重庆朝天门长江大桥钢桁拱桥设计简介

重庆朝天门长江大桥结构抗震和静力稳定性初步分析目录1 采用的规范及参考依据2 抗震设防标准的确定3 结构动力特性分析3.1 计算图式3.2 边界条件3.3 动力特性分析4 结构的地震响应5 结构的静力稳定性分析6结论重庆朝天门大桥工程位于重庆市区，初步设计钢桁拱桥的跨度布置为：190+552+190＝932米。

其主墩（N2、N3）均为矩形独柱墩，边墩（N1、N4）均采用矩形截面框架墩，靠近江北岸的N1墩高达78米（自承台以上），而靠近江南岸的N4墩只有36米（自承台以上）。

上下层桥面均为正交各向异性板，桁高为11.83米，上层桥面宽36.5米，下层桥面宽29米，上层桥面重16.8t/m，下层桥面重13.7t/m，主桁重27t/m。

大桥所在地区地震动峰值加速度为0.12g，为确保该桥在成桥运营状态的抗震安全和结构具有足够的静力稳定性，必须对该桥的抗震安全性和结构静力稳定性进行全面的分析。

1．采用的规范及参考依据1．1 中华人民共和国交通部部标准《公路桥涵设计通用规范》（JTJ021-89）1．2 中华人民共和国交通部部标准《公路工程抗震设计规范》（JTJ004-89）1．3 重庆市地震局《重庆市王家沱长江大桥工程场地地震安全性评价报告》（2003年12月）2．抗震设防标准的确定对于连续钢桁拱桥的抗震设防，首先是要确定一个安全经济合理的抗震设防标准，根据该桥桥址区的地震地质构造环境，近场区的地震活动性和近场区地震地质稳定性评价，结合本桥是特大型桥梁，为重要的生命线工程，按《中华人民共和国防震减灾法》第十七条规定，本工程必须进行地震安全性评价。

该项工作已由重庆市地震局完成 （见参考依据1.3）。

连续钢桁拱桥的地震响应一般采用反应谱法和时程分析法相互校核，但由于目前未得到本桥场地的地震加速度时程，因而时程分析法无法进行。

桥梁结构地震响应采用反应谱理论进行，反应谱拟采用安评报告P 115中的形式。

()()⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧≤<⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛≤<≤≤-+=sT T T T T T T T T T TT S m m gmm m m m a 0.800.122111βαβαβααγ对于本桥，上式中的各参数见安评报告P 117的表6-4（见下表）。

一、工程概况重庆朝天门长江大桥是重庆市城市总体规划修编中主城区规划的十六座跨江特大桥梁之一，地处重庆市主城区中央商务区，位于重庆市朝天门港下游1.7公里处，西接江北区五里店立交，东接南岸区弹子石立交，是重庆主城区向外辐射的东西向快速干道。

正桥是由主桥和南北引桥组成的公轨两用桥。

设计荷载为公路Ⅰ级、人群荷载4KN/m2、钢轮轨道车（P=140KN5个编组）。

主桥长932m，跨径组合190m+552m+190m的三跨连续中承式钢桁系杆拱桥，南北引桥长495m和314m均为双层预应力混凝土连续箱梁桥。

主桥宽36.5m，上桥面为6车道，下桥面为双向轻轨主梁、两侧各2车道。

大桥工程概算23.1亿元，工程决算造价20.7亿元，全桥钢梁重4.7万吨。

二、主桥的设计创新1.主跨552m为当今世界已建成的跨度最大的拱桥。

由于航道、防洪要求，在航道中不允许设支墩，要满足上述要求的主跨最小设计跨径为552m，超过卢浦大桥成为世界上跨度最大拱桥。

大桥技术先进，受力复杂，首次在国内采用高强、厚板、变截面钢桁构件，首次在拱脚处采用超大型整体节点，使结构受力均匀合理。

大桥建设有利地推动了我国大跨度钢桁拱桥的技术进步。

2.145000KN的球型抗震支座，是目前已建成世界同类桥型承载力最大的球型支座。

大桥摒弃了一般拱桥在拱脚处固结和铰接的结构体系，而采用三跨连续梁受力体系，在拱脚处设置145000kN抗震球型支座。

体系传力明确，结构受力合理，安装架设工艺相对成熟，施工期间受力对结构成桥受力无影响，易于保证结构成桥线形和受力状态。

3．采用预应力复合结构体系传统的钢桁梁系杆拱桥均是采用钢制杆件作为承受水平推力的系杆，近年来我国建成大部分系杆拱桥采用高强度钢丝作为系杆。

经研究主桥下系杆采用预应力复合式系杆构造，即采用钢结构焊接型钢作系杆，并利用体外预应力技术，对钢系杆施加预应力以减少钢系杆内力，达到降低钢系杆结构自重的目的，此方式的最大优点是可将体外预应力束全部锚固在主桁平面中的节点范围内，与桁梁各杆件间的内力传递在节点内完成的原理相吻合，保证锚固点受力明确，构造简捷。

