大跨度桥梁
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公路桥梁中大跨度桥梁设计要点阐释随着城市化进程的加速,公路桥梁的建设成为城市基础设施的重要组成部分。
大跨度桥梁是公路桥梁中的一种重要类型,其设计需要考虑诸多因素。
本文将对大跨度桥梁设计的要点进行阐释。
大跨度桥梁设计需要充分考虑桥梁的结构性能。
桥梁的结构性能包括承载力、刚度和稳定性等方面。
大跨度桥梁的承载力要足够强大,能够承受车辆和行人的荷载,以及外部环境因素带来的荷载。
桥梁的刚度要足够大,能够抵抗由温度变化和其他因素引起的变形。
桥梁的稳定性也是十分重要的,设计中要考虑到地震、风荷载等因素,保证桥梁的稳定性和安全性。
大跨度桥梁设计还要考虑桥梁的施工性能。
施工性能包括施工的可行性、施工时间以及安全性等方面。
由于大跨度桥梁的跨度较大,对施工技术和设备的要求也较高。
在设计中需要考虑到施工过程中的各种因素,确保施工的顺利进行。
还需要考虑到桥梁施工中的安全性,采取相应的措施进行保护。
大跨度桥梁设计还要注重桥梁的经济性。
经济性主要体现在两个方面:一是建设成本的控制,二是桥梁的使用寿命和维护成本。
在设计中,需要合理选择材料和结构形式,以控制建设成本。
还需要对桥梁的使用寿命和维护成本进行充分考虑,选择合适的维护措施,以延长桥梁的使用寿命和降低后期维护成本。
大跨度桥梁设计还要注重桥梁与环境的协调性。
大跨度桥梁作为城市重要的交通设施,其设计应与周围的环境相协调。
设计中要注意桥梁的外观和景观效果,使其与周围的建筑环境相协调。
大跨度桥梁设计还要充分考虑桥梁的可持续性。
可持续性是指桥梁在设计、建设和使用过程中对环境的影响尽量降低。
在设计中,要充分考虑桥梁的能耗和排放情况,选择低碳、环保的材料和技术,以降低桥梁对环境的影响。
大跨度桥梁设计需要考虑结构性能、施工性能、经济性、协调性和可持续性等多个方面的要点。
只有在综合考虑这些要点并找到最佳平衡点的前提下,才能设计出安全、稳定、经济、适用的大跨度桥梁。
土木工程中的桥梁大跨度设计桥梁作为一种重要的交通设施,承载着连接两个地方的重任。
而对于土木工程师而言,桥梁的设计是一项既有挑战性又有影响力的工作。
其中,大跨度桥梁的设计更是备受关注。
本文将着重讨论土木工程中的大跨度桥梁设计。
一、大跨度桥梁的定义和挑战大跨度桥梁一般指桥梁主跨度超过100米的建筑物。
相较于小跨度桥梁,大跨度桥梁在设计与施工中面临更大的挑战。
首先,大跨度桥梁要承受更大的荷载,需要考虑到自身重量、运输荷载和地震等多种因素,同时还要保证桥梁的稳定性和安全性。
其次,大跨度桥梁通常需要跨越较宽的河流、峡谷或道路,引入了更多的不确定因素,如地质条件、环境保护等。
此外,大跨度桥梁的设计还需考虑生命周期成本、可持续性和美观性等因素。
这些都使得大跨度桥梁的设计成为一项复杂而艰巨的任务。
二、大跨度桥梁设计所需考虑的因素在进行大跨度桥梁设计时,工程师需要综合考虑多个因素。
首先是地质条件,包括桥梁所处地区的地质结构、岩石层、地震活动等等。
地质条件将直接影响桥梁的基础设计和建设方式。
其次是环境保护,特别是对于桥梁所处区域的生态环境保护和水土保持的要求。
我们需要确保大跨度桥梁的设计与施工不会对周围环境造成破坏。
此外,工程师还需要考虑到桥梁的运输荷载、初始预应力和裂缝控制等重要参数。
这些因素将直接影响到桥梁的工作性能和使用寿命。
