兰合铁路刘家峡黄河特大桥主桥设计分析
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黄河特大桥拱肋吊装扣点结构设计研讨摘要:黄河特大桥主桥为1×380m提篮型上承式钢管混凝土拱,钢管拱总重量9082t,单元拱节最重412t,采用缆索吊吊装、扣塔扣挂的方法施工。
本文介绍了拱肋扣点的设计思路及结构形式。
关键词:扣点结构设计扣耳锚梁1、工程概况准朔铁路起点为山西省朔州市店坪站,终点为内蒙古鄂尔多斯市准格尔旗红进塔站,全长206.231Km。
黄河特大桥是准朔铁路跨黄河的一座特大桥,位于黄河中游龙口峡谷段,全桥位于4.8‰及6‰的下坡道上,除东侧引桥位于R=600m 的曲线段外,其余均位于直线地段。
桥全长655.60m,主体结构按照铁路双线桥设计。
黄河特大桥主体结构采用提篮式钢管混凝土拱桥,由两根主拱肋与横向联结系组成,内倾角采用8°。
拱肋计算跨度为360m,矢跨比1/6,每根拱肋由4肢φ1500mm壁厚30~50mm钢管组成。
钢管拱全长由32段基本段与1段合拢段组成,采用缆索吊装、斜拉扣挂方法施工,根据钢管重量结合缆索起重机设计吊装能力,前6段采用单肢吊装,其余采用整体吊装的施工方法。
黄河特大桥各分段重量表节段号 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8重量(T)412 251 313 257 328 240 263 244节段号 S9 S10 S11 S12 S13 S14 S15 S16重量(T)246 217 221 218 222 207 207 214图1 黄河特大桥总体布置2、设计方案拱肋扣点作为扣索与拱肋连接的节点,其重要性不言而喻。
由于拱肋节段重量各不相同,大小、角度各异,作为索力传导的关键部位,扣点的设计有一定的难度。
扣点结构设计的合理性还直接关系到拱肋的吊装重量、操作的便利性。
通过研究选定了两种扣点形式。
2.1 钢锚梁型扣点扣索拱肋端采用钢锚梁。
通过在上弦钢管之下设置钢锚梁,连接吊装的主拱肋与扣索。
钢锚梁通过拱肋的节点板支承拱肋,并以螺栓与拱肋节点板的缀板临时连接。
黄河大桥及引线工程方案一、项目概况黄河位于我国的中部地区,是我国第二大河流,也是世界第六大河流。
由于黄河水势湍急,河流曲折,导致跨越黄河成为一项难题。
因此,修建黄河大桥是解决交通运输难题的关键性项目。
本文将介绍一项有关黄河大桥及引线工程方案的详细规划。
二、工程目标1. 跨越黄河的大桥必须能够承受大型交通工具的重量和风险。
2. 设计合理的引线工程,确保桥梁与其他交通设施的有效连接。
3. 在工程设计中考虑生态环境和风险防范。
三、大桥设计1. 大桥类型选择由于黄河水流湍急,桥梁跨越距离远,大桥设计应选择适合的类型。
结合地质勘测和工程实际需求,建议设计大桥类型选择为悬索桥或梁桥,以确保大桥的承载力和稳定性。
2. 大桥结构设计在大桥结构设计中,应考虑黄河河床的地质特征和地震风险,选用深基础和抗震设计,确保大桥的安全性和稳定性。
同时,为了减少大桥对河流的影响,可以采用拱桥结构以减少桥塔对河流的阻碍。
3. 大桥施工和维护施工时应注意河流水位的变化和水流的影响,采取合适的施工措施。
在大桥的维护管理上,应建立完善的桥梁维护体系,定期检查,及时维修,以延长大桥的使用寿命。
四、引线工程设计引线工程是桥梁连接与周边交通设施的关键部分,设计合理的引线工程可以有效提升大桥的通行效率和安全性。
1. 引线道路设计应根据实际情况规划引线道路的走向和宽度,合理设置交通标志和信号,确保引线道路的流畅和安全。
2. 引线桥梁设计引线桥梁是大桥与其它交通设施的连接部分,应根据周边地形和交通流量设计合适的引线桥梁,保证通行的便利和安全性。
3. 生态环境保护在引线工程设计中,应注意生态环境保护,避免对当地自然环境造成破坏,合理利用现有土地资源,尽量减少对生态环境的影响。
五、风险防范措施1. 大桥防风设计黄河地区的风力较大,因此在大桥设计中应考虑风力对大桥结构的影响,采取合适的防风措施,确保大桥在恶劣天气下的稳定性。
2. 大桥防洪设计黄河是我国重要的滚滚河流,因此在大桥设计中应考虑洪水对大桥的影响,设置合适的防洪设施,保障大桥在洪水期间的稳定性。
兰州新区至兰州中通道高速公路工程初步设计阶段黄河特大桥工程地质勘察说明书1 工程概况黄河特大桥位于兰州市七里河区,为路线跨越黄河河道而建设,中心里程桩号为K59+855,起讫桩号K57+970- K61+740。
我院于2015年10月23日至2015年12月01日进行了工程地质勘察工作。
本次勘察共布置钻孔19个,实际完成钻孔17个,完成工作量详见下表:各勘探点孔位测放由设计院提供的钻孔座标和GPS控制点采用全站仪定位,高程由控制点引测而得。
2 工程地质条件2.1 地形地貌黄河特大桥桥址区属侵蚀堆积河谷地貌。
桥位轴线的地面高程介于1513.10~1582.29m,相对高差69.19m。
该桥横跨黄河河道,河道为长期性流水河道,桥址两端桥台所在区地貌单元属黄河二级阶地,地势较平缓,整个桥址区地形起伏不大。
桥位起点位于黄河北岸,桥位终点位于兰临高速兰州南出口。
2.2 地质构造根据区域地质资料及钻探揭露,桥位区内断裂、构造不发育,下伏基岩为新近系泥岩(N)和泥质砂岩(N)。
2.3地层岩性根据地质调查、物探及钻孔揭露,工点区出露地层为人工成因杂填土(Q4ml)(局部揭露素填土和耕土)、第四系全新统冲洪积层卵石(Q4al+pl)(局部有冲洪积成因粉质黏土、粉土、细砂、角砾透镜体)、新近系泥岩(N)及新近系泥质砂岩(N)。
①人工成因杂填土(Q4ml):杂色,稍密,稍湿,土质不均匀,主要由人工回填的砂砾石及建筑垃圾为主。
在H-CQ-ZK2~H-CQ-ZK4、H-CQ-ZK8~H-CQ-ZK10、H-CQ-ZK19钻孔控制范围内缺失,层厚为2.00~6.30m,层底埋深为2.00~6.30m,层底高程为1512.09~1563.09m。
①1人工成因素填土(Q4ml):杂色,稍密,稍湿,土质不均匀,主要由人工回填的砂砾石及粉土为主。
仅在H-CQ-ZK8和H-CQ-ZK19钻孔控制范围内发育,层厚为2.40~4.00m,层底埋深为2.40~4.00m,层底高程为1515.73~1579.89m。
XX至XX二级公路XX合同段XX大桥桥加劲梁、桥面板安装方案XX公路XX合同段20XX年XX月目录第一章工程概述 (3)1、大桥概况 (3)2、桥梁结构特点 (3)第二章施工准备 (5)1、组织机构 (5)2、吊装工程量统计及吊装时间计划 (6)2.3、各段吊装重量规格统计 (7)4、安装现场布置 (8)第三章钢加劲梁与桥面板安装总体方案 (12)1、场地状况 (13)2、现场节段拼装 (16)3、缆索吊吊装 (17)4、承重揽计算 (21)5、工程实例 (35)6、牵引力计算 (38)7、起重索的计算和选用 (42)8、安装无应力铰的使用 (42)第一章工程概述1、大桥概况刘家峡大桥是临夏折桥至兰州达川二级公路的重点工程,为跨越刘家峡水库黄河支沟而设。
桥梁为单跨536米的钢桁梁悬索桥,桥主缆索在设计成桥状态下,跨中理论垂度为48.7m,垂跨比约为1:11,主缆中心距15.6m,吊索标准间距8m。
钢桁梁的加劲梁和桥面板等钢结构重约5200吨。
见图1.1刘家峡大桥效果图。
图1-1 刘家峡大桥效果图2、桥梁结构特点钢桁加劲梁由主桁、横联、上下平联及抗风水平翼板、下稳定板组成。
主桁架为带竖腹杆的华伦式结构,由上、下弦杆和腹杆组成。