重庆朝天门长江大桥
朝天门大桥全长约4.887公里，由主桥、南北引桥、江北对山立交、弹子石立交和黄桷湾立交以及引道等部分组成。

大桥主体工程全长1741米，其中主桥为932米（主跨为552米）的中承式钢桁架公轨两用双层拱桥，北引桥314米，南引桥495米，主桥上部结构设计为：190m+552m+190m的三跨连续中承式钢桁系杆拱桥，双层桥面，上层为双向六车道和两侧人行道，桥面总宽36.5m，下层中间为双线城市轨道交通，两侧各预留一个7m宽的汽车车行道，由于其主跨552米比世界著名拱桥——澳大利亚悉尼大桥的主跨还要长，是目前世界第一大跨径钢桁拱桥，被喻为“世界最大拱桥”。

白天，大桥除桥墩外通体红色；入夜，大桥华灯齐放，倒映于江面上。

她既是重庆最漂亮的大桥，也是重庆的新标志性建筑朝天门大桥2004年12月29日正式动工兴建。

2009年4月29日正式通车。

总投资32亿元。

一、工程概况重庆朝天门长江大桥是重庆市城市总体规划修编中主城区规划的十六座跨江特大桥梁之一，地处重庆市主城区中央商务区，位于重庆市朝天门港下游1.7公里处，西接江北区五里店立交，东接南岸区弹子石立交，是重庆主城区向外辐射的东西向快速干道。

正桥是由主桥和南北引桥组成的公轨两用桥。

设计荷载为公路Ⅰ级、人群荷载4KN/m2、钢轮轨道车（P=140KN 5个编组）。

主桥长932m，跨径组合190m+552m+190m的三跨连续中承式钢桁系杆拱桥，南北引桥长495m和314m均为双层预应力混凝土连续箱梁桥。

主桥宽36.5m，上桥面为6车道，下桥面为双向轻轨主梁、两侧各2车道。

大桥工程概算23.1亿元，工程决算造价20.7亿元，全桥钢梁重4.7万吨。

二、主桥的设计创新1. 主跨552m为当今世界已建成的跨度最大的拱桥。

由于航道、防洪要求，在航道中不允许设支墩，要满足上述要求的主跨最小设计跨径为552m，超过卢浦大桥成为世界上跨度最大拱桥。

大桥技术先进，受力复杂，首次在国内采用高强、厚板、变截面钢桁构件，首次在拱脚处采用超大型整体节点，使结构受力均匀合理。

大桥建设有利地推动了我国大跨度钢桁拱桥的技术进步。

2. 145000KN的球型抗震支座，是目前已建成世界同类桥型承载力最大的球型支座。

大桥摒弃了一般拱桥在拱脚处固结和铰接的结构体系，而采用三跨连续梁受力体系，在拱脚处设置145000kN抗震球型支座。

体系传力明确，结构受力合理，安装架设工艺相对成熟，施工期间受力对结构成桥受力无影响，易于保证结构成桥线形和受力状态。

3．采用预应力复合结构体系传统的钢桁梁系杆拱桥均是采用钢制杆件作为承受水平推力的系杆，近年来我国建成大部分系杆拱桥采用高强度钢丝作为系杆。

经研究主桥下系杆采用预应力复合式系杆构造，即采用钢结构焊接型钢作系杆，并利用体外预应力技术，对钢系杆施加预应力以减少钢系杆内力，达到降低钢系杆结构自重的目的，此方式的最大优点是可将体外预应力束全部锚固在主桁平面中的节点范围内，与桁梁各杆与桁梁各杆件间的内力传递在节点内完成的原理相吻合，保证锚固点受力明确，构造简捷。