三、大跨度桥梁设计的解决方案为了解决大跨度桥梁的设计问题,工程师们采用了多种解决方案。
首先是结构形式上的创新。
我们可以采用拱桥、悬索桥等形式来支撑大跨度。
其中,悬索桥可以通过拉索的方式分担桥梁的荷载,进一步增加了桥梁的稳定性。
此外,工程师们还研究了独特的结构体系,如斜拉桥、斜拉拱桥等,以提高桥梁的自重和抗震能力。
其次是材料技术的发展。
随着材料科学的进步,工程师们可以使用更坚固、更寿命长的材料来建造大跨度桥梁,如高性能混凝土和高强度钢材。
这些材料具备更好的抗剪、抗弯和耐腐蚀等性能,可以提高桥梁的承载能力和寿命。
公路桥梁中大跨度桥梁设计要点阐释随着现代化交通网络的快速发展,大跨度公路桥梁的建设日益受到重视。
在大跨度桥梁的设计中,不仅要满足其承载能力和耐久性的要求,还要考虑其美观性、安全性、经济性等方面的因素。
本文将从设计要点的角度探讨大跨度公路桥梁的设计。
1. 选取合适的跨径在大跨度桥梁的设计中,选取合适的跨径是非常重要的。
大跨度桥梁的跨度一般超过100m,一般采用梁式桥或拱式桥结构。
在场地条件允许的前提下,一般选取单孔跨度尽量大的形式,以减少桥墩数量和对交通流的影响。
2. 选择合适的结构形式大跨度公路桥梁的结构形式有梁式桥、桁架桥、拱桥、悬索桥、斜拉桥等多种形式。
在设计时,应根据桥梁的工程用途、地理位置、地形地貌、环境保护等因素综合考虑,选择合适的结构形式。
比如,对于位于地震带的大跨度桥梁,应选择具有抗震性能好的桥梁结构形式。
3. 确定合适的桥梁高度桥梁高度是指桥面距河底或谷底的垂直距离。
大跨度公路桥梁的桥梁高度一般在20~50m之间。
为了满足公路设计标准对交通安全和通行标准的要求,也要根据桥梁所在位置的气候条件和环境要求选取合适的桥梁高度。
4. 优化桥梁断面形状桥梁断面形状直接影响桥梁的受力性能、经济性和美观性等方面。
因此,在大跨度公路桥梁的设计中,要不断优化桥梁断面形状。
比如,采用空腹式梁,可以减小桥梁自重,提高桥梁承载能力和经济性。
5. 控制桥梁自重桥梁的自重对其承载能力和使用寿命等方面都有影响。
大跨度公路桥梁的自重一般较大,因此在设计时需要对其自重进行控制。
可以采用减小截面积、采用空心板等方法减小桥梁自重,提高桥梁承载能力和使用寿命。
6. 加强桥梁抗震性能7. 考虑环保要求在大跨度公路桥梁的设计中,要重视环境保护方面的要求。
比如,在大跨度钢梁上可以装置半透明太阳能板,不仅美观,而且可以提供一定的太阳能。
在选用桥梁材料时,要考虑其材料的环保性能和再生利用能力。
综上所述,大跨度公路桥梁的设计要点包括选取合适的跨径、选择合适的结构形式、确定合适的桥梁高度、优化桥梁断面形状、控制桥梁自重、加强桥梁抗震性能和考虑环保要求等。
大跨度桥梁1•大跨度桥梁现状及未来发展趋势1・1斜拉桥斜拉桥是现代大跨度桥梁的重要结构形式,特别是在跨越峡谷、海湾、大江、大河等不易修筑桥墩和由于地质的原因不利于修建地锚的地方,往往选择斜拉桥的桥型。
它的受力体系包括桥面体系,支承桥面体系的缆索体系,支承缆索体系的桥塔。
斜拉桥不仅能充分利用钢材的抗拉性能、混凝土材料的抗压性能,而且具有良好的抗风性能和动力特性。
它以其跨越能力大,结构新颖而成为现在桥梁工程中发展最快,最具有竞争力的桥型之一。
斜拉桥作为一种拉索体系,比梁式桥的跨越能力更大,是大跨度桥梁的最主要桥型。
斜拉桥是我国大跨径桥梁最流行的桥型之一。
目前为止建成或正在施工的斜拉桥共有30余座,仅次于德国、日本,而居世界第三位。