钢桁加劲梁上下弦杆及横联上下横梁均采用整体节点箱形结构,均在节点部位设置焊接节点板,分别与横梁、平联相连,杆件全部采用高强度螺栓连接。
弦杆中心高4m,弦杆外缘间全宽16.122m。
节间长度4m。
一个标准节段长度8m,由2个节间组成,在每节间处设置一道横联。
横联由上、下横梁及腹杆组成,吊点和非吊点处由于受力不同而采用不同截面尺寸,桥面板伸缩缝处上横梁在支座处局部加宽。
上、下平联均采用K 形体系、H 形截面,在桥面板固定支座处增设箱型制动撑杆。
图1-2加劲梁结构示意图钢桁加劲梁在两梁端各设置抗风支座4各,竖向支座2个。
为满足钢桁加劲梁的抗风需要,在上弦杆每侧设有2米长的水平翼板,在上横梁中间节点处设有下稳定板。
R折达2标刘家峡大桥桥塔施工安全管理背景介绍刘家峡大桥位于河南省信阳市新县和淮滨县之间,是“京广铁路-万大高速淮河特大桥”工程的重要组成部分。
该桥是一座双层双塔斜拉桥,总长约5.3千米,主桥跨径1332米,总投资近30亿元。
由于施工难度大,需要对施工进行严格的安全管理,以保证施工过程中的安全性。
安全管理措施领导班子亲自抓安全在刘家峡大桥的施工中,领导班子非常重视安全问题。
他们认为安全问题不是单纯的生产问题,而是涉及到全体职工的生命和财产安全,也是考验管理水平和施工质量的重要指标。
因此,他们亲自抓安全、督促落实,按照相关法律法规进行管理、监督。
安全教育培训在施工前期,对施工人员进行全面、系统、深入的安全教育和技能培训,确保施工人员掌握安全操作规程和技能操作方法,提高施工人员的安全意识和技术水平。
同时,每天组织工班进行动态安全教育,及时解决工班作业中出现的问题,推广先进的安全管理经验,不断提升管理水平和技术水平。
安全风险评估在施工过程中,进行全面、科学的风险评估,重点评估高空作业、爆破、拆除、模板、支撑、吊装等施工环节,确保施工过程中不会出现重大事故。
安全巡视检查建立安全巡视制度,进行全面的安全巡视检查,实行分级负责和专人负责制度。
对工作面、施工进度、作业程序、设备及用具、安全疏散路线、安全通道、防火、防毒防毒品、保护用品等方面进行细致检查,及时发现和纠正施工过程中存在的安全事故隐患。
技术保障措施在施工过程中,采用先进的技术手段和装备,以提高施工效率和施工质量。
同时,还采用了先进的数字化技术,对施工全过程进行监测,发现问题及时解决。
这些技术保障措施大大降低了施工过程中的安全风险,保障了施工过程的安全性。
安全管理效果在对刘家峡大桥的安全管理中,各方面措施已经得到了有效的落实,保证了施工的安全性。
通过领导班子亲自抓安全、安全教育培训、安全风险评估、安全巡视检查和技术保障措施的综合应用,有效降低了施工过程中的安全风险,保证了施工过程的顺利进行。
刘家峡悬索桥成桥状态桥面活载作用分析赵曰琦,郭纪华 (济南轨道交通集团工程研究咨询有限公司,山东 济南 250101)摘要:通过对刘家峡悬索桥车辆荷载作用下桥梁几何非线性进行分析,重点在于对车道荷载下的钢桁架梁、主缆及主塔的线形、内力最不利位置和发生的荷载工况进行分析。
得出主缆和钢桁架梁内力和线形最不利位置一般在四分之一跨度附近。
同时,对车道荷载作用下采用活载线性二阶理论计算,通过计算分析表明,活载作用下的线性二阶计算结果相比较完全非线性结果偏大约10%。
采用此种计算方法对结构来说是偏安全的,因此,设计过程中可以按照活载线性二阶方法计算,并根据实际情况采用一定的折减系数。
关键词:大跨度悬索桥;成桥运营状态;几何非线性分析;活荷载作用中图分类号:U448.25 文献标识码:B The live load function analysis and research of Liujiaxia suspension bridgeZHAO Yue-qi, GUO Ji-hua(Jinan Rail Transit Engineering Research Consulting Co.,Ltd.,Shandong Jinan 250101 China)Abstract:By analyzing the geometrical nonlinearity of Liu - jiaxia suspension bridge under vehicle load, the emphasis is on the analysis of the linear shape of steel truss beam, main cable and main tower, the most disadvantageous position of internal force and the load condition. It is concluded that the most unfavorable position of internal force and linear shape of main cable and steel truss beam is generally near the quarter span. At the same time, the linear second-order theory of live load is used to calculate the lane load. The results show that the linear second-order results under live load are about 10% more than the completely nonlinear ones. This method is safe for the structure, so the design process can be calculated according to the linear second-order method of live load, and a certain reduction coefficient can be used according to the actual situation.Key words:suspension bridge; operation status; geometrically nonlinear analysis; live load引言悬索桥尤其是大跨度悬索桥作为一种柔性结构桥梁,具有跨度大,适应能力强的优点。
新建铁路兰州至合作线祁家渡黄河大桥主桥抗震计算分析王克辉【摘要】新建铁路兰州至合作线祁家渡黄河大桥,主桥跨度为180 m劲性骨架混凝土拱桥。
通过建立动力有限元模型,分析主桥的动力特性;然后采用反应谱方法、线性时程分析方法对该桥的地震反应进行了分析;并对主桥拱肋、立柱、拱肋横撑等构件的关键截面进行了抗震验算,计算结果均满足设计规范的要求。
【期刊名称】《铁道建筑》【年(卷),期】2015(000)011【总页数】3页(P11-13)【关键词】劲性骨架;钢筋混凝土拱桥;动力特性;地震反应分析;抗震验算【作者】王克辉【作者单位】中铁第一勘察设计院集团有限公司,陕西西安 710043【正文语种】中文【中图分类】U442.5+5桥位处由洮河引起的淤积严重。
根据资料推测本线跨越黄河处淤积层厚度约为70 m,淤积层厚度直接影响到本线桥式的选择。
同时,桥址区北岸岸坡岩石易产生顺层滑动、崩塌及落石等。
为减少大桥施工时对两岸地层的扰动,设计时采用跨径为180 m的上承式钢筋混凝土提篮拱跨越河谷(见图1)。
拱肋中心距由于稳定性要求,需要大于跨度的1/20。
为缓解较窄的桥面箱梁与较宽拱肋之间的矛盾,考虑桥梁的整体美观,将两分离式拱肋设置呈变间距。
