泰州长江公路大桥钢中塔结构设计及几个关键问题(演讲)
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项目 标准 数值（m） 设计洪水位 300年一遇 6.68 设计最高通航水位 20年一遇 5.92 设计最低通航水位 98％保证率 -0.11
目
1. 项目概况 2. 中塔结构设计
录
3. 几个关键技术问题 4. 施工方案
2. 中塔结构设计
n 结构钢材 钢塔柱主体结构按塔柱受力分别采用 Q370qD、Q420qD 钢， 节段间连接，不同板厚间的填板 不同板厚间的填板，采用 Q345B 钢。
承台顶面
50
60 00
顶板
50
承压板
50
25 00
压浆层 混凝土顶面 +6.000
1. 项目概况
7. 抗风设计标准： 运营阶段设计重现期 100年，设计基本风速V=31.83m/s 施工阶段设计重现期 30年，设计基本风速V=29.3m/s 8. 设计洪水频率：主桥、引桥 1/300； 9. 跨江大桥设计水位( 表中高程为 表中高程为85国家高程系统 )： 跨江大桥设计水位一览表
-44 -44 -44 -44 -50 -50 -44 -44
3
3
194039.6
6600
-50
7866.6
-50
3--3
1:100
4--4
1:100
-60 -60 -60 -60 -60
圆弧起点 22587.1
R10 00 00 R100 000
-60 -60
圆弧终点
72000
-60
5000
-60 -48×500
191539.6
Q370qD
3×9000
D14 D13 D12 D11
1 8000
60
127.35 85.29 143.81
194000
D9 D8 D7
Q420qD
D6 D5
+65.900
127.86 496.96
D4
D3
10775 15000
191539.6
1 4
6×7500
43656.4
D2
2500 4108.2
泰州长江公路大桥 钢中塔结构设计及几个关键问题
江苏省交通规划设计院股份有限公司
目
1. 项目概况 2. 中塔结构设计
录
3. 几个关键技术问题 4. 施工方案
1. 项目概况
江苏省过江 通道布置
泰州
扬州市 扬中市 泰州大桥 泰州市 江阴大桥
长 江
大桥
润扬大桥
镇江 市 常州市
泰州大桥位于江苏省长江中段，北接泰州市 北接泰州市，南连镇江市和常州市，大 桥上游距润扬大桥66km，下游距江阴大桥 下游距江阴大桥57km。
1920
立面图
1:1000
2×4000
17400
2×12000 6000 2×4000
A 17400
Q370qD
上塔柱节段（D6～D20）采用塔吊安装 D6～D17节段采用竖向分块
39
塔 吊 整 体 +200.00 吊 装
纵桥向
A--A
1:1000 6600
材料 编号 D20 D19 D18 D17
J4
D4
D3
43656.4
10775 15000
调节缝
第一道
第二道
第三道
第四道
J6
调 整 接 头
D6
作用
消除首节段 保证合拢段 保证上塔柱 保证上横梁 安装误差 精确定位 安装精度 精确安装
+6.000 21289.8
D2
1 4
3 48 4 .6
J1
4108.2
2500 4108.2
D1
3 ×1
D0
15000 (D5)
圆弧起点 R=100m
2500
10775 (D4)
圆弧终 点
2460 2600
R38800 R40000 0 0 R376
K
减小曲线段布置范围
加劲肋顺畅布置
12687.2
R100000
K大样
0 R5
9769.9
圆弧终点
1005.1
加劲肋交点构造研究
6 000
R2000
6000
-60
48769.7
-48×500
4
1 4
4
-60
2500
9866.6 +8.5 +6.000 9 000 9 000 17375 17375
6000
-60
5000
R2 00 0
-60
-60
-60
5000
-40×500 -44
2. 中塔结构设计
n
p p p p
塔柱节段的划分与连接
塔柱共划分为21个节段 下塔柱节段（D0～D5）采用浮吊安装
p p
n p
高强度螺栓 钢塔柱连接用10.9S高强度螺栓连接副 高强度螺栓连接副
2. 中塔结构设计
中主塔立面
10000 3000
A--A
1:1000 6600 +200.00
1920
120182.8
p p p
两条斜腿中心交点的高程：78.0m 78.0m 两斜腿塔底叉开量：34.75m 斜腿段倾斜度：1：4
50 00
+6.000 17375 2500
21289.8
17375
A
191539.6
6×7500
头，即高强度螺栓传递100％内力
D10
60
6000 2×12000 3×9000
栓接
J16
D16 D15
8000 6×7500 15000 10775 43656.4
22
2. 中塔结构设计
易层状撕裂 较好
2. 中塔结构设计
n 横隔板构造研究
横梁
与横梁连接处 横隔板构造
t=32mm
t=32mm
塔柱腹板
t=16mm
t=32mm
t=32mm
2. 中塔结构设计
n 横隔板构造研究
与横梁连接处横隔板构造
横梁顶板 塔壁
横隔板
F.P.