而大跨径混凝土斜拉桥的数量已居世界第0中国至今已建成各种类型的斜拉桥100多座,其中有52座跨径大于200米。
20世纪80年代末,我国在总结加拿大安那西斯桥的经验基础上,1991年建成了上海南浦大桥(主跨为423米的结合梁斜拉桥),开创了中国修建400米以上大跨度斜拉桥的先河。
我国已成为拥有斜拉桥最多的国家。
今后斜拉桥的体系多以漂浮式或半漂浮为主。
半漂浮式可用柔性墩或在塔上设水平拉索阻止桥面过分的漂浮,所有这些都是为了抵抗温度变形及地震。
斜拉桥的发展趋势主要表现在如下几个方面:1)桥面继续轻型化,跨径继续增大,中小跨径也具有竞争力2)塔架构的多样化3)多跨多塔斜拉桥1.2悬索桥悬索桥是特大跨径桥梁的主要形式之一,除苏通大桥、香港昂船洲大桥这两座斜拉桥以外,其它的跨径超过1000m以上的都是悬索桥。
如用自重轻、强度很大的碳纤维作主缆理论上其极限跨径可超过8000mo迄今为止世界上已出现三个悬索桥大国,即美国、英国与日本。
全球各类悬索桥的总数已超过100座。
美国在悬索桥的发展上花了将近100年的时间,技术上日趋成熟,为全球悬索桥的发展奠定了基础,并首先使悬索桥成为跨越千米以上的唯一桥型。
大跨度桥梁的施工方案1. 概述大跨度桥梁是指主跨长度较长的桥梁,对施工方案提出了更高的要求。
本文将介绍大跨度桥梁施工方案的准备工作、主要施工工艺和施工安全措施。
2. 准备工作在进行大跨度桥梁的施工前,需要做一系列的准备工作,包括选址、设计、图纸和材料准备等。
2.1 选址选址是大跨度桥梁施工的第一步。
选址应考虑到地质、地形、气候等因素,并充分满足通行要求。
2.2 设计设计人员应根据建设需求,设计出适合大跨度桥梁的结构方案。
设计需要满足桥梁的强度、稳定性和耐久性要求。
2.3 图纸制作根据设计方案,制作出施工图纸。
施工图纸应包括桥梁的平面布置、断面图、钢筋图、预应力布置图等详细信息。
2.4 材料准备根据设计和图纸要求,准备好所需的材料。
包括钢筋、混凝土、预应力材料等。
3. 主要施工工艺大跨度桥梁的施工主要包括桥台、桥墩、主梁等工程的施工工艺。
3.1 桥台施工桥台是大跨度桥梁的承载节点,其施工关系到整个桥梁的稳定性。
桥台施工的主要步骤包括基础开挖、浇筑混凝土、安装钢筋和模板等。
3.2 桥墩施工桥墩是连接桥台和主梁的支撑结构,其施工需要考虑到桥梁的线形和施工安全。
桥墩施工主要包括基础开挖、模板安装、钢筋绑扎、浇筑混凝土和拆模等。
3.3 主梁施工主梁连接桥墩,承担起桥梁的荷载传递功能。
主梁施工主要包括预制准备工作、吊装与安装、预应力张拉等。
主梁的施工过程需要保证施工质量和安全。
4. 施工安全措施大跨度桥梁的施工所需的安全措施要充分考虑施工过程中的各种风险,确保施工人员的安全。
4.1 施工现场管理完善施工现场管理制度,制定施工安全计划和施工组织设计。
施工现场应设施完善的安全警示标志,并配备专业的施工人员。
4.2 安全防护施工现场应设置围挡,确保施工区域的安全,防止人员和非施工人员进入施工区域。
同时,对危险区域应设置警示标志,告知人员注意安全。
4.3 安全教育与培训进行施工前的安全教育和培训,使施工人员了解施工过程中存在的安全隐患和应急措施,并提高安全意识。
桥梁施工中大跨径连续桥梁的施工技术桥梁是连接两岸的重要交通设施,而大跨度连续桥梁的施工技术更是桥梁工程中具有挑战性的一项技术。
大跨径连续桥梁一般指单跨度超过100米的桥梁,在施工中需要克服地形复杂、气候条件多变等诸多困难,因此其施工技术尤为重要。