拱顶处两拱肋中心距采用5.2 m;拱脚处拱肋中心距加宽至12.5 m。
因此拱肋呈倾斜布置,拱顶内倾3.65 m,其倾角为5.56°。
拱肋采用单箱单室截面,拱肋截面宽取2.5 m,拱顶截面高取3.5 m,拱脚截面高取6.0 m,拱顶到拱脚范围内拱肋高度按立特公式变化。
拱肋上每隔14.5 m左右设一立柱,拱上立柱采用双斜柱,实心截面,1#—4#立柱、7#—10#立柱尺寸为160 cm(纵向)×200 cm(横向),立柱横撑尺寸为130 cm×100 cm。
托盘高1.1 m,宽1.8 m;顶帽高0.5 m,宽2.0 m。
考虑到连续梁能增强桥面纵、横向的刚度,行车条件好,拱顶框架两端均设计为桥面纵梁。
(收稿日期:2020-01-20)大峡黄河特大桥总体设计分析殷桂芳(苏交科集团股份有限公司㊀南京㊀210019)摘㊀要㊀大峡黄河特大桥位于甘肃省白银市大峡黄河电站西北侧㊂综合考虑通航㊁防洪㊁地震设防㊁设计及施工等各方面因素的影响,对其主引桥桥跨布置和结构形式方案进行比选,阐述了大峡黄河特大桥的总体设计过程㊂关键词㊀黄河特大桥㊀总体设计㊀影响因素㊀方案比选㊀㊀大峡黄河特大桥位于甘肃省白银市白银区水川镇与兰州市榆中县青城镇交界处附近,跨越黄河㊂其桥位选择主要控制因素有大峡水电站㊁青城闯王墓㊁青城古镇规划区㊁水源地保护区㊁青城休闲度假岛㊁沿线村镇㊁重要居民点㊁寺庙㊁文物及高压输电线路等,均须考虑合理避让㊂现大峡黄河特大桥桥址上游1.3km处为黄河大峡水电站,下游18.4km处为乌金峡水电站,上游160m处为大峡取水口,下游1.25km处为青城黄河大桥㊂因大峡水电站水中不能设墩,且跨径须达到青城黄河桥跨径,确定大峡黄河特大桥主跨跨径为160m,全桥跨径布置为21ˑ40m+(85+160+85)m+12ˑ40m,主引桥上下部结构通过方案比选确定㊂1㊀主要技术标准大峡黄河特大桥宽12m,设计为双车道,速度为80km/h,荷载等级为公路-Ⅰ级㊂设计洪水频率为特大桥1/100,通航等级为Ⅴ级航道㊂桥涵所处环境类别为Ⅰ类,抗震设防烈度为Ⅶ度,结构设计安全等级为一级㊂2㊀通航和防洪影响2.1㊀通航影响大峡黄河特大桥桥位处河道为Ⅴ级航道,最高通航水位为1457.0m,通航净空为40mˑ8m㊂该桥位于大峡水电站下游1.3km处,考虑深水基础施工复杂性及河道通航等因素,在桥型方案的选择上应选择大跨径结构,以避免在主河道中设置桥墩㊂桥位处黄河现状水面宽约144m,故推荐主跨采用160m,一跨跨越主河道,同时要求河道内桥墩承台顶面高程应在现状河床高程2m以下㊂2.2㊀防洪影响该桥桥址所在黄河河段受两岸山体束缚,且过流流量受到上游大峡水电站调节作用,河流很难发生较大摆动,沖淤基本平衡,河道稳定性较好㊂拟建特大桥梁采用二级公路标准施工,采用百年一遇防洪标准,桥位处百年一遇洪峰流量为6500m3/s㊂桥墩设计时尽量减小其对河道主流变化的影响,桥梁轴线的法线方向应与洪水主流流向基本一致,尽量避开护岸布设㊂施工时应加强护岸的防护和加固,保障防洪安全㊂3㊀地震设防影响本项目所处区域地震动峰值加速度为0.10g (相当于基本烈度为7度),桥梁抗震设防类别为A 类,桥梁抗震设防烈度为7度,抗震设防措施等级为8级,桥梁墩台尺寸应满足‘公路桥梁抗震设计细则“[1](JTG/T B02-01 2008)第11.2条要求㊂桥梁设计时应考虑抗震设计内容及抗震措施如下: (1)按反应谱法计算地震力,按静力学法对墩台身进行纵横向的强度㊁变形验算㊂(2)对能力保护构件(桥墩抗剪㊁基础强度㊁支座水平位移)进行验算㊂(3)延性抗震设计钢筋构造细节设计㊂(4)加装橡胶块㊂在非连续墩的梁与梁之间以及墩㊁台挡块㊁箱梁下挂挡块粘贴橡胶垫块,以缓和地震发生时的冲击作用㊂(5)高度大于7m的柱式桥墩设置桩系梁;柱间系梁原则上每15m设置1道,具体可根据实际墩㊃91㊃高进行均分㊂(6)加强墩柱㊁桩基塑性区的箍筋配置㊂4㊀设计方案本桥跨越黄河主跨160m,桥高达70m,常用的桥梁结构有变截面连续刚构桥㊁波形钢腹板PC 组合箱梁刚构桥和矮塔斜拉桥等㊂本桥桥宽仅12m,采用矮塔斜拉桥势必增加桥宽,桥梁造价将大幅增加㊂综上所述,针对项目特点,按照 安全㊁适用㊁经济㊁美观㊁有利环保 的原则,本文仅针对变截面连续刚构桥和波形钢腹板PC 组合箱梁刚构桥同深度进行比较,比较范围为主桥上下部,主桥跨径布置为85m +160m +85m㊂主桥桥型布置如图1所示㊂4.1㊀主桥桥型方案比选4.1.1㊀方案Ⅰ:变截面预应力连续刚构桥主桥桥跨布置为85m +160m +85m,主梁采用单箱单室直腹板截面,主梁采用C55混凝土,箱梁顶板宽12m,底板宽6.5m,悬臂2.75m,主梁中支点梁高9.8m,跨中及梁端梁高均取3.6m,梁高变化采用1.8次抛物线变化㊂方案Ⅱ边跨立面如图2所示㊂方案Ⅰ中跨立面如图3所示㊂图1㊀主桥桥型布置(单位:cm)图2㊀方案Ⅱ边跨立面(单位:cm)图3㊀方案Ⅰ中跨立面(单位:cm)㊀㊀箱梁底板厚由跨中及边跨合龙段的0.32m 渐变至根部的1.0m㊂箱梁顶板厚度为0.28m㊂腹板厚度由0.5m 渐变到0.9m㊂顶板㊁底板及腹板厚度在考虑受力及构造要求的同时,兼顾了砼结构耐久性的要求㊂方案Ⅰ横断面示意图如图4所示㊂预应力变截面连续箱梁造型美观大方,建筑高度较高,整体及稳定性好,行车舒适㊂主桥施工工艺成熟,对桥下通航影响小,全寿命费用低[2]㊂4.1.2㊀方案Ⅱ:波形钢腹板PC 组合箱梁刚构桥主桥桥跨布置为85m +160m +85m,桥宽12m,图4㊀方案Ⅰ横断面示意图(单位:cm)主梁顶㊁底板采用C60混凝土,箱梁采用单箱单室㊃02㊃截面㊂箱梁底板水平,顶面设置2%横坡㊂中墩支点梁高取10m,边墩支点及跨中梁高4m,梁高按2次抛物线变化㊂方案Ⅱ立面设计如图5所示㊂方案Ⅱ截面示意图如图6所示㊂(a)边跨(b)中跨图5㊀方案Ⅱ立面设计(单位:cm)(a)中支点截面㊀㊀㊀㊀㊀(b)跨中及梁端截面图6㊀方案Ⅱ截面示意图(单位:cm)㊀㊀波形钢腹板PC 组合箱梁箱梁受力明确,有效避免混凝土腹板斜裂缝等病害,桥梁自重较轻,体外预应力具有可检测㊁可调整和可更换的特点,且波形钢腹板通过涂装可达到较好的景观效果㊂但主桥施工难度大,运营阶段养护工作量较大,养护费用较高[3]㊂4.1.3㊀下部结构为满足主墩的受力要求,同时考虑本桥墩高达60m,主桥主墩采用空心薄壁墩㊂主桥上部自重波纹钢腹板比预应力变截面连续箱梁轻,方案Ⅰ墩身尺寸为7m(纵桥向)ˑ6.5m(横桥向),方案Ⅱ墩身尺寸为6m(纵桥向)ˑ6.5m(横桥向)㊂承台厚度均为5m,平面尺寸为14m ˑ14m,共9根Φ2.5m 的钻孔灌注桩㊂主墩横桥向构造如图7所示㊂图7㊀主墩横桥向构造(单位:cm)㊀㊀过渡墩采用L 型盖梁接空心薄壁墩,墩身尺寸为3.8m(纵桥向)ˑ6.5m(横桥向),承台厚度为3.5m,平面尺寸为8.6m ˑ8.6m,共4根Φ2.2m 的钻孔灌注桩㊂过渡墩横桥向构造如图8所示㊂㊃12㊃4.2㊀引桥桥型方案比选4.2.1上部结构图8㊀过渡墩横桥向构造(单位:cm)引桥上部结构形式选用小箱梁和钢-混凝土组合结构进行综合比选㊂钢-混凝土组合梁与小箱梁结构相比,其主要优势在于:钢结构桥梁环保节能㊁结构自重轻,减轻结构的地震反应,适用于高烈度地震区;促进相关钢结构加工产业快速发展,优化钢材产业供给侧结构㊂由于本项目路线所经地区地震动峰值加速度为0.15g,抗震要求相对较低㊂钢-混凝土组合梁与装配预应力砼连续箱梁相比,上部自重对桩长影响不大㊂(1)当平均墩高ɤ20m时,在山区跨越山沟㊁山凹等,在坝区跨越水沟㊁河流,且无净空限制时,推荐选用20m预应力混凝土小箱梁㊂(2)当平均墩高>20m时,推荐选用30m预应力混凝土小箱梁㊂(3)当平均墩高>40m时,推荐选用40m预应力混凝土小箱梁㊂本桥引桥最大墩高达60.8m,平均墩高>40m,且高墩区占比较大,考虑经济性,优先考虑采用40m跨径装配式预应力砼组合箱梁㊂4.2.2㊀下部结构引桥桥墩采用柱式墩和空心墩,桥台采用柱式台,桩基采用1.6m桩径㊂(1)当墩高ɤ25m时,采用1.8m柱径㊁2m桩径的柱式墩㊂(2)当25m<墩高ɤ35m时,采用2.0m柱径㊁2.2m桩径的柱式墩㊂(3)当35m<墩高ɤ50m时,采用2.5mˑ6m 