【doc】世界第一拱桥——重庆朝天门长江大桥【doc】世界第一拱桥——重庆朝天门长江大桥世界第一拱桥——重庆朝天门长江大桥世界第一拱桥重庆朝天门长江大桥一,工程概述重庆朝天门长江大桥设计为三跨连续中承式钢桁系杆拱桥,是钢桁架结构在特大型拱桥中应用的又一代表作,其主跨设计跨径552m,是目前世界上最大跨度的拱桥.重庆朝天门长江大桥主桥上部结构设计为:190m+552m+190m的三跨连续中承式钢桁系杆拱桥,双层桥面,上层布置双向六车道和两侧人行道,桥面总宽36m,下层中间布置双线城市轨道交通,两侧各预留一个7m宽的汽车车行道.两片拱肋中心间距为29m,拱顶至中支点高度为142m,拱肋下弦线形采用二次抛物线,矢桁拱肋跨中桁高为14m,中支点处桁高73.13m(其中拱肋加劲弦高40.65m),边支点处桁高为11.83m,全桥布置有上下两层系杆,间距11.83m,上层采用"H"断面钢结构系杆,下层采用"王"形断面钢结构系杆+体外预应力索.根据本桥上部结构设计特点和施工要求,结合现场施工条件,在充分借鉴国内外钢桁连续拱桥施工经验的基础上,拟定重庆朝天门长江大桥主桥上部钢桁梁施工工艺,总体施工方案制订围绕安装起点和桁拱跨中无应力合龙展开.二,工程特点重庆朝天门长江大桥是目前世界上最大跨度的拱桥,其建筑造型美观,结构受力明确,交通功能强大,景观效果显着,施工期间主要有如下特点:1,主桥上部结构从总体上看可以认为是内部带有系杆拱的三跨连续钢桁梁,只有中跨系杆作用范围的488m呈现系杆拱的受力特征,上,下部结构受力明确,对基础不产生水平推力.2,全桥钢构件均按设计体系温度(20~C)下的无应力长度在工厂加工制造,施工现场采用悬臂法拼装,用高强螺栓连接,施工期间可以通过调整支点位移实现桁拱和刚性系杆跨中无应力合龙,不产生安装残余应力.3,全桥主结构用钢梁约47000t,对钢材材质,构件加工精度,安装线形控制要求较高,施工工艺复杂,安全风险较大.4,施工水域航道狭窄,航运繁忙,施工作业与航运之间的矛盾较为突出. 三,工程完成情况目前,我部已完成了主桥,引桥主体工程施工,全桥附属设施安装亦接近尾声.完成了我部针对大桥施工技术方面的"八大施工难点"和"九大科技攻关项目"(见附件).完成砼浇筑115600方,安装钢绗46969.256吨,绑扎钢筋46969.256吨.累计完成施工产值61918.2万元.重庆朝天门长江大桥于2008年1月18日实现了的"零"误差合拢,完成了主桥的体系转换,为后续工作的展开奠定了结实基础;2008年5月18El,朝天门长江大桥桥面系合拢,实现了真正意义上的合拢;自主拱合拢至今,主桥完成了刚性系杆,系杆索,桥面板及大部份的附属工程施工;主桥施工已接近尾声. 2008年引桥施工取得了全面的胜利.引桥在于9月22日完成了引桥与主桥的合拢段施工,今年北引桥完成了P1一P6上层箱梁及P2一P6下层箱梁施工;南引桥于9月3日完成了最后一榀箱梁的砼浇筑.引桥支架除水下部分以外全部拆除完毕.到目前为止南,北引桥的附属工程施工已基本完成.朝天门大桥在生产任务重,工作强度大,资金压力较大,模板,钢管桩等材料周转期紧张的种种压力下,严格控制质量,安全,进度关,项目部制定了全面,可行的施工计划,通过全体职工的共同努力,保质保量的完成了施工任务.四,获得的荣誉由于项El部在质量和安全工作上严格要求和规范运作,截至今天,项目部所有工序一次验收合格率达到95以上,尚未出现质量事故,已实现安全生产连续146o天无重大安全事故. 项目部继获得公司,局"先进单位","文明施工现场"和"优秀项目部"后,党组织荣获重庆市政委表彰的"先进基层党组织"称号;项目部还获得市总工会"优秀职工小家"称号;团市委授予"优秀青年突击队","先进基层团组织,,和"青年文明号"等荣誉.项目常务副经理李鹰获得二航局"优秀党员"并申报"全国优秀项目经理"称号,总工程师汪存书获得重庆市政委"优秀党员"称号.2007年,项目部获得中交优秀QC成果,二航局科技进步二等奖.同年,项目部荣获重庆市首批以个人名字命名的"朝天门李鹰青年突击队"和"全国青年文明号","全国五一劳动奖状"等荣誉称号. 