本文将针对大跨径连续桥梁的施工技术进行详细介绍,以期对相关领域的工程技术人员提供帮助。
一、大跨度连续桥梁的特点1.1 跨度大大跨度连续桥梁的跨度一般在100米以上,有的甚至可达数百米,因此在施工中需要考虑巨大的施工荷载和结构变形等因素。
1.2 结构复杂由于大跨度连续桥梁的跨度大、跨数多,因此其结构相对复杂,施工难度较大。
1.3 施工环境恶劣大跨度连续桥梁常常横跨河流、深谷等地形复杂的地区,施工环境通常较为恶劣,对施工技术提出了更高的要求。
2.1 梁段制造大跨度连续桥梁通常采用预应力混凝土连续梁作为主体结构,因此在梁段制造上需要考虑制梁场地的选择、模板及预应力设备的布置、梁体浇筑等问题。
在现代桥梁施工中,预制工厂化生产梁段已经成为主流,可有效提高生产效率和质量。
2.2 施工工艺大跨度连续桥梁的施工工艺一般包括:梁模安装、预应力筋张拉、浇筑混凝土、调校及矫正、腊模拆除等工序。
在大跨度连续桥梁的施工中,需要严格控制各个工序的质量和时间,确保整个梁体施工的顺利进行。
2.3 施工设备大跨度连续桥梁施工中常见的设备包括:悬索吊车、施工架、模板支撑系统、预应力张拉设备、混凝土搅拌站等。
这些设备在大跨度连续桥梁的施工中发挥着重要作用,提高了施工效率和安全性。
2.4 安全措施由于大跨度连续桥梁的施工往往处于较高的空中,因此在施工中需要严格遵守安全操作规程,加强安全防护措施,确保施工人员的安全。
2.5 质量控制大跨度连续桥梁的质量和安全是施工中最重要的考虑因素之一,因此在施工过程中需要严格按照相关技术规范和标准进行质量控制,确保工程质量。
2.6 环境保护大跨度连续桥梁的施工常常位于风景秀丽的地区,环境保护工作尤为重要。
探析大跨度桥梁设计的设计要点与优化策略大跨度桥梁作为现代桥梁工程中的重要组成部分,具有跨度大、结构复杂、技术难度高等特点。
其设计要点和优化策略对于保障桥梁的安全和稳定具有重要意义。
本文将探析大跨度桥梁设计的要点和优化策略,旨在为大跨度桥梁的设计提供参考。
一、大跨度桥梁设计的要点1. 结构稳定性大跨度桥梁跨度大,结构复杂,因此结构稳定性是设计的重点之一。
在设计过程中,需要充分考虑桥梁结构受力特点,采取合理的结构形式和构造方式,确保桥梁能够承受各种外部荷载和环境影响而不失稳定性。
2. 材料选择大跨度桥梁通常采用混凝土、钢材等材料进行构造。
在设计过程中,需要根据桥梁的实际工作环境和受力情况,选用合适的材料并进行合理的组合,以确保桥梁具有足够的承载能力和使用寿命。
3. 抗风性能大跨度桥梁容易受到风力的影响,因此抗风性能是设计的重要考虑因素。
在设计过程中,需要通过风洞实验等手段分析桥梁在风载作用下的响应情况,采取相应的措施提高桥梁的抗风性能。
4. 地震防护大跨度桥梁设计还需要考虑地震的影响。
在设计过程中,需要根据桥梁的地理位置和地震烈度等因素,合理确定桥梁的抗震设防要求,并采取相应的结构措施和材料措施,提高桥梁的抗震性能。
5. 施工工艺大跨度桥梁的施工工艺具有一定的复杂性,需要充分考虑桥梁结构的实际情况和施工条件,合理确定施工方法和工序,确保施工的安全性和有效性。
二、大跨度桥梁设计的优化策略1. 结构优化大跨度桥梁的结构优化是设计的关键环节。
通过采用先进的结构优化方法,如有限元分析、参数化设计等,对桥梁结构进行优化设计,使其在保证强度和稳定性的前提下,达到结构轻量化和材料节约的效果。
2. 材料优化大跨度桥梁的材料优化是提高桥梁整体性能的重要手段。
