1.5创新材料应用结构在大跨度桥梁设计中,还可以采用创新的材料应用来实现轻量化和高强度的设计。
例如,碳纤维增强聚合物(CFRP)或玻璃纤维增强聚合物(GFRP)等复合材料可以用于构件的加固或替代传统的钢筋混凝土。
这些材料具有优异的抗拉强度和抗腐蚀性能,可以在大跨度桥梁设计中实现更轻、更高强度的结构。
这些创新结构和材料应用为大跨度桥梁设计提供了更多的设计选择和解决方案。
同时,创新结构的设计和施工还需要进行全面的工程分析和评估,以确保结构的安全性和可靠性。
港珠澳大桥创新的例子
港珠澳大桥创新的例子
港珠澳大桥是全球最长的跨海大桥,同时也是一项创新的工程成果。
以下是该大桥的几个创新之处:
1. 超长跨径悬索桥:港珠澳大桥的主桥采用了超长跨径悬索桥的设计,这意味着跨度更大,减少了桥墩数量,提高了通航能力和交通效率。
2. 抗风创新设计:港珠澳大桥位于珠江三角洲地区,受到风暴和台风的影响较大。
为了应对风力挑战,该桥设计了风洞试验、不对称桥塔等创新的抗风措施,确保了大桥在恶劣天气下的安全稳固性。
3. 桥梁结构的抗震性:在地震频发地区建造大型桥梁容易受到地震的影响。
为了增强港珠澳大桥的抗震能力,工程设计采用了大型“滑动潜沉式”桥梁构件,这种结构能够在地震时进行自由移动,减少地震对大桥的影响。
4. 环保节能设计:港珠澳大桥在设计和施工过程中重视环境保护和能源节约。
例如,使用了钢筋混凝土减振器来减少震荡,降低了对桥梁的动态响应;还利用了潮汐和海洋流动等自然条件,减少了能源消耗。
综上所述,港珠澳大桥在跨海大桥领域进行了多项创新设计和技术应用,充分展示了中国工程领域在大桥建设上的创新能力和技术实力。
多塔大跨度连续现代悬索桥的创新设计与技术
多塔大跨度连续现代悬索桥的创新设计与技术杨进 万田保 郑修典1.前言悬索桥是以主缆、主塔和与之相匹配的两端锚碇为主体的承重结构。
主梁退居为只 对体系具有加劲的作用。
承重主缆受拉明确,所用材料得以充分发挥其极限强度。
桥梁 的工程造价与其主跨的大小直接关连,在宽阔深水的江河和海域,在不影响通航顺畅和 水流态势的条件下,采用多塔多跨连续悬索桥方案,是在技术上和经济上极为合理的选 择。
设计中需要注意处理好位于主孔中间各塔在顺桥向的可挠性,以保持在某一单主跨 活载满布的极端情况下的主缆水平拉力能平衡传递问题。
日本早年建成的濑户大桥,只是将两座独立的大跨度悬索桥在中间共用一个锚碇加 以连接,结构上不是多塔多跨主缆连续性质。
世界上也还有多座跨度不大的组合性多塔 小型悬索桥。
实际上不具任何技术新意。
下面分别介绍即将建成的泰州长江公路大桥(三塔双主跨悬索桥)的技术研究特点 和武汉市已开工建设的鹦鹉洲长江大桥城市公路桥(三塔四跨悬索桥)的方案思考。
2. 泰州长江公路三塔连续双主跨悬索桥2.1 三塔悬索桥对桥址区特定条件的适应性2.1.1控制性条件泰州长江大桥位于江苏省泰州与镇江、常州市之间,由北接线、跨江主桥、夹江桥 和南接线四部分组成,路线起自宁通高速公路宣堡镇西,于永安洲北部跨越长江(左汊) 至扬中,于扬中南跨越夹江(右汊),经姚桥、孟河,止于常州汤庄,接沪宁高速和常州 绕城公路西段。
跨江大桥东距江阴长江公路大桥57公里,西距润扬长江公路大桥66公里。