墩身㊁2.5m高承台㊁1.8m桩径的空心墩㊂(4)当50m<墩高ɤ65m时,采用3mˑ6m 墩身㊁3m高承台㊁1.8m桩径的空心墩㊂4.3㊀最终桥型方案综合主引桥桥型方案比选,推荐主桥上部结构采用变截面砼连续箱梁,主桥下部结构采用空心薄壁墩㊁承台㊁钻孔灌注桩基础㊂引桥上部结构采用40m装配式预应力混凝土连续箱梁,引桥下部结构采用空心薄壁墩㊁柱式墩㊁柱式桥台及钻孔灌注桩基础㊂5㊀施工5.1㊀上部结构施工对于大跨径混凝土连续刚构箱梁而言,挂篮对称悬臂法是一种常见的施工方法,在国内的应用较为广泛㊂其优点是不需要大型架桥设备,利用挂篮分段施工,浇筑中跨合龙段;因为是现浇混凝土,箱梁整体性好㊂缺点是每跨梁施工阶段多,对称梁段需一一张拉,受混凝土凝期影响,施工时间长㊂5.2㊀下部结构施工大峡黄河特大桥高墩占比大,墩高>35m时,采用空心薄壁墩,高墩墩身采用爬模或翻模施工工艺,有效保证墩身外观质量,工期短且不受地形条件的限制,同时可节省施工支架的拼装工作量㊂国内有很多大型施工企业有成套设备及成熟经验可供选用,其工序包括爬模提升㊁内外模板安装及调整㊁墩身钢筋绑扎㊁砼浇筑㊁拆模㊂6㊀结语本文综合考虑通航㊁防洪㊁地震设防㊁设计及施工等诸多影响因素,并着重对主引桥进行方案比选,最终确定了大峡黄河特大桥的桥跨布置和结构形式㊂大峡黄河特大桥的建设具有很好的社会环境效益,将有力促进沿黄经济带乃至甘肃省社会经济发展和总体规划目标的实现㊂参考文献[1]中华人民共和国交通运输部.公路桥梁抗震设计细则: JTG/T B0201—2008[S].北京:人民交通出版社,2008.[2]贾兆兵,胡吉利,王志英.青银高速公路济南黄河大桥总体设计[J].桥梁建设,2007(S1):1114.[3]楼亚东,梁朝安,欧阳平文.波形钢腹板预应力混凝土连续箱梁施工技术[J].施工技术,2015(9):5255.㊃22㊃。
刘家峡大桥缆索系统施工方案目录编制依据............................................................................................................... .. (1)第一章工程概况 (3)1 工程概述............................................................................................................... .. (3)2 水文地质条件 (4)3 气候条件............................................................................................................... .. (5)第二章主、散索鞍施工 (6)1 结构形式............................................................................................................... .. (6)1.1 主索 (6)1.2 散索鞍............................................................................................................... .. (7)2 技术特点与难点 (8)2.1 主索鞍............................................................................................................... .. (8)2.2 散索鞍............................................................................................................... .. (8)3 主要工程数量 (8)4 施工部署............................................................................................................... .. (8)4.1 施工计划............................................................................................................... . (9)4.1.1 东锚散索4.1.2 西锚散索鞍 (9)4.1.3 东塔主索鞍 (9)4.1.4 西塔主索鞍 (9)4.2 施工场地布置 (9)4.3 人员安排............................................................................................................... .. (11)4.4 材料及设备................................................................................................................115 施工工艺流程及要点 (11)5.1 施工工艺流程图 (11)5.1.1 主索鞍................................................................................................................115.1.2 散索鞍................................................................................................................1215.2 施工准备............................................................................................................... .. (12)5.3 索鞍进场、验收 (13)5.4 索鞍安装............................................................................................................... .. (13)5.4.1 主索鞍安装 (13)5.4.2 散索鞍安装 (15)5.5 主、散索鞍安装质量检验 (16)5.5.1 实测项目 (16)5.5.2 