塔柱纵肋
2. 中塔结构设计
n 多端面节段构造研究
p 浮吊安装最大节段D4和下横梁，重约为500t p D6～D17节段采用竖向分块方案，最 大吊装重量122.9t
39 1920
2×4000
17400
2×12000 6000 2×4000
A 17400
+200.00
材料 编号 D20 D19 D18 D17
6600
中塔各节段吊装重量 节段号 D6 ～ D17节段 D18节段 D19节段 D20节段 上横梁 下横梁 节段长度(m) 7.5 ～12 6 4 4 26 31.4 节段重量 (t) 122.90
n 塔柱焊缝构造
焊缝 a 焊缝 e 焊缝 f 焊缝 g 焊缝 b 焊缝 c
p
对于腹板与壁板的焊缝 e
60
60
16 60
12 60
12
焊缝 d
端部 中部
44
44
12 50
11 50
11
端部为螺栓布置区域加150mm范围
端部 中部
对于开口侧耳板与壁板、纵肋、 、横隔板等其它焊缝都根据自身 受力情况专门设计。
120182.8
1
1
1--1
1:100
2--2
1:1百度文库0
-50
-50 -44 -50 -50
-44
60
-44
-50 -50 -44 -44 -44 -50 -50
-50
-50 -50 -44
2 1
2
122039.6
-50
-50 -44 -44 -44
-50
-50 -44 -44
5000
-50
6.0m (下塔柱) 横桥向： 5m (等宽) 塔柱: 单箱多室布置 壁板厚:50mm～60mm 腹板厚:44mm～60mm 加劲肋:40mm～48mm
n 塔柱节段的划分与连接
2. 中塔结构设计
n 塔柱节段传力原则
立面图
1:1000
A--A
1:1000
2×4000
17400
2×12000 6000 2×4000
A 17400
p 传递压力时：壁板和腹板各按50％计， 加劲肋按40％计 p 有拉应力时：全部按高强度螺栓传递 p 均采用M30摩擦型高强螺栓 p 在J1、J4、J6、J16四处设置了调整接
17375
17375
A
2500
+6.000 21289.8
3 484
.6
3× 1
D0
50 00
+6.000
191539.6
6×7500
D10
纵 向 拼 接 缝
6×7500 15000 10775 43656.4 4108.2
2. 中塔结构设计
n 塔柱节段的划分与连接
立面图 A--A
1:1000 1:1000
10775
2. 中塔结构设计
n 分叉点处构造
11474.4 606.3 606.2 745.9 1205.5 1205.2 1368.1 1368.1 1205.2 1205.5 745.9 606.2 606.3
200
5303.3
1036 9x10 0
R2000
3154
80
.3
203x10 0 200 0
3×9000
D14 D13 D12 D11
1 8000
60
6000 2×12000 3×9000 8000
D16 D15
191539.6
194000
D9 D8 D7
Q420qD
D6 D5
+65.900
2500 4108.2
浮 吊 吊 装
D4
D3
43656.4
10775 15000
D2
1 4 D1
21289.8
10x1
00
200
10x1
00
200
5400
10x1
00
200
9x10
0
200
200
9x10
0
200
10x1
00
200
10x1 5400
00
200
10x1
00
0 200 0 203x10
10920.5
9x10 0 3154 .3 80
14
2. 中塔结构设计
n 塔柱与承台的连接
p 塔底截面布置34根 直径为130mm的 40CrNiMoA螺栓 p 单个螺栓预拉力为 3000KN
D1
21289.8
17375
17375
A
2500
+6.000 21289.8
3 484
.6
3× 1
D0
50 00
6000 2×12000 3×9000 8000 6×7500 15000 10775 43656.4 4108.2
D16 D15
D10
竖 向 拼 接 缝
D5
+6.000
2. 中塔结构设计