桥位位于永安洲北,河流平面形态呈微弯,河宽相对上下游稍窄,右岸为水流顶冲 转折位置,同时又是下游心滩的分流区,深泓有一定摆动,但幅度有限,向下经挑流分 成左右两支。
桥位区河床中部相当宽范围河床面高程在15-16m 之间,深泓在右侧、最深处河床高程30m ,冲淤变化也主要出现在右侧一定范围内; 图 1 桥位平面及河道泰州 大堤 2.0m高程水面线大堤扬中边塔中心线 中塔中心线 边塔中心线 图 2 桥轴线河床断面桥址上距泰州港4.5km ,桥址下距西新圩航行警戒区1300m ,桥址两岸码头众多, 上游两公里处有三福造船厂。
大跨度管道悬索桥跨越技术分析
大跨度管道悬索桥跨越技术分析摘要:乌江悬索跨越工程为天然气过江通道,江面宽度宽、河流通航、桥面载重大、凤荷载大等因素对悬索跨越工程的建设带来不小挑战。
为保障乌江通航及临江的G319国道的正常通行,乌江悬索跨越采用隧道锚+预应力锚+重力锚多种锚固形式以适应不同的地形;采用双主缆、双索夹连接技术增加桥梁承载能力,提高安装效率、节省工期,降低施工安全风险;采用钢桁架主塔结构体系降低结构自重、提高抗震性能、增加抗风性能、降低施工难度;采用有限元应力分析模拟技术,优化索系应力,提高桥梁抗风性能。
前言为响应国家冬季保供的号召,我国大口径油气管道的建设规模逐年增大。
管道穿越河流、峡谷及其他屏障时,受地形条件或地质条件的影响,定向钻穿越方案受到限制,尤其是川渝、云贵地区,跨越方案成为首选的方案。
常见的跨越方式有桁架跨越、斜拉索跨越及悬索跨越,悬索跨越相比桁架式跨越在跨度上有明显的优势;相比斜拉索跨越,可以避免水中施工、对航道的影响较小,工程造价也相对较低。
重庆地区乌江悬索跨越采用了隧道锚+预应力锚+重力锚组合,双主缆、双索夹连接,钢桁架主塔一次性整体吊装等技术实现了油气管道大跨度跨越,满足乌江航道要求,避免对G319国道交通的干扰。
1工程简介乌江悬索跨越是目前通航河流上跨度最大,荷载最重的油气管道跨越工程,也是南川-涪陵管道沿线控制性工程之一。
跨越处位于重庆市涪陵区白涛街道三门子村,距离乌江和长江穿越交汇口约15km,江面宽度约300m,该河段为III级航道(航道宽度150m,净高最少18m),双向通航,环保及航道要求高;穿越处为“V”字型山谷,地貌条件复杂,两岸至江底最大落差达100m,水深约30m。
悬索跨越主要结构形式及参数如下:(1)设计跨度总长:主跨跨度355m,西岸边跨12m,总跨度367m;(2)主索索绳直径:4732mm2;(3)跨越管道规格:油气管道:Φ1016×26.2mm、采出水外输管道:Φ159×10mm(20#无缝钢管)、镀锌钢管Φ114×4.5mm(通信光缆套管);(4)燃气管道设计压力:10MPa;(5)支撑塔架结构及高度:37.45m2隧道锚+预应力锚+重力锚组合技术西岸临G319国道,G319国道上方多为30m高陡崖,东岸临渝怀铁路,交通干扰因素大,施工场地受限。
探讨大跨度悬索桥施工技术
探讨大跨度悬索桥施工技术摘要】作为公路桥梁施工的重要组成部分,悬索桥施工质量直接影响公路桥梁施工的整体质量。
因此,为了提高公路桥梁施工的整体质量和运行后的各项性能,首要任务是要保证悬索桥的施工质量,要求公路桥梁施工企业不断优化施工技术和悬索桥施工管理。
【关键词】悬索桥;施工;技术1引言随着西部山区高等级公路的建设,大跨度悬索桥的数量不断增加。