外观鉴定............................................................................................................17第三章牵引系统及猫道设计与施工 (18)1 结构形式............................................................................................................... (18)1.1 猫道索架设牵引系统 (18)1.2 主缆架设牵引系统 (18)1.3 猫道............................................................................................................... . (18)1.3.1 猫道承重索、门架支承索和扶手索 (19)1.3.2 猫道面层............................................................................................................201.3.3 猫道扶手............................................................................................................211.3.4 横向通道............................................................................................................221.3.5 猫道锚固体系 (22)1.3.6 下拉装置和变位刚架 (23)2 技术特点与难点 (26)3 主要工程数量 (26)4 施工部署............................................................................................................... (26)4.1 施工计划............................................................................................................... .. (26)4.2 施工场地布置.............................................................................................................274.3 人员安 (28)4.4 材料及设备................................................................................................................305 施工工艺流程及要点 (30)5.1 施工工艺流程图 (30)25.2 材料进场、验收 (31)5.3 牵引系统形成 (32)5.3.1 施工准备 (32)5.3.2 导索过河 (32)5.3.3 导索调335.4 猫道架设............................................................................................................... .. (33)5.4.1 轨道支承索安装 (33)5.4.2 猫道承重索安装 (34)5.4.3 门架支承索、扶手索及牵引索安装 (35)5.4.4 塔侧平台安装 (35)5.4.5 承重索线形调整及变位刚架、下拉装置安装 (36)5.4.6 猫道面及横向通道安装 (37)5.4.7 侧网及猫道门架安装 (39)5.5 猫道改吊............................................................................................................... .. (39)5.5.1 猫道门架拆除 (40)5.5.2 猫道改挂............................................................................................................405.5.3 跨中硬点形成 (41)5.5.4 横向通道拆除 (41)5.6 猫道拆除............................................................................................................... .. (41)5.6.1 准备工作............................................................................................................415.6.2 解除猫道悬挂绳 (41)5.6.3 猫道面层拆除 (41)5.6.4 猫道承重索拆除 (42)6 施工质量保证措施 (42)7 施工安全保证措施 (43)7.1 重要危险源识别 (43)7.2 重要危险源管理 (44)7.2.1 职责............................................................................................................... .. (44)37.2.2 控制............................................................................................................... .. (44)7.2.3 施工现场控制 (44)7.2.4 教育与培训 (45)7.2.5 安全检查............................................................................................................457.2.6 安全技术交流 (46)7.2.7 建立健全规章制度 (46)8 环境保护和文明施工 (46)8.1 重要环境因素识别 (46)8.2 环境保护措施.............................................................................................................478.3 文明施工措施.............................................................................................................47第四章主缆架设及调整施工 (49)1 结构形式............................................................................................................... (49)2 