1. 项目概况
2x1080m m悬索桥
390 67.5+70+100+70+67.5 1080 540 120 540 540 120 1080 540 390 6×70
主桥为三塔两跨连续钢箱梁悬索桥 三塔两跨连续钢箱梁悬索桥，采用中、边塔不等高索塔，中索塔 为钢结构，边索塔为混凝土结构。主缆跨度布置为 主缆跨度布置为390+1080+1080+390（m） 的对称结构。
n
塔柱焊缝构造 p 对于 对于a、b、c、d 焊缝采用如下形式
22 60 22 10 60 中部 18 50 8 50 中部 50 60
焊缝 a 焊缝 e 焊缝 f 焊缝 g
焊缝 b 焊缝 c 焊缝 d
10 19
60
端部 18
端部为螺栓布置区域加150mm范围
8 17
50
端部
22
2. 中塔结构设计
圆弧起点 22587.1
5000
+65.900
R10 00 00
圆弧终点
R10 0000
R2 00 0
48769.7
54900
1 4 +8.5 +6.000 90 00 90 00 17375 17375
5000 8000
5000
2500
+6.000 8000 21289.8 21289.8
(A--A剖面中心点投影尺寸)
A
72000
194039.6
194000
p
塔柱高：
191.50m
121100
p
塔底高程：
8.50m
122039.6
p
塔顶高程：200.00m
1
60
p
索塔纵向呈人字型结构
39
3500
n
中塔主要构造
1:1000 A 17400 17400
2. 中塔结构设计
A--A
1:1000 6600
顺桥向：
直线 塔顶6.6m 10.6m 圆曲线 10.6m 15.54m
191539.6
39 1920
+200.00
材料 编号 D20 D19 D18 D17
6600
上横梁 上横梁
Q370qD
3×9000
D14 D13 D12 D11
1 8000
194000
D9 D8 D7
Q420qD
位置 节段
J1 D0/D1
J4 D3/D4
J6 D5/D6
J16 D15/D16
D5
+65.900
1. 项目概况
6. 地震加速度 对本工程场地进行了地震危险性概率方法分析计算，经不确定 对本工程场地进行了地震危险性概率方法分析计算 性的校正，得到了泰州长江公路大桥钻孔位置基岩地震动水平向峰 得到了泰州长江公路大桥钻孔位置基岩地震动水平向峰 值加速度值。 工程场地地震危险性分析计算结果
工程场点 主江孔 主江孔 主江孔 主江孔 对应钻孔 ZK602 ZK603 ZK604 ZK605 位 北纬 32.24878 32.24679 32.24664 32.24488 置 东经 119.87390 119.87650 119.87704 119.87020 里 程 （km） K15+705.81 K16+448.73 K16+400.00 K17+078.02 100年10% (gal) 115.4 117.1 117.1 118.8 100年4% (gal) 157.6 160.1 160.1 162.6
1. 项目概况
n 主要技术标准 1. 2. 3. 4. 5. 公路等级：双向六车道高速公路 双向六车道高速公路； 设计速度：100 km/h； 桥梁结构设计基准期：100 100年 汽车荷载等级：公路－I级 级； 桥面净空及标准横断面：桥梁标准宽度 桥梁标准宽度：33 m：
桥面净空及桥梁标准横断面
目
1. 项目概况 2. 中塔结构设计
录
3. 几个关键技术问题 4. 施工方案
2. 中塔结构设计
n 结构钢材 钢塔柱主体结构按塔柱受力分别采用 Q370qD、Q420qD 钢， 节段间连接，不同板厚间的填板 不同板厚间的填板，采用 Q345B 钢。
承台顶面
50
60 00
顶板
50
承压板
50
25 00
压浆层 混凝土顶面 +6.000
1. 项目概况
7. 抗风设计标准： 运营阶段设计重现期 100年，设计基本风速V=31.83m/s 施工阶段设计重现期 30年，设计基本风速V=29.3m/s 8. 设计洪水频率：主桥、引桥 1/300； 9. 跨江大桥设计水位( 表中高程为 表中高程为85国家高程系统 )： 跨江大桥设计水位一览表