与沿海地区或大型河流的大跨度悬索桥相比,大跨度悬索桥有许多不同的设计或施工技术。
例如,加强梁的安装技术是完全不同的。
当在河流或海面上架设悬索桥加固梁并具有良好的导航条件并能够驱动大吨位船舶时,通常可以选择平坦和开放的地点来制造加强梁,然后使用大吨位船舶来将制造的加强梁段输送到桥梁。
在安装位置下方,使用电缆葫芦垂直提升。
如果没有良好的导航条件,很难将这种方法用于山地悬索桥。
主要原因是加强梁段不仅重,而且段的重量通常超过100吨,尺寸巨大,平面尺寸超过10米。
几十米之间;如此大的加强梁难以通过陆地运输,并且更难以直接在要安装的位置下方运输。
因此,山地悬索桥一般需要在桥梁附近设置加固梁制造厂,以避免大截面加强梁的陆地运输,并解决桥梁位置加强梁的运输安装问题。
悬索桥的优点:交叉输送能力强,主梁截面形式不受跨度影响; 结构灵活,无地形限制; 结构力很明显; 大吨位缆索起重机的应用。
缺点:需要解决大吨位和大型部件的运输问题,如鞍座等部件; 钢箱梁加工现场和现场运输; 钢箱梁安装; 复杂气候条件下的钢箱梁的焊接。
2概述2.1 工程概况Pulit Bridge的总长度为1044m,桥梁跨度为4×40mT梁+ 628m吊桥+3×40mT梁+3×40mT梁,桥面为双向四车道[1]。
Prelit Bridge的主桥是双撑单跨钢箱梁悬索桥。
主电缆跨度为166 + 628 + 166m,跨度比为1/10,两根主电缆水平排列,主电缆跨桥中心为26m。
吊索与桥梁之间的标准距离为12m,主跨分为8.1 +51×12 + 6.6m,钢箱梁高3m,梁宽28.5m,标准梁140t,主塔是龙门架。
大跨度桥梁的设计要点及优化对策
交通科技与管理43规划与管理 随着现代化发展的不断深入,大跨度桥梁已经成为国家研究的重点内容,并且还需要对相关的建设工作提出更加具有针对性的措施,这样才能对我国大跨度桥梁的建设工作进行优化。
除此之外,这项措施还能推动我国城市化进程的不断加快,缓解城市人口数量上升带来的交通拥堵问题。
除此之外,大跨度桥梁作为我国道路建设中的一项重要内容,对推动城市经济的发展活力有着重要的效果,需要加强重视度。
1 大跨度桥梁施工设计的重要性分析 大跨度桥梁的设计方案、施工技术以及工程质量投入使用的过程中都需要加强重视,并且这些因素还会对桥梁的整体建设工作产生直接的而影响。
但是,当前我国大跨度桥梁的设计方案以及施工技术使用过程中都存在一些问题需要解决,这也是造成大跨度桥梁工程质量呈现明显下降的主要原因之一。
为了进一步提升建设工程的质量,也为了充分发挥出桥梁建设的带动效果,就需要对建设过程中各项措施进行分析,并且在推动发展的基础上进行革新,对大跨度桥梁建设的工作进行全面升级,确保桥梁在使用过程中的安全性、稳定性和持久性。
2 当前大跨度桥梁建设过程中存在的问题2.1 方案设计思路有限 目前,世界上跨度最大的悬索桥在日本,最大跨度达到1 991 m。
除此之外,我国江苏也有着跨度最大的悬索桥,主跨到会达到1 490 m。
从这些数据中可以明显的发现,当前大跨度桥梁在设计和施工过程中都有着明显的改善。
但是,在实际工作过程中,桥梁设计的思路还是会受到传统思维定式的不良影响,另外大跨度的桥梁设计也不尽完善,在设计并没有突出的创新点。
2.2 无法满足更高的桥梁设计要点 当前,公路和桥梁的构建是城市建设过程中的重要组成部分,尤其是大跨度桥梁的出现,更给桥梁建设行业的发展起着重要的支持。