技术特点与难点 (50)3 主要工程数量 (51)4 施工部署............................................................................................................... (51)4.1 施工计划............................................................................................................... .. (51)4.2 施工场地布置 (51)4.3 人员安排............................................................................................................... .. (53)4.4 材料及设备................................................................................................................535 施工工艺流程及要点 (54)5.1 施工工艺流程图 (54)5.2 施工准备............................................................................................................... .. (54)5.2.1 主缆索股牵引系统完善 (55)5.2.2 主缆架设特殊构件、机具设计与选用............................................................ 55 5.2.3 其他施工准备工作.. (61)5.3 材料进场、验收 (61)5.4 主缆索股架设............................。
刘家峡大桥悬索桥荷载试验分析与评定刘家峡大桥悬索桥荷载试验分析与评定悬索桥是一种特殊的桥梁结构,具有悬索支撑桥塔,桥面悬挂在悬索上的特点。
在实际运营中,悬索桥需要经常进行荷载试验,以评估其受力性能和安全指标。
本文将以刘家峡大桥为例,对其悬索桥荷载试验进行分析与评定。
刘家峡大桥是中国的一座重要悬索桥,位于河南省兰考县。
该桥全长2073米,主跨1104米,是世界上主跨最长的公铁两用悬索桥。
刘家峡大桥是一项重大的工程成果,为确保其安全运营,需要对其进行荷载试验。
荷载试验是在桥梁建成后对桥梁进行的一种实验,旨在模拟实际运行状态下的荷载作用,评估桥梁结构的受力性能和安全指标。
荷载试验一般分为静态和动态两种方式。
静态试验是通过加权替代法、均布荷载法或位移控制方法等手段模拟实际荷载,记录下桥梁的变形和应力,从而评估其结构的承载能力和变形情况。
动态试验则是利用车辆行驶在桥上时产生的动态效应,通过测量振动和挠度等参数,评估桥梁的动态响应。
刘家峡大桥的荷载试验一般采用静态试验的方式进行,首先需要确定试验荷载的大小。
试验荷载需要考虑到桥梁的实际使用条件,包括预计的交通负荷、自重和新建荷载等因素。
对于刘家峡大桥来说,由于其跨度较长,预计的交通负荷较大,因此试验荷载需要考虑不同的车辆类型和分布。
在荷载试验过程中,需要选取一些关键测点来监测桥梁的变形和应力。
这些测点通常位于悬索、桥塔和桥面等关键部位。
通过对这些测点的监测,可以了解悬索桥在不同荷载下的变形和应力情况,以评估桥梁的受力性能和安全指标。
完成荷载试验后,需要对试验数据进行分析与评定。
分析试验数据,可以获得桥梁在不同荷载下的变形、应力和挠度等参数。
通过与设计参数进行比较,可以评估桥梁的安全性能和结构健康状况。
对于刘家峡大桥来说,需要关注其悬索的张力、桥塔的刚度以及桥面的挠度等指标,确保其在正常使用条件下的结构安全性。
综上所述,刘家峡大桥的悬索桥荷载试验分析与评定是确保其安全运营的重要环节。
刘家峡黄河大桥桥面铺装对比分析作者:李丽来源:《建筑工程技术与设计》2014年第23期【摘要】以甘肃省折达二级公路的刘家峡黄河大桥项目为依托,对比了当前国内外钢桥面铺装的ERS钢桥面铺装、KD-BEP环氧沥青铺装、国产环氧沥青铺装等方案,并对比了其粘层油、改性沥青的性能参数。
此外,对国内外钢桥面铺装的施工工艺也做了简要的对比分析研究。
【关键词】钢桥面铺装;环氧沥青混凝土;路用性能大跨径桥梁由于其刚度相对较小导致变形较大,其桥面铺装一直是一个世界性的技术难题。
桥面在交通荷载、风载、气候条件及温度变化等因素的影响下,桥面的受力和变形非常复杂,对其强度、柔韧性、高温稳定性和疲劳耐久性等有着严格的设计要求[1-3]。
由于桥面铺装的特殊位置和功能,要求铺装层结构具有重量轻、不透水、粘结性能好等特殊性能。
对于钢桥面,世界上采用的铺装层主要有以下几种类型:①浇注式沥青混凝土(GA);②沥青玛蹄脂混凝土(SMA);③聚合物改性沥青;④环氧沥青混凝土。
近几年来,利用以上几种混凝土的复合式铺装结构也得到应用。
如GA+SMA,聚合物改性沥青+环氧沥青混凝土等。
以上铺装层结构已经在我国有所应用,并且从结构力学分析、材料设计、施工控制中积累了部分经验,但整体上我国钢桥面铺装病害问题仍然比较严重。
从世界范围的钢桥面铺装工程分析,钢桥面铺装设计仍然以经验方法为主,还没有建立系统的钢桥面铺装设计理论体系。
多座大桥通车不久即出现车辙、开裂、推移、疲劳破坏等早期病害[4-5]。
本论文以甘肃省折达二级公路的刘家峡黄河大桥项目为依托,对比了四种铺装方案,通过对材料的物理性能测试、沥青混合料的路用性能研究等,最终确定了较优异的一种复合式铺装结构方案。
1 国内外钢桥面铺装现状研究1.1 浇筑式沥青混凝土浇筑式沥青混凝土(GA)起源于欧洲,在日本得到了广泛的发展,近年来引进我国后应用也有不少,可见其具有较好的环境适应能力,无论是欧洲这种低温气候环境,还是在日本的海洋气候环境,甚至我国的大交通量、温差大的恶劣环境都可以得到较好的应用。
六、施工组织设计1总体施工组织布置及规划1.1编制说明1.1.1编制依据(1)兰合铁路有限公司发布的《新建兰州至合作铁路站前工程施工总价承包招标(LHTL-SG2、LHTL-SG3、LHTL-SG4、LHTL-SG5标段)》的招标文件、答遗书及指导性施工组织设计。
(2)中铁第一勘察设计院集团有限公司编制的《新建铁路兰州至合作线LHTL-SG4标段施工图》。
(3)现场条件、交通状况及施工环境;近年来新建铁路等类似工程的施工经验、施工工法及科技成果;国内外相关铁路的施工工艺及科研成果。
(4)国家、铁路总公司、交通运输部现行设计、施工规范、规程;质量检验标准及验收规范等。
(5)本公司通过质量体系认证中心认定的ISO9000系列质量管理体系、ISO14000环境管理体系、OHSAS18000职业健康安全管理体系。
(6)为完成本标段工程拟投入的施工管理、专业技术人员、机械设备等资源。
1.1.2编制原则(1)确保结构安全,主体工程质量“零缺陷”的原则。
(2)建立健全质量管理体系,确保满足国家、铁路总公司及业主的质量要求。
(3)确保施工机械配备先进性的原则,组织机械化、专业化施工。
(4)贯彻“以人为本、安全第一,百年大计、质量为本”的施工原则。
(5)国家、中国铁路总公司、甘肃省、兰州铁路局有关安全、环境保护、水土保持的法律、规定、规程、规则、条例。