通过选择新型材料、改进现有材料性能、优化材料组合等方式,提高材料的强度、耐久性和抗腐蚀性能,以达到延长桥梁使用寿命和减少维护成本的目的。
3. 抗风性能优化大跨度桥梁的抗风性能优化是确保桥梁安全稳定运行的重要保障。
大跨度梁桥梁体下挠及开裂的原因及应对措施。
大跨度梁桥梁体下挠和开裂的原因可以包括以下几点:
1. 荷载过重:桥梁的荷载超过了其设计荷载,导致梁体承受过大的压力而下挠和开裂。
2. 基础沉降:桥梁的基础地基不稳定,导致桥梁整体下沉,进而引发梁体下挠和开裂。
3. 温度变化:桥梁在受到温度变化时,会发生热胀冷缩的现象,导致梁体产生应力,从而出现下挠和开裂。
4. 潮湿环境:在湿度较大的环境中,梁体表面的腐蚀加剧,加速了梁体的老化和裂纹的形成。
应对措施可以包括以下几点:
1. 加固梁体:通过在梁体上增加加固材料,如钢筋、钢板等,提高桥梁的抗弯刚度和抗拉强度,从而减轻下挠和开裂的问题。
2. 检测维修:定期对梁体进行检测和维修,如使用无损检测技术对梁体进行检查,及时发现并修复梁体的裂缝和损伤。
3. 控制荷载:严格控制桥梁上的荷载,避免超过设计荷载,减轻桥梁的承载压力,降低下挠和开裂的风险。
4. 保护梁体:采取防护措施,如防水层、涂层等,保护梁体不受潮湿环境的腐蚀,延长梁体的使用寿命。
大跨度桥梁结构形式与特点分析大跨度桥梁是现代城市化进程中不可或缺的重要交通基础设施。
随着城市化进程的快速推进,大跨度桥梁的需求也日益增加。
因此,对大跨度桥梁结构形式与特点的分析成为了建筑工程行业中一项重要的课题。
本文将对大跨度桥梁的结构形式与特点进行全面深入的探讨,旨在为相关从业人员提供参考与借鉴。
首先,大跨度桥梁的结构形式多种多样。
具体而言,可以分为悬索桥、斜拉桥、钢箱梁桥和拱桥等几种常见形式。
每种形式都有其独特的结构特点和适用范围。
悬索桥是一种采用大直径钢缆来支撑桥面荷载的桥梁结构。
其主要特点是悬挂在主塔上的大跨距钢缆,以及由钢缆支撑的桥面梁。
悬索桥具有结构简单、稳定可靠的优点,适用于大跨度的桥梁建设。
著名的悬索桥如赛珍珠大桥和金门大桥等。
斜拉桥是一种采用斜拉索来支撑桥面的桥梁结构。
其主要特点是通过斜拉索将桥面梁的重力荷载传导到主塔上。
斜拉桥具有结构轻巧、自重小的优点,适用于大跨度、大高度的桥梁建设。
杭州湾大桥和临江大桥等都是典型的斜拉桥。
钢箱梁桥是一种采用钢结构制成的箱型梁来作为桥面的桥梁结构。
其主要特点是梁体采用钢材,具有良好的抗弯和抗剪能力。
钢箱梁桥广泛应用于中小跨度的桥梁建设。
例如,上海南浦大桥就是典型的钢箱梁桥。
拱桥是一种采用拱形结构来支撑桥面的桥梁结构。
其主要特点是通过拱形结构使桥面承受的荷载传递到桥墩上。
拱桥具有结构稳定、造型美观的优点。
西雅图伊万斯湖大桥和罗马石桥是著名的拱桥。
其次,大跨度桥梁的特点需要重点关注。
首先,大跨度桥梁相对于小跨度桥梁来说,荷载更大、施工难度更高,对设计和施工的要求也更高。
其次,大跨度桥梁的自重较大,需要采取合适的结构形式和材料选择来保证其稳定性。
此外,大跨度桥梁还要考虑风荷载、地震作用等外部力的影响。
针对以上特点,建筑工程行业从业人员在大跨度桥梁的设计和建设中需要注意几个方面。
首先,要合理选择桥梁形式,根据具体情况选择最适合的结构形式。
其次,要充分考虑荷载和外部力的影响,进行细致的设计计算。
大跨度桥梁1.大跨度桥梁现状及未来发展趋势1.1斜拉桥斜拉桥是现代大跨度桥梁的重要结构形式,特别是在跨越峡谷、海湾、大江、大河等不易修筑桥墩和由于地质的原因不利于修建地锚的地方,往往选择斜拉桥的桥型。