随着建筑行业的不断发展,大跨度桥梁的结构形式更加多样化和全面化,并且还出现了斜拉桥、悬索桥以及拱桥等项目,并且取得了重大的突破。
但是,同时还带来结构复杂的问题,那么相应的设计方案就需要更加仔细来进一步满足桥梁建设对于质量和美观等多个方面的要求,这样才能更加有效的促进桥梁建设水平的提升。
大跨度悬索桥主缆索股智能化架设施工工法(2)
大跨度悬索桥主缆索股智能化架设施工工法大跨度悬索桥主缆索股智能化架设施工工法一、前言大跨度悬索桥作为现代桥梁工程中的重要组成部分,具有越来越广泛的应用和发展。
在大跨度悬索桥的设计和建造过程中,主缆索起着关键的作用,承担了桥梁的荷载和保证结构稳定的重要任务。
因此,主缆索股的架设工程至关重要,需要采用高效、精确、安全的工法来完成。
二、工法特点大跨度悬索桥主缆索股智能化架设工工法具有以下几个特点:1. 使用智能化技术:借助现代科技手段,采用自动化、智能化的方法进行主缆索股的架设工程,提高施工效率和精确度。
2. 高空作业能力强:工法适用于在高空中进行作业,能有效应对大跨度悬索桥的特殊工程需求。
3. 精确控制主缆索股位置:采用精密的测量技术和控制系统,能够准确地控制主缆索股的位置和姿态,保证架设工程的质量。
4. 安全可靠:工法充分考虑施工过程中的安全因素,采取有效的安全措施,保障工人和设备的安全。
三、适应范围大跨度悬索桥主缆索股智能化架设施工工法适用于各类大跨度悬索桥的主缆索股架设工程,包括道路桥梁、铁路桥梁、特大桥梁等。
四、工艺原理主缆索股智能化架设工的工艺原理主要体现在以下几个方面:1. 确定施工工法:根据大跨度悬索桥的实际情况,结合工程要求和资源条件,确定适宜的主缆索股架设工法。
2. 技术措施分析:对采用的技术措施进行详细分析和解释,包括使用的仪器设备、施工方法、安全措施等,确保施工过程安全、高效、精确。
3. 工法应用与实际工程联系:将工法应用于实际工程中,通过与实际工程相结合,验证工法的理论依据和实际应用效果。
五、施工工艺主缆索股智能化架设工的施工工艺包括以下几个阶段:1. 施工准备:包括组织施工队伍、准备所需材料和设备、确定施工计划等。
2. 主缆索股架设:通过起重设备将主缆索股定位到设计位置,采用自动化控制系统进行精确控制,确保主缆索股架设的准确性和稳定性。
3. 主缆索股连接:将主缆索股与其他桥梁结构进行连接,保证其能够承受桥梁的荷载,并确保连接的牢固性和稳定性。
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大跨度现代悬索桥的设计创新与技术进步1.前言自20世纪90年代开始,原铁道部大桥局自主设计建造了广东省汕头海湾现代悬索桥,随后又设计建成三峡坝下的西陵长江现代悬索桥。
从此开始在中国大陆地区逐步形成了现代悬索桥在设计、计算、施工、构件制造、机械设备以及主缆、吊索与防腐材料等方面的产业链。
从而使悬索桥结构在大陆地区得到了蓬勃的发展与应用。
2005年前后,中铁大桥勘测设计院在承担安徽省马鞍山长江大桥的“予可”、“工可”研究工作中,根据江段的河势演变情况,放弃了当地推荐的一跨2000米的悬索桥方案,建议考虑三塔双主跨悬索桥的等效方案,以节约工程费用。
随后,江苏省决定兴建泰州长江大桥。