(6)贯彻执行通过质量体系认证中心认定的ISO2000质量管理体系、OHSMS18000职业健康安全管理体系、ISO14001环境管理体系。
1.1.3编制范围新建兰州至合作铁路站前工程LHTL-SG4标段编制范围为:兰州至合作正线DK84+600~DK142+550,正线全长57.971km,为单子庄车站(含)至夏河车站(含)段的路基(含防护栅栏、不包含降噪声及遮光屏障工程)、桥涵(不包含降噪声及遮光屏障工程)、隧道(含无砟道床)、站场及相应的临时用地、大临、过渡工程。
刘家峡大桥桥台岸坡岩体特性及其稳定性研究王骑虎;陶连金;韩友续【摘要】刘家峡大桥位于刘家峡水库右岸冲沟沟口,是临夏折桥至兰州市达川二级公路的控制性重点工程.该桥设计采用单跨悬索桥方案(跨径20 m+536m+20m),建成后将成为甘肃省乃至北方地区最大跨度的桥梁.通过地质调绘、工程钻探、平硐勘探、岩体声波测试、大型原位岩体变形试验和室内力学试验多种方法,对桥台岸坡岩体特性进行了详细研究.基于变形理论,运用Geo-Studio和FLAC数值模拟软件对库水位升降、桥基开挖、桥塔荷载等因素影响下的桥台岸坡的稳定性进行了研究,最后并就桥台岸坡防治措施提出了建议.【期刊名称】《公路工程》【年(卷),期】2013(038)005【总页数】6页(P52-56,66)【关键词】刘家峡大桥;桥台岸坡;岩体特性;稳定性【作者】王骑虎;陶连金;韩友续【作者单位】北京工业大学城市与工程安全减灾省部共建教育部重点实验室,北京100022;甘肃省交通规划勘察设计院有限责任公司,甘肃兰州730030;北京工业大学城市与工程安全减灾省部共建教育部重点实验室,北京 100022;甘肃省交通规划勘察设计院有限责任公司,甘肃兰州730030【正文语种】中文【中图分类】U443.82桥台稳定性是桥梁建筑场地适宜性和安全性评价的基本岩土工程问题之一,对于布设于水库岸坡的大桥显得尤为重要。
综合前人研究成果[1-5],岸坡桥台稳定性研究一般采用两种方法的结合运用,并按照3个步骤的逐次展开。
两种方法,即定性分析判断和定量力学计算分析;3个步骤,首先是研究场地的地形地貌、地层岩性、地质构造、水文地质等基本地质条件,主要采用工程地质分析原理定性评价桥台岸坡的自然稳定状况;然后分析桥台基础施工扰动和桥梁工程加载作用对桥台岸坡稳定性的破坏程度,即研究工程—场地的相互作用结果;最后预测地震、降雨和地表水等诱发因素作用下的桥台和岸坡的整体的长期稳定性。
在后边2个阶段的研究实践中[6-9],主要采用有极限平衡理论、强度折减法和变形分析等方法,大多以数值仿真模拟技术为支撑,强调“地质过程分析”思想,对边坡的变形破坏模式和防治措施变形进行系统分析。
中国交通建设刘家峡大桥工程主桥148+536+113m重力式锚悬索桥施工测量专项实施方案编制单位:中交第一公路工程局有限公司编制时间:二0一一年三月刘家峡大桥148+536+113米重力式锚悬索桥施工测量专项方案目录1 概况 (1)2施工监控内容 (3)2.1施工监控依据 (3)2.2施工监控目的 (3)2.3 施工监控内容 (6)2.4施工监控的精度 (9)3 施工监控计算 (10)3.1计算说明 (11)3.2 分析方法 (10)3.3 监控计算内容 (11)3.4 施工监控计算工况及成果 (16)4施工监控实施 (19)4.1设计参数的测定 (19)4.2临时结构变形测定 (20)4.3施工测量 (20)4.3.1主梁索塔位移测量 (20)4.3.5温度场测量 (37)4.3.6主鞍鞍座纵向预偏量测量384.3.7主缆锚固区域的应力测试394.3.8测试工况及时机 (39)4.4参数预测、反馈与调整 (27)4.4.1参数的确定 (41)4.4.2参数的修正 (42)4.5施工监控对策 (45)4.6施工控制组织体系 (48)4.7 施工控制技术体系 (51)4.8 施工控制工作流程与信息传递524.9监控质量保证措施 (54)4.10 施工监控仪器设备 (57)1 概况刘家峡黄河特大桥属于临夏折桥至兰州达川二级公路的重点工程,为跨越刘家峡水库黄河支流而设,折达二级公路起点位于临夏州折桥镇,与临夏市西滨河路相接,终点位于兰州市西固区达川镇,与国道G109相接,全长81.51Km。
折达公路是甘肃省的重点工程,对促进当地经济发展和改善交通条件有重要意义。
刘家峡桥工程桥址区位于刘家峡水库库区右岸的本池沟沟口,跨越刘家峡水库,河面宽度约500m。
桥梁全长797m,主桥为单跨重力式悬索桥,边跨设置形式是:西边跨148米,无吊索;东边跨113m,无吊索。
跨径布置为:148+536+113。
主缆中心距为15.6m,桥面布置为:1.5+0.5+11+0.5+1.5米。
兰合铁路刘家峡黄河特大桥主桥设计分析王克辉【摘要】刘家峡黄河特大桥是新建铁路兰州至合作线重点工程之一,该桥位于高烈度地震区,主桥采用(100+180+100)m连续刚构,有效解决了跨越黄河和公路立交问题,另外该桥桥高105m,是一典型的高墩大跨结构,增加了桥梁设计和施工控制的难度。
概要介绍主桥梁部及主墩构造尺寸,依照划分的施工阶段进行静力计算,动力计算包括抗震设防水准及地震输入的确定、动力计算模型确定与结构动力特性分析,确定抗震性能目标与验算原则,对关键截面进行了纤维单元划分并进行地震响应及反应谱分析。
计算结果显示该桥均能符合规范相关要求。
%The Liujiaxia Yellow River Bridge is one of the key projects of newly built railway from Lanzhou to Hezuo. It is located in high seismic intensity region. The main bridge is (100+180+100)m of continuous rigid frame to cross the Yellow River and highway interchange. The height of the pier is 105m, so the bridge has the typical characteristics of high pier and long-span, which add more difficulties in bridge design and construction control. This paper introduces the girder of main bridge and main pier size and conducts static calculation according to the construction phase. The Dynamic calculation includes the determination of earthquake fortification standard and earthquake input, determination of dynamic calculation model and the analysis of dynamic behavior of structure, the determination of anti-seismic performance target and verification principle. Fibrous unit division is made and seismic response and response spectrum analysis is carriedout. The results show that the bridge meets relevant requirements of the code.【期刊名称】《铁道标准设计》【年(卷),期】2015(000)008【总页数】5页(P88-91,92)【关键词】铁路桥梁;高墩大跨;连续刚构;设计【作者】王克辉【作者单位】中铁第一勘察设计院集团有限公司,西安 710043【正文语种】中文【中图分类】U442.5刘家峡黄河特大桥位于黄河峡谷区段。