它的受力体系包括桥面体系,支承桥面体系的缆索体系,支承缆索体系的桥塔。
斜拉桥不仅能充分利用钢材的抗拉性能、混凝土材料的抗压性能,而且具有良好的抗风性能和动力特性。
它以其跨越能力大,结构新颖而成为现在桥梁工程中发展最快,最具有竞争力的桥型之一。
斜拉桥作为一种拉索体系,比梁式桥的跨越能力更大,是大跨度桥梁的最主要桥型。
斜拉桥是我国大跨径桥梁最流行的桥型之一。
目前为止建成或正在施工的斜拉桥共有30余座,仅次于德国、日本,而居世界第三位。
而大跨径混凝土斜拉桥的数量已居世界第一。
中国至今已建成各种类型的斜拉桥100多座,其中有52座跨径大于200米。
20世纪80年代末,我国在总结加拿大安那西斯桥的经验基础上,1991年建成了上海南浦大桥(主跨为423米的结合梁斜拉桥),开创了中国修建400米以上大跨度斜拉桥的先河。
我国已成为拥有斜拉桥最多的国家。
今后斜拉桥的体系多以漂浮式或半漂浮为主。
半漂浮式可用柔性墩或在塔上设水平拉索阻止桥面过分的漂浮,所有这些都是为了抵抗温度变形及地震。
斜拉桥的发展趋势主要表现在如下几个方面:1)桥面继续轻型化,跨径继续增大,中小跨径也具有竞争力2)塔架构的多样化3)多跨多塔斜拉桥1.2悬索桥悬索桥是特大跨径桥梁的主要形式之一,除苏通大桥、香港昂船洲大桥这两座斜拉桥以外,其它的跨径超过1000m以上的都是悬索桥。
如用自重轻、强度很大的碳纤维作主缆理论上其极限跨径可超过8000m。
迄今为止世界上已出现三个悬索桥大国,即美国、英国与日本。
全球各类悬索桥的总数已超过100座。
美国在悬索桥的发展上花了将近100年的时间,技术上日趋成熟,为全球悬索桥的发展奠定了基础,并首先使悬索桥成为跨越千米以上的唯一桥型。
美国的悬索桥由于出现较早,在风格上有与其时代相适应的特色,主要有一下各点:(1)主缆采用AS法架设。
(2)加劲梁采用非连续的钢桁梁,适应双层桥面,并在桥塔处设有伸缩缝。
(3)桥塔采用铆接或栓接钢结构。
(4)吊索采用竖直的4股骑跨式。
(5)索夹分为左右两半,在其上下采用水平高强螺栓紧固。
(6)鞍座采用大型铸钢件。
(7)桥面板采用RC构件。
英国的悬索桥由于出现较晚些,顾自成流派。
其主要特点如下:(1)采用流线型扁平钢箱梁作为加劲梁。
(2)早期采用铰接斜吊索。
(3)索夹分为上下两半,在其两侧采用垂直于主缆的高强螺栓紧固。
(4)桥塔采用焊接钢结构或钢筋混凝土结构。
(5)钢桥面板采用沥青混合料铺装。
日本的悬索桥出现较晚,故也有其相应技术随时代进步的特色。
其主要特点如下:(1)采用预制平行钢丝索股架设主缆,简称PWS法。
(2)加劲梁主要沿袭美国流派的钢桁架梁型式,但近年来对非双层桥面的梁体已转向采用流线型扁平钢箱梁。
(3)吊索沿袭美国流派的竖直4股骑跨式,不接受英国流派的斜吊索。
(4)桥塔采用钢架构,主要采用焊接方式。
(5)鞍座采用铸焊混合方式。
(6)采用钢桥面板沥青混合料铺装桥面。
(7)主缆索股与锚碇内钢构架采用预应力工艺锚固。
1.3钢管混凝土拱桥钢管混凝土拱桥属于钢——混凝土组合结构中的一种。
钢管混凝土拱桥是将钢管内填充混凝土,由于钢管的径向约束而限制受压混凝土的膨胀,使混凝土处于三向受压状态,从而显著提高混凝土的抗压强度。
拱桥作为压弯结构,随着跨径的增大,高强材料的应用受到稳定问题的制约;而钢筋混凝土和预应力混凝土拱桥由于自重较大,施工架设问题突出。
高强材料的应用和无支架施工的困难,制约了拱桥的发展。