在建桥方案的征集评议之后,建桥主管采纳了本人推荐的三塔双大跨的悬索桥方案。
并于2007年正式被批准开工建设。
悬索桥是以主缆、主塔和与之相匹配的两端锚碇为主体的承重结构。
主梁退居为只对体系具有加劲的作用。
承重主缆受拉明确,所用材料得以充分发挥其极限强度。
桥梁的工程造价与其主跨的大小直接关连。
在宽阔深水的江河和海域,在不影响通航顺畅和水流态势的条件下,采用多塔多主跨悬索桥方案,将是在技术上和经济上较为合理可行的选择。
在设计中,只要注意处理好位于主孔中间各塔在顺桥向的可挠性;以保持在单跨活载满布的条件下的主缆水平拉力的平衡传递问题。
其他方面似无太大的技术难点。
下面分别介绍工程完成过半的泰州长江公路大桥的工程实际情况。
以及正待国家审批即将开工的主桥效果图泰州扬中39010801080390基础结构上部完成沉井立面剖面图沉井结构全高约80m,下段为可以自浮的高38m的钢壳,在就近的岸边组拼完成后,再浮拖到江心塔位处。
着落河床稳定后,再以混凝土填充促其下沉至稳定深度。
然后分次用钢筋混凝土接高沉井上段,逐沉逐接,及至设计要求的最终深度。
2008年9月初完成上述作业进行沉井封底。
前后历时约一年。
2009年2月完成了沉井顶部的承台构筑。
整个基础工程至此告一段落。
以下为施工中的几幅照片:底节钢壳岸边组拼底节钢壳浮运到墩位钢壳定位着落河床钢壳夹壁混凝土浇筑沉井接高下沉图沉井清基、封底采取分区平衡对称作业,单次混凝土浇筑量较小;有利于控制沉井终沉姿态,避免发生突沉。
沉井终沉清基、封底图沉井基础是一种寓结构要求与施工手段于一体的构造。
其本身既是基础结构的主体,又是完成主体的作业平台,作为深水桥墩的基础,具有极好的自稳性和抗冲撞的能力,而在用材的要求上很普通,施工机械单一,工序比较简单,工程造价相对而言甚为低廉。
对今后在长江下游段或类似地质条件处建设桥梁的水中主墩基础工程,可能成为领先的范例。
钢塔安装设计方案因受已定的吊重能力控制◇下塔柱节段划分:●钢塔下塔柱共分6个节段;●节段最大高度为15米;●最大节段重量为497t。
◇上塔柱节段划分:●上塔柱共分15个节段;●其中部分节段重量较大,单节竖向分两块安装。
◇首节段安装-塔柱锚固◇钢塔安装流程首节段安装调位与承台空隙间压浆及锚杆张拉下塔柱节段安装安装下塔柱支架◇钢塔节段吊装及上横梁就位2.3 方案设计过程中的讨论与研究三塔悬索桥目前在世界上尚处在理论上的探索阶段,我国则先行一步。
泰州长江公路大桥主桥决定采用创新设计的三塔双主跨悬索桥方案,从2006年开始提出,到2007年底正式开工三塔悬索桥的建设,深受国内外桥梁工程界的广泛关切。
本人于2006年初发表了题为“泰州长江公路大桥主桥三塔悬索桥方案设计的技术理念”的文章,后载入“桥梁建设”期刊2007年第三期中公开发表,对其在技术上的主要原则作了论述。
在整个设计阶段,直接参与主桥结构设计的工作同仁,对于某些存疑之点都经过深入的研究与探讨,而得出明确的可信结论。
其中关于主缆束股与鞍座的摩擦系数的摹拟试验,由西南交通大学土木学院完成。
加劲梁连续通过中主塔的结构处理没有采用简单的飘浮办法。
在竖向保持仍由主缆悬吊的受力状况,不在竖向设额外的支承系统。
但在塔柱内侧,设有竖向限位挡块,对风振或偏载而致加劲梁发生扭转的现象加以主动约束。