-44 -44 -44 -44 -50 -50 -44 -44
3
3
194039.6
6600
-50
7866.6
-50
3--3
1:100
4--4
1:100
-60 -60 -60 -60 -60
圆弧起点 22587.1
R10 00 00 R100 000
-60 -60
圆弧终点
72000
-60
5000
-60 -48×500
191539.6
Q370qD
3×9000
D14 D13 D12 D11
1 8000
60
127.35 85.29 143.81
194000
D9 D8 D7
Q420qD
D6 D5
+65.900
127.86 496.96
D4
D3
10775 15000
191539.6
1 4
6×7500
43656.4
D2
2500 4108.2
泰州长江公路大桥 钢中塔结构设计及几个关键问题
江苏省交通规划设计院股份有限公司
目
1. 项目概况 2. 中塔结构设计
录
3. 几个关键技术问题 4. 施工方案
1. 项目概况
江苏省过江 通道布置
泰州
扬州市 扬中市 泰州大桥 泰州市 江阴大桥
长 江
大桥
润扬大桥
镇江 市 常州市
泰州大桥位于江苏省长江中段，北接泰州市 北接泰州市，南连镇江市和常州市，大 桥上游距润扬大桥66km，下游距江阴大桥 下游距江阴大桥57km。
1920
立面图
1:1000
2×4000
17400
2×12000 6000 2×4000
A 17400
Q370qD
上塔柱节段（D6～D20）采用塔吊安装 D6～D17节段采用竖向分块
39
塔 吊 整 体 +200.00 吊 装
纵桥向
A--A
1:1000 6600
材料 编号 D20 D19 D18 D17
J4
D4
D3
43656.4
10775 15000
调节缝
第一道
第二道
第三道
第四道
J6
调 整 接 头
D6
作用
消除首节段 保证合拢段 保证上塔柱 保证上横梁 安装误差 精确定位 安装精度 精确安装
+6.000 21289.8
D2
1 4
3 48 4 .6
J1
4108.2
2500 4108.2
D1
3 ×1
D0
15000 (D5)
圆弧起点 R=100m
2500
10775 (D4)
圆弧终 点
2460 2600
R38800 R40000 0 0 R376
K
减小曲线段布置范围
加劲肋顺畅布置
12687.2
R100000
K大样
0 R5
9769.9
圆弧终点
1005.1
加劲肋交点构造研究
6 000
R2000
6000
-60
48769.7
-48×500
4
1 4
4
-60
2500
9866.6 +8.5 +6.000 9 000 9 000 17375 17375
6000
-60
5000
R2 00 0
-60
-60
-60
5000
-40×500 -44
2. 中塔结构设计
n
p p p p
塔柱节段的划分与连接
塔柱共划分为21个节段 下塔柱节段（D0～D5）采用浮吊安装
p p
n p
高强度螺栓 钢塔柱连接用10.9S高强度螺栓连接副 高强度螺栓连接副
2. 中塔结构设计
中主塔立面
10000 3000
A--A
1:1000 6600 +200.00
1920
120182.8
p p p
两条斜腿中心交点的高程：78.0m 78.0m 两斜腿塔底叉开量：34.75m 斜腿段倾斜度：1：4
50 00
+6.000 17375 2500
21289.8
17375
A
191539.6
6×7500
头，即高强度螺栓传递100％内力
D10
60
6000 2×12000 3×9000
栓接
J16
D16 D15
8000 6×7500 15000 10775 43656.4
22
2. 中塔结构设计
易层状撕裂 较好
2. 中塔结构设计
n 横隔板构造研究
横梁
与横梁连接处 横隔板构造
t=32mm
t=32mm
塔柱腹板
t=16mm
t=32mm
t=32mm
2. 中塔结构设计
n 横隔板构造研究
与横梁连接处横隔板构造
横梁顶板 塔壁
横隔板
F.P.