桥址处地形狭窄,黄河沟谷呈典型的“V”字形沟谷。
拟建桥位区域河流两岸的陡立坡面基岩裸露,在黄河右岸峡谷区段陡坡顶部地形相对平缓,局部发育有深切的沟谷,在黄河的左岸地形起伏较大,坡顶为黄土丘陵,坡面浑圆。
拟建桥位位于兰州市永靖县城边缘,为跨越刘家峡水库下游黄河而设,交通较便利。
地震基本烈度八度(峰值加速度值0.2g,反应谱特征周期0.45 s)。
线路采用国铁Ⅰ级,单线桥梁,全桥铺设无缝线路[1]。
控制主跨的主要因素为跨越刘家峡水库下游黄河,水库下游水流流速非常大,且黄河两岸均有道路,为了一跨跨越黄河及两岸道路,主跨跨度最终确定为(100+180+100) m。
全桥受地形及立交控制,桥梁孔跨布置采用3-24 m+8-32 m+(100+180+100)连续刚构+13-32 m+1-24 m简支T梁,桥梁全长1 179.93 m[2]。
主跨立面见图1。
3.1 梁部轮廓及构造(图2)主梁采用连续刚构,计算跨度为(100+180+100) m,采用单箱单室,变高度变截面预应力混凝土箱梁,中支点处梁高13.0 m,高跨比为1∶13.8,跨中及边跨梁端处梁高6.8 m,高跨比为1∶26.5,梁体下缘除中跨合龙段2 m长及边跨端部12.2 m梁段为等高直线段外,其余按二次抛物线变化,二次抛物线方程为y=6.2x2/842+6.8(x=0~84 m)。
梁顶道砟槽宽4.9 m,人行道宽每侧2.05 m,箱梁顶宽9.0 m;箱宽8.0 m,宽跨比为1∶22.5,支座处截面加宽至9.0 m。
箱梁中心位置顶板厚45~70 cm,中支点顶板加厚至100 cm,跨中底板厚60 cm,支点处150 cm,跨中腹板厚65 cm,支点处120 cm。
箱内顶板处设120cm×40 cm梗胁,底板处设40 cm×40 cm梗胁。
全梁在中支点处设置厚180cm横隔墙,边支座处设200 cm厚横隔墙,共4道横隔板,横隔板开孔洞供人行通过。
腹板设φ10 cm通风孔[3]。
3.2 主桥桥墩拟定该桥虽位于峡谷风口区,但总体区域风压并不大,基本风压W0=500 Pa,厚壁空心墩能以较少的材料获得较大的截面惯性矩,充分发挥材料性能,且为方便施工,主桥12、13号墩墩身采用钢筋混凝土矩形厚壁空心墩。
12、13号主墩墩顶纵横向尺寸为10 m×9 m,墩身纵向直坡,横向放坡。
墩壁纵向等厚为1.2 m,横向外坡坡度为20∶1,内坡坡度为30∶1,墩壁横向变厚度,墩径最薄处为1.2 m,上、下段实体段高度分别为3.0 m和5.0 m,最高墩高92 m。
11号边墩采用钢筋混凝土矩形实体墩,14号边墩采用钢筋混凝土矩形空心墩,桥墩具体尺寸根据计算的预偏心结合支座进行拟定。
3.3 梁底曲线对比梁底采用二次抛物线和1.8次抛物线进行了各截面处梁高的对比,发现在跨中的1/4~1/5的截面处,2次抛物线和1.8次抛物线截面高相差最大,梁高相差最大24 cm,考虑到总的梁体截面均较高,最低梁高已达680 cm,24 cm的差别与梁高差别加大,影响不明显,同时从节约混凝土等方面综合考虑决定本次设计采用二次抛物线。
3.4 材料选择箱梁梁体采用C55混凝土,混凝土弹性模量3.60×104 MPa,极限抗压强度37.0 MPa,极限抗拉强度3.30 MPa,容重26.5 kN/m3。
桥墩采用C40混凝土,混凝土弹性模量3.40×104 MPa,极限抗压强度27.0 MPa,极限抗拉强度2.70 MPa[4]。
3.5 结构计算3.5.1 计算参数及荷载环境相对湿度70%;恒载包括结构自重、预加应力、混凝土收缩徐变、基础变位影响力等;二期恒载根据计算采用97 kN/m;活载采用中-活载,单线加载,设计活载动力系数1.074;温度力升温按25 ℃计算,降温按25 ℃(不含混凝土收缩徐变影响)计算。
桥面板升温根据铁路规范取5 ℃。
主墩左右日照温差采用±5 ℃。
混凝土线膨胀系数为1.0×10-5;桥墩台基础不均匀沉降值取2 cm;施工挂篮重力按1 600 kN计算,合龙吊架重550 kN;地震基本烈度8度[5]。
荷载组合根据相关规范分别按主力组合和主力+附加力组合进行组合验算,并对特殊荷载按规范进行组合验算。
3.5.2 结构静力计算(1)总体平面杆系模型:采用西南交大编制的《桥梁结构分析系统》(BSAS)程序对结构进行施工阶段和运营阶段的纵向平面静力分析计算。
全桥共分为127个梁单元,其中桥梁梁体108个单元,桥墩19个单元,主墩基础采用固结,主墩与梁体采用主从约束。
结合施工流程,共划分为79个施工阶段,第79阶段为运营阶段。
结构模型如图3所示[6]。
主要静力计算结果:主梁采用C55混凝土,其中心受压混凝土容许应力为14.8MPa,弯曲受压及偏心受压限值为18.5 MPa,主拉应力(有箍筋时)限值为2.97 MPa。
计算中,压应力控制值为15 MPa,主拉应力尽量控制在2 MPa以内[7]。
运营阶段弯矩包络图如图4所示,运营阶段剪力包络图如图5所示。
具体数据结果如表1所示,其各项指标均满足规范要求。
(2)横向计算主要用于箱梁横向环框静力计算。
顺桥向截取1.0 m长度,分箱梁施工、横向预应力束张拉、二期恒载施工及运营4个阶段计算。
[8]计算分别按照箱梁自重、桥面二期恒载、混凝土收缩徐变、预应力效应、活载、箱梁内外温差等荷载进行荷载组合验算。
根据计算结果,顶板底配筋10-φ25 mm,其余配筋均按10-φ20 mm,满足规范要求,不需要配顶板预应力束[9]。
3.5.3 结构动力计算该桥进行线性动力反应分析的有限元模型如图6所示。
抗震分析采用有限单元方法,在SAP2000V14分析程序中建立空间动力分析模型。
有限元计算模型均以顺桥向为X轴,横桥向为Y轴,竖向为Z轴。
各单元局部坐标系以单元轴向为1轴(从I节点指向J节点),3轴保持水平且垂直于1轴,2轴按右手螺旋准则确定。
全桥模型采用了134个单元,145个节点[10]。
建模时,根据连续刚构桥的结构特点建立三维有限元动力分析模型,桥墩、主梁均采用空间的梁单元,其中主梁采用单主梁式模型,二期恒载采用梁单元分布荷载模拟,在动力分析中,利用SAP2000的定义质量源的方法将二期恒载的分布荷载转化为节点质量,承台模拟为质点;主梁和主墩采用主从约束进行模拟,墩底采用固结进行模拟[11]。
表2给出了前10阶自由振动的周期、频率及振型特征。
3.5.4 结构抗震性能分析(1)抗震性能目标及检算准则该桥各部分具体的性能目标及检算准则见表3。
(2)多遇及罕遇地震作用下的验算经过计算在多遇地震下顺桥向及横桥向主墩及边墩均未达到屈服状态;在罕遇地震顺桥向12号主墩进入屈服,进行合理配置塑性区域的钢筋以保证桥墩的转动能力;其他桥墩在顺桥向及横桥向均未达到屈服。
连续刚构桥外形轻巧,桥下净空大,视野开阔,顺桥向和横桥向抗推刚度大,能有效地减小温度、混凝土收缩、徐变的影响,且抗震性能好,施工方便,在铁路桥梁中被广泛应用。
刘家峡黄河特大桥充分利用这些优点,结合现场地形、地质、施工等条件,对主桥进行了精细化设计,经过上述分析可知主桥各项指标均能满足规范要求,保证了桥梁在施工过程和以后运营的安全。