在顺桥向以弹性索在梁底与塔的下横梁相连,有效地限制了梁在纵向的运动。
对此前提出采用中央扣的建议,经认真分析计算,发现其对整个结构体系利少弊大。
桥面以上,中主塔在面内为只有顶部一道横梁的简洁造型。
经多方分析计算,确认立柱在面内具有足够的压屈稳定性。
从而排除了增设中横梁或加大立柱横宽的争议。
钢主塔底部与承台的连接,经多方案传力试验研究,最终认定以采用正交传力方式为优,用数量不多的长螺杆加以构造性连接即可。
长螺杆杆身外部在制造过程中即以不凝结胶粘材料加以封闭包裹,然后直接安装在沉井顶层预留的空间位置,再浇注混凝土填至承压面予以封实,然后张拉螺杆,完成塔底与承台的密贴。
多塔大跨度现代悬索桥,国际尚无成功设计和开建的先例,目前,泰州桥施工已完成过半、即将开始上部结构安装。
就其桥梁的使用规模及单跨超千米,和在建桥技术上的多方面创新成就,表明了在技术发展上与经济性的合理融合。
3.武汉市鹦鹉洲长江公路三塔四跨悬索桥3.1 桥位环境与桥式布置该桥位于武汉市中心城区,北接汉阳的马鹦路与鹦鹉大道,南连武昌的复兴路。
与下游的武汉长江公铁两用大桥相距约2Km。
水面向武昌岸扩展到比武汉长江大桥的水面约宽1倍。
通航论证要求鹦鹉洲长江大桥的单孔双向通航净宽应不小于790米。
桥址平面图见图1。
图1 鹦鹉洲长江大桥桥址平面图汉阳江滩已建成为供市民休闲的绿色园林式风光带。
防洪堤北侧,为已建成入住的超高层建筑群。
根据防洪防渗安全要求,两岸滩地不得在堤内设置桥墩的规定和未来河势发展的趋势分析,及两岸接线等背景情况,通过认真分析研究,本桥决定采用三塔四跨悬索桥方案。
如图2所示。
两端主塔位于两岸江滩的坡脚处,中主塔处在水利规划已定的江心潜坝的尾端。
考虑到三座位于水中的主塔墩的宽度及其所引起的紊流范围,主孔跨径定为2×850m。
两端边跨因受两岸接线均为半径600m曲线的制约,边跨主缆的跨度仅225m即进入锚碇。
为了解决由于边跨与主跨的差值过大,而造成边塔两侧主缆拉力差值过大的困难,采取了适当降低边塔和增大中塔的高度,形成中塔与边主塔不等高的布置。
中塔比两端边塔高约18m。
主跨主缆的矢跨比仍为1/9。
图2鹦鹉洲长江大桥三塔四跨悬索桥方案桥式立面图(单位:m)3.2 中塔选型三塔悬索桥的两端边塔的受力与传统的两塔悬索桥基本相同,中塔的设计与泰州桥相比其重点与难点不尽相同。
鹦鹉洲桥位处最高通航水位为20.20m,最低通航水位为10.16m,水位落差较大,不适于完全照搬泰州桥的塔形,而以采用下段为混凝土,上段为钢的叠合结构为宜,既解决下段不怕受水浸的腐蚀,又获得使塔顶具备纵桥向的弯曲挠性。
为此在设计中拟定了上段钢结构一种为纵向独柱形(见图3)和另一种为纵向倒Y形(见图4)进行比较。
经过计算分析,得出如下结论。
纵向独柱方案,在外形上与边塔形状大体一致。
但在最不利加载工况下,钢混叠合面弯矩较大,属于大偏心接触,连接传力所需锚固螺杆数量大,同时又要承受剪切水平力。
施工张拉操作复杂难于确保工程质量。
纵向倒Y形方案,叠合面处的作用弯矩处于小偏心受力状态,剪切力通过斜腿正交下传,仅以小量螺杆形成构造性连接即可,施工质量可靠。
中塔塔高高出两边塔18m,与边塔在造型上虽不尽一致,就全桥而言或许更能体现其结构上的景观效果。
基于上述情况设计决定上段钢塔柱采用纵向倒Y形方案。