梁式桥在采用预应力结构之后,由于预应力使得高强度的钢材和高标号混凝土得以应用,在施工方面有实现了节段施工,因而焕发了生机。
钢管混凝土拱桥真正的发展是在 20 世纪 90 年代的中国。
我国第一座钢管混凝土拱桥是 1990 年建成的四川旺苍东河大桥,跨径 110m,据不完全统计,十多年来在我国己建的和在建的钢管混凝土拱桥约有 200 多座,其中跨径超过 200m 的有 30 多座。
1995 年,广东三山西大桥是第一座跨径超过 200m 的钢管混凝土拱桥,也是第一座飞燕式拱桥。
飞燕式钢管混凝土拱桥通过张拉系杆来平衡主拱所产生的大部分水平推力,大大降低了平原或软基地区拱桥下部与基础的工程量与造价,且造型美观在我国得到了迅速发展,相继建成的有武汉市江汉五桥、江苏徐州京杭运河特大桥、南昌市生米特大桥等。
尤其是建成于 2000 年跨径组合 76+360+76 的丫髻沙大桥,把这一桥型,也可以说把钢管混凝土拱桥的跨径推上了一个新的台阶。
2.大跨度桥梁的结构、构造以及施工2.1斜拉桥2.1.1结构斜拉桥由梁、斜拉索和塔柱三部分组成。
斜拉桥结构受力特点:斜拉桥是由主梁、索塔,斜拉索及基础等组成的组合体系,在边跨内可根据需要设置辅助墩。
在竖向荷载作用下,主梁受压、弯作用,索塔以受压为主,而斜拉索承受拉力。
斜拉索相当于增大了偏心距的体外索,充分发挥抵抗负弯矩的能力,节约钢材。
斜拉索的水平分力相当于混凝土的预压力。
斜拉桥主梁受力模式上可以理解为弹性支撑连续梁,高跨比小,自重轻,提高跨径,可以实现较大的跨越能力。
斜拉桥是具有较高超静定次数的复杂结构。
2.1.2构造1.斜拉索斜拉索包括索体和两端的锚具两部分,索体是承受拉力,锚具是将拉力传递给主梁和索塔。
斜拉索是斜拉桥的主要构件之一,因此选用良好的材料以及精心制造是非常重要的。
对斜拉索有以下一些要求:(1)承载能力高(2)稳定的高弹性模量,增加结构刚度(3)紧密的横截面,易于使端部穿过预埋管道,便于防腐处理,并减小风阻力(4)高疲劳强度(5)容易防腐(6)容易操纵和安装,要求便于弯曲成盘(7)价格便宜斜拉索的种类包括:平行粗钢筋索、螺旋形钢丝绳、封闭式旋钮钢缆、平行钢丝股索与平行钢丝索,半平行钢丝索等。
2.主梁斜拉桥的主梁宜在全长范围内布置成连续体系。
斜拉桥的主梁形式包括:混凝土梁、钢箱梁、结合梁等。
混凝土斜拉桥主梁截面有实心板截面、边箱梁截面、箱形截面、带斜撑箱形截面和肋板式截面。
钢梁斜拉桥主梁截面有箱形截面、板式截面、分离式边箱截面和钢板梁截面。
组合梁一般只适用于双索面斜拉桥。
组合梁斜拉桥主梁截面宜采用工字形钢主梁其中加小纵梁截面形式,跨径较大时也可采用边钢箱梁截面形式。
3.索塔索塔用以锚固拉索,并将其索力可靠地传递给下部结构,其形状对斜拉桥的景观至关重要。
索塔施工精度要求很高,其轴线与轮廓尺寸对施工要求严格。
索塔内部钢筋密集,预应力束纵横。
索塔均绝大部分采用混凝土塔,也有部分采用刚塔柱。
斜拉桥的混凝土塔柱可分为实体柱与空心柱。
混凝土索塔应根据施工需要在索塔内配置型钢作为劲性骨架。
桥塔采用钢结构的塔柱以日本最多,大多数刚塔柱的界面作成矩形空心箱式,箱式四周的各主壁板上均布置有竖向加劲梁。
钢索塔国内设计较少,但已开始采用。
斜拉桥钢索塔纵桥向结构形式,一般可设计成单柱形,在需要将索塔的纵向刚度设计得较大时,也可将其设计成倒V形与倒Y形。
4.附属工程包括桥面铺装、支座、抽湿系统、防雷放空航道等。