附件:八大施工难点1,严重破碎漏水岩层基础干施工;2,超高(93m)支架超宽(31,4O.5m)双层50m连续箱梁逐跨一次性现性现浇施工; 3,2100T.m拱上爬行架梁吊机设计制造及应用;4,离水面210m高,底部绞节扣塔及多点锚固钢绞线扣索系统安装施工; 5,552m 跨钢桁拱悬臂拼装施工;一,^l6,大悬臂拼装钢桁拱线形控制;7,高温度高湿度地区高强螺栓施工控制;8,钢桁拱及刚性系杆几何合龙控制.九大科技攻关项目1,552m跨钢桁拱桥悬拼技术研究;2,钢桁拱大悬臂安装防倾覆技术研究;3,14500T球形支座安装精度控制技术研究;4,钢桁拱及刚性系杆无应力合龙施工技术研究;5,先拱后梁施工体系转换控制措施研究;6,大跨径桁架拱桥架设方法与安全保证措施研究;7,大跨径架拱桥施工控制技术研究;8,大跨径桁架拱桥节点抗疲劳试验研究;9,大桥安全监测的信息化技术研究.世界第一的主跨:大桥主跨552米,目前,在同类型桥梁中居世界第一,接过上海卢浦大桥的接力棒成为名副其实的"世界第一拱".着名的悉尼港拱桥主跨503米.BT模式:朝天门长江大桥是中国交通建设股份有限公司首次采用BT方式建设的第一个工程项目,是中交集团桥梁交通建设中一种新型的融资建设模式,开创了中国桥梁工程领域市场营销的先河."城市之门":朝天门长江大桥位于重庆市朝天门下游约1.7公里处,是连接重庆市南岸区和江北中央商务区,沟通长江东西两岸的重要通道.大桥规模宏大,造型别致,如长虹卧波,极富美感.主拱涂装颜色采用"中国红",鲜艳而厚重,代表了重庆人豪爽热情.大桥的设计还充分考虑与周围环境的匹配,是人文景观与环境景观的完美结合.国内着名桥梁设计大师杨进评价:"交通功能前所未有."朝天门长江大桥为中承式钢桁架公轨两用双层拱桥,主桥上部结构设计为三跨连续中承式钢桁系杆拱桥,双层桥面,上层为双向六车道和两侧人行道,下层中间为双线城市轨道交通,两侧还各预留一个7米宽的汽车车行道,其功能之广,结构之复杂,在国际上拔得头筹.世界最大的钢结构工程:北京奥运会主体育场"鸟巢"外部钢结构的钢材用量为4.2万吨,而朝天门长江大桥整个钢结构构件总重量则高达4.95万吨.朝天门大桥所有钢结构杆件长度,断面尺寸,构造形式均不一样,杆件长度最长44米,最大重量8O吨.100多万套高强螺栓:重庆朝天门大桥的钢构件全部使用高强螺栓连接,为了保证所有高强螺栓能达到质量技术要求,建设者采用"管理施工五同步工法"规范管理职责,从螺栓验收进库开始,每颗高强螺栓施拧时问,采用编号电动扳手,操作责任人都有详尽的纪录,确保螺栓之间的拼装误差不超过1毫米,几乎百分之百精确就位."翘翘板"中的大智慧:大桥拱脚采用的14500吨球形支座,为国内最大.建设者创造性地采用了"固定北主墩支座,南主墩支座在中跨合龙后保持纵向活动"的施工方案,巧妙通过"翘翘板"原理,实现了调整偏差的目的.零误差合龙:2008年1月25日,重庆朝天门长江大桥"零误差"合龙.为了保证合龙时达到理想的精度,从整体模型试验到施工监控,每一个环节建设者都全心投入.施工单位采用了全自动激光照准仪,这套设备的误差是全球定位系统的十分之一,确保了大桥主拱合龙"天衣无缝". 大地震考验"百年品质":5月12日四川汶JiI发生特大地震,重庆朝天门大桥所在地有明显的震感.此时的朝天门大桥正处于施工的最关键时期,同时也是大桥荷载最大,最不稳定的时候.当天下午,经过建设者对大桥结构和位移的检测,虽然出现少许位移,但大桥结构十分安全,经受住了大地震的考验.由于钢桥和其安全结构设计的特殊性,出现的位移在第二天便自我恢复,施工正常开展,朝天门长江大桥在自然灾害面前,显示出其"百年品质".5月18日,朝天门长江大桥主桥刚性系杆胜利合龙.6月20日,大桥主桥桥面系合龙.朝天门大桥项目部圆满完成"八大施工难题,九大科研项目"的科技攻关:以"世界第一"的技术难度为中国建桥人赢得了更多的声誉和经验.一座桥的建设,却体现了中国桥梁建设的综合实力,在国内罕见:在普通人看来,朝天门拥有拱桥的"模样",但如果从专业的力学上看,它是一座三跨连续梁桥,甚至在大桥建设过程中,需要简支梁,悬臂梁,连续梁,斜拉体系,悬索体系,有推力拱,无推力拱……几乎涵盖了所有桥梁的施工方式,其中复杂和频繁的体系转换充满了风险和挑战.。