图3 纵向独柱中塔方案(单位:cm)图4 纵向人字形中塔方案(单位:cm)3.3 主梁结构及支承体系国内近年来修建的大跨度悬索桥加劲主梁采用扁平钢箱梁已成为常态。
但钢桥面出于多种原因而导致铺装层易于破损,尤其是像武汉市这样四季温差大、高气温、高湿度的地区而言,桥面铺装需经常维护或大修,既耗费资金又造成城市交通的拥堵,本设计有鉴于此,决定主桥采用钢混叠合的主梁方案,力求从根本上提高桥面铺装层的使用寿命。
主梁的结构方案见图5。
本桥为双向8车道公路桥,行车道桥面全宽32.5m。
图5 主梁横断面图(单位:cm)主梁由中心相距31.2m的两片工字型钢板梁组成,沿桥纵向每隔3m设置一道断面亦为工字型的横梁,中心处梁高3.0m,外伸至两片主梁以外,全长38m。
端部形成流线形边箱,以改善主梁的气动外形。
上面铺设厚度16cm的预制钢筋混凝土纵向受力的单向桥面板,通过剪力钉与钢梁的上翼缘板相连接,而成为整体叠合的梁结构。
其用钢量与同等的扁平钢箱梁比,约可节省35%左右。
其制造、焊接等工艺也相对简单。
而由于主梁重力刚度的增大则使全桥的气动稳定性大为提高。
全桥主梁在通过三座主塔处均采取双铰简支,中间设过渡纵梁以调节在行车中的线形顺畅,如采用全桥连续通过三座主塔,则塔处主梁将出现上翼缘钢筋混凝土桥面板难于克服的负弯矩拉力,也使梁端的伸缩变形大为增加,在技术经济上均无优势。
钢主梁按节长15m进行组装,标号C60厚16cm的钢筋混凝土板,纵向长2.5m,横向按行车宽度等分成两块。
预制养生满半年后,先按4个节间约长12m 在预制场与钢梁先行结构性叠合。
起吊节段重量约340t。
节段吊装就位后,钢梁先行将腹板栓节,随后焊接上下翼缘板。
最后完成全梁的混凝土桥面的节段连接与叠合。
混凝土预制板的两端采用厚2cm 的弹性带状垫板,支承在钢横梁上翼缘的两侧,板端相距约50cm,通过伸出两端的纵向钢筋与钢横梁形成结构性叠合。
两侧与纵向钢主梁上的混凝土层,采用预设浅构造缝予以隔开,以保持桥面板仅为纵向支承受力的单一性。
现行的边主梁叠合结构斜拉桥,其受力相对较为复杂。
与悬索桥的主梁受力基本不具备对比性。
3.4 主塔基础及两岸锚碇基础与施工工艺本桥江中水下地质情况相对简单,枯水期水深不大,三座主塔墩均采用直径较大的钻孔灌注桩基础。
北锚碇基础中心离汉阳岸防洪堤约120m,北侧与最近一栋超高层建筑相距约150m,锚碇处地基覆盖层厚度77~82m,其中砾砂层埋深44~47m,土层密实,层面起伏不大,承载力较高,压缩性低,可以作为基础的持力层。
地下水与长江水相通,基础结构采用外径66m,内径44.2m的园环形沉井。
井壁厚度10.9m,按园环中心半径27.05m,每隔18o在井壁中开一个直径7.5m的园孔。
全部采用园形的目的,使井壁在整个下沉开挖过程中具有拱作用呈受侧向压力的形态,使在混凝土中的配筋量将大为节省。
沉井的结构方案见图6。
沉井下沉采取使井内水位保持抬高2m不排水吸泥的方法,并辅以井壁采用空气幕以降低侧壁摩阻力的手段,以尽可能保持周围地层不受影响。
南锚碇基础中心离武昌岸武金堤约160m,周围目前尚无大型建筑等设施。
锚碇处地基表层为填筑土、粉质粘土及细砂层,总厚度约27m左右。
以下为微风化白云质灰岩,是支承基础的可靠持力层。
为了确保防洪堤安全和不造成水土流失,决定采用园形地下连续墙作为构建锚碇基础的施工手段。