塔柱纵肋
2. 中塔结构设计
n 多端面节段构造研究
p 浮吊安装最大节段D4和下横梁，重约为500t p D6～D17节段采用竖向分块方案，最 大吊装重量122.9t
39 1920
2×4000
17400
2×12000 6000 2×4000
A 17400
+200.00
材料 编号 D20 D19 D18 D17
6600
中塔各节段吊装重量 节段号 D6 ～ D17节段 D18节段 D19节段 D20节段 上横梁 下横梁 节段长度(m) 7.5 ～12 6 4 4 26 31.4 节段重量 (t) 122.90
n 塔柱焊缝构造
焊缝 a 焊缝 e 焊缝 f 焊缝 g 焊缝 b 焊缝 c
p
对于腹板与壁板的焊缝 e
60
60
16 60
12 60
12
焊缝 d
端部 中部
44
44
12 50
11 50
11
端部为螺栓布置区域加150mm范围
端部 中部
对于开口侧耳板与壁板、纵肋、 、横隔板等其它焊缝都根据自身 受力情况专门设计。
120182.8
1
1
1--1
1:100
2--2
1:1百度文库0
-50
-50 -44 -50 -50
-44
60
-44
-50 -50 -44 -44 -44 -50 -50
-50
-50 -50 -44
2 1
2
122039.6
-50
-50 -44 -44 -44
-50
-50 -44 -44
5000
-50
6.0m (下塔柱) 横桥向： 5m (等宽) 塔柱: 单箱多室布置 壁板厚:50mm～60mm 腹板厚:44mm～60mm 加劲肋:40mm～48mm
n 塔柱节段的划分与连接
2. 中塔结构设计
n 塔柱节段传力原则
立面图
1:1000
A--A
1:1000
2×4000
17400
2×12000 6000 2×4000
A 17400
p 传递压力时：壁板和腹板各按50％计， 加劲肋按40％计 p 有拉应力时：全部按高强度螺栓传递 p 均采用M30摩擦型高强螺栓 p 在J1、J4、J6、J16四处设置了调整接
17375
17375
A
2500
+6.000 21289.8
3 484
.6
3× 1
D0
50 00
+6.000
191539.6
6×7500
D10
纵 向 拼 接 缝
6×7500 15000 10775 43656.4 4108.2
2. 中塔结构设计
n 塔柱节段的划分与连接
立面图 A--A
1:1000 1:1000
10775
2. 中塔结构设计
n 分叉点处构造
11474.4 606.3 606.2 745.9 1205.5 1205.2 1368.1 1368.1 1205.2 1205.5 745.9 606.2 606.3
200
5303.3
1036 9x10 0
R2000
3154
80
.3
203x10 0 200 0
3×9000
D14 D13 D12 D11
1 8000
60
6000 2×12000 3×9000 8000
D16 D15
191539.6
194000
D9 D8 D7
Q420qD
D6 D5
+65.900
2500 4108.2
浮 吊 吊 装
D4
D3
43656.4
10775 15000
D2
1 4 D1
21289.8
10x1
00
200
10x1
00
200
5400
10x1
00
200
9x10
0
200
200
9x10
0
200
10x1
00
200
10x1 5400
00
200
10x1
00
0 200 0 203x10
10920.5
9x10 0 3154 .3 80
14
2. 中塔结构设计
n 塔柱与承台的连接
p 塔底截面布置34根 直径为130mm的 40CrNiMoA螺栓 p 单个螺栓预拉力为 3000KN
D1
21289.8
17375