桥面铺装可采用沥青混凝土或水泥混凝土铺装,并应设置防水层。
钢梁桥面铺装宜采用沥青混凝土铺设。
桥面铺装层应与钢梁顶面有效粘结。
斜拉桥应结合支座的设置方式合理选择其支座类型和限位装置。
边跨端支点支座或辅助墩承受正负反力的支座应进行特殊设计。
支座处应预留支座更换时放置千斤顶的空间,并对该部位加强配筋。
斜拉桥主梁、索塔为钢箱梁结构时,为防止闭口钢箱结构每部发生锈蚀,宜设置内部抽湿系统。
2.1.3施工斜拉桥由桥塔、主梁和斜拉索三大部分组成。
各部分的结构可采用的材料和形式多种多样。
因此其施工的方法也有很多种。
斜拉桥的施工可以采用传统的施工方法,如支架法,还能借助斜拉索的联合作用采用悬臂法和顶推法来简化和减轻施工机具,特殊条件下跨线施工可采用平转法。
大跨度全斜拉桥比较适用的事悬臂法,有时也辅以支架法。
1.主塔混凝土主塔施工要点:桩基与承台→塔座施工→下塔柱施工→下横梁施工→中塔柱施工→上横梁施工→上塔柱施工→塔顶建筑施工→主塔竣工混凝土下塔柱、中塔柱、上塔柱,一般可采用支架法、滑模法、爬模法施工。
钢主塔施工要点:钢主塔施工,应对垂直运输、吊装高度、起吊吨位等施工方法做充分的考虑。
刚主塔应考虑工厂分段焊接加工,事先进行多段立体试拼接合格后方可出厂。
主塔在现场安装,常常采用现场焊接接头、高强度螺栓连接、焊接和螺栓混合连接的方式。
经过工厂加工制造和立体试拼装的钢塔,在正式安装时应予以测量控制,并及时用填板或对螺栓孔进行扩孔来调整轴线和方位,防止加工误差、受力误差、安装误差、温度误差、测量误差的积累。
2.主梁斜拉桥主梁施工方法与梁式桥基本相同,大体上可分为支架法、顶推法、平转法和悬臂法。
支架法有在支架上现浇、在临时支墩间设托架现浇、在临时支墩上架设预制梁段等几种施工方法。
其最突出的优点是施工简单方便,能够确保结构的线型满足设计要求,但仅适用于桥下净空低、搭设支架不影响桥下的交通情况。
顶推法顶推法的特点是施工时需在跨间设置若干临时支墩,顶推过程中主梁要反复承受正、负弯矩。
该法较适用于桥下净空较低、修建临时支墩造价不大、支墩不影响桥下交通、抗压与抗拉能力相同能承受反复弯矩的钢斜拉桥主梁的施工。
对混凝土斜拉桥主梁而言,由于拉索水平分力能对主梁提供免费预应力,如在拉索张拉前顶推主梁,临时支墩间距又超过主梁负担自重弯矩能力时,为满足施工需要,要设置临时预应力束,在经济上不合算。
平转法将上部构造分别在两岸或一岸顺河流方向的矮支架上现浇,并在岸上完成所有的安装工序(落架、张拉、调索等),然后以墩、塔为圆心,整体旋转到桥位合拢。
平转法适用于桥址地形平坦,墩身较矮和结构体系适合整体转动的中小跨径斜拉桥。
近年来的许多跨铁路线斜拉桥,一般采用转体施工法。
悬臂法悬臂施工法分为悬臂拼装法和悬臂浇筑法。
悬臂拼装法是先在塔柱区现浇(对采用钢箱梁的斜拉桥为安装)一段起始梁段,主要是用于放置起吊设备,然后再用起吊设备从塔柱的两侧依次对称地拼装梁体节段。
悬臂浇筑法则是在塔柱两侧用挂篮逐段对称地浇注混凝土。
3.斜拉索由于伸臂架设法的开发和进步,斜拉桥可利用斜索来进行伸臂施工,索梁同时并进,甚至塔、索梁同时并进,还可利用斜索对主梁施加预应力来调整弯矩。
架设后的最终状态可与成桥后所要求的线性基本吻合。
斜拉索的架设包括设置锚固部件、架设斜拉索、斜拉索张拉和调整以及斜拉索防护等施工工序、斜拉索两端的锚固件应按设计要求精确定位。
一般将桥塔一侧的锚固部件分批起吊就位,如为混凝土塔柱时则现在地面用钢构架作临时固定后再整体或分批起吊就位。