17375
A
2500
+6.000 21289.8
3 484
.6
3× 1
D0
50 00
6000 2×12000 3×9000 8000 6×7500 15000 10775 43656.4 4108.2
D16 D15
D10
竖 向 拼 接 缝
D5
+6.000
2. 中塔结构设计
1. 项目概况
2x1080m m悬索桥
390 67.5+70+100+70+67.5 1080 540 120 540 540 120 1080 540 390 6×70
主桥为三塔两跨连续钢箱梁悬索桥 三塔两跨连续钢箱梁悬索桥，采用中、边塔不等高索塔，中索塔 为钢结构，边索塔为混凝土结构。主缆跨度布置为 主缆跨度布置为390+1080+1080+390（m） 的对称结构。
n
塔柱焊缝构造 p 对于 对于a、b、c、d 焊缝采用如下形式
22 60 22 10 60 中部 18 50 8 50 中部 50 60
焊缝 a 焊缝 e 焊缝 f 焊缝 g
焊缝 b 焊缝 c 焊缝 d
10 19
60
端部 18
端部为螺栓布置区域加150mm范围
8 17
50
端部
22
2. 中塔结构设计
圆弧起点 22587.1
5000
+65.900
R10 00 00
圆弧终点
R10 0000
R2 00 0
48769.7
54900
1 4 +8.5 +6.000 90 00 90 00 17375 17375
5000 8000
5000
2500
+6.000 8000 21289.8 21289.8
(A--A剖面中心点投影尺寸)
A
72000
194039.6
194000
p
塔柱高：
191.50m
121100
p
塔底高程：
8.50m
122039.6
p
塔顶高程：200.00m
1
60
p
索塔纵向呈人字型结构
39
3500
n
中塔主要构造
1:1000 A 17400 17400
2. 中塔结构设计
A--A
1:1000 6600
顺桥向：
直线 塔顶6.6m 10.6m 圆曲线 10.6m 15.54m
191539.6
39 1920
+200.00
材料 编号 D20 D19 D18 D17
6600
上横梁 上横梁
Q370qD
3×9000
D14 D13 D12 D11
1 8000
194000
D9 D8 D7
Q420qD
位置 节段
J1 D0/D1
J4 D3/D4
J6 D5/D6
J16 D15/D16
D5
+65.900
1. 项目概况
6. 地震加速度 对本工程场地进行了地震危险性概率方法分析计算，经不确定 对本工程场地进行了地震危险性概率方法分析计算 性的校正，得到了泰州长江公路大桥钻孔位置基岩地震动水平向峰 得到了泰州长江公路大桥钻孔位置基岩地震动水平向峰 值加速度值。 工程场地地震危险性分析计算结果
工程场点 主江孔 主江孔 主江孔 主江孔 对应钻孔 ZK602 ZK603 ZK604 ZK605 位 北纬 32.24878 32.24679 32.24664 32.24488 置 东经 119.87390 119.87650 119.87704 119.87020 里 程 （km） K15+705.81 K16+448.73 K16+400.00 K17+078.02 100年10% (gal) 115.4 117.1 117.1 118.8 100年4% (gal) 157.6 160.1 160.1 162.6
1. 项目概况
n 主要技术标准 1. 2. 3. 4. 5. 公路等级：双向六车道高速公路 双向六车道高速公路； 设计速度：100 km/h； 桥梁结构设计基准期：100 100年 汽车荷载等级：公路－I级 级； 桥面净空及标准横断面：桥梁标准宽度 桥梁标准宽度：33 m：
桥面净空及桥梁标准横断面