重庆朝天门大桥建成的重庆朝天门大桥一、结构简介重庆朝天门长江大桥主桥为190+552+190m三跨连续钢桁系杆拱桥，钢梁全长934.1m，主桥全宽36.5m，桁宽29m。

上层桥面为双向六车道和两侧人行道，下层为双线城市轨道交通和双向两车道。

两侧边跨为变桁高平弦桁梁。

中跨为刚性拱柔性梁的钢桁系杆拱桥，拱肋上、下弦线形采用二次抛物线，上弦与边跨上弦之间采用R＝700m的圆弧进行过渡。

主桁采用变高度的“N”形桁式，跨中桁高为14m，中间支点处桁高为73.95m，边支点处桁高为11.83m。

全桥采用变节间布置，分为12m、14m、16m三种节间形式。

中跨布置有上下两层系杆，其高度间距11.83m，上层系杆采用“H”形截面，下层系杆构造采用“王”形截面+体外预应力索，钢结构系杆端部与拱肋下弦节点相连接，下层体外预应力索锚固于节点端部。

主桥结构见下图。

重庆朝天门大桥结构总体布置图主桁弦杆为焊接箱形截面，截面宽度为1200mm、1600mm两种，截面高1240～1840mm，板厚20～50mm。

腹杆采用箱形、“H”形及“王”形截面，截面宽度为1200mm、1600mm和1200～1600mm（变宽度）等三种，箱形截面高1240～1440mm，板厚20～50mm；“H”形及“王”形截面高700～1100mm，板厚16～50mm。

上层系杆采用焊接“H”形截面，截面高1500mm，宽1600mm，板厚50mm；下层系杆采用焊接“王”形截面，截面高1700mm，宽1600mm，板厚50mm。

杆件采用的最大板厚80mm，最大长度44m，最大安装吊重80t。

主桁以拼装式节点为主，中间支承节点等少数特殊节点采用整体节点。

桥面系上层桥面采用正交异性钢桥面板，板厚16mm，采用U形闭口肋。

纵向设置横隔板，横向布置6道纵梁；下层桥面两侧采用正交异性钢桥面板，板厚16mm，采用U形闭口肋。

纵向设置横隔板，横向每侧布置2道纵梁；下层桥面中央采用纵、横梁体系，设置两组轻轨纵梁。

世界第一拱桥美不胜收的重庆朝天门大桥重庆朝天门桥，位于长江与嘉陵江交汇处，全长4.88公里，主桥为190米+552米+190米。

大桥为双层公轨两用桥，上层为双向6车道，下层是双向轻轨轨道。

大桥的结构体系，为三跨连续中承式钢桁系杆拱桥，而且现今已经成为世界第一拱桥——先前的主跨记录都没有超过500米。

主桥采用大吨位球形铸钢铰支座的支承体系，中间支座最大承载力达145000吨，是目前国内所采用的承载力最大的支座。

全桥永久用钢4.6万吨，辅助用钢近4万吨，于2004年底开工，去年年底建成，并且于前天(14日)顺利完成由中铁大桥局集团武汉桥科院主持的通车鉴定，即将于下个月正式通车。

重庆朝天门大桥的技术特点：朝天门大桥八大施工难点严重破碎漏水岩层基础干施工超高支架超宽[31～40.5m]双层50m连续箱梁逐跨一次性现浇施工2100T.m拱上爬行架梁吊机设计制造及应用离水面210m高，底部绞节扣塔及多点锚固钢绞线扣索系统安装施工552m跨钢桁拱悬臂拼装施工大悬臂拼装钢桁拱线形控制钢桁拱及刚性系杆几何合龙控制高温度高湿度地区高强螺栓施工控制。

九大科技攻关项目552m跨钢桁拱桥悬拼技术研究钢桁拱大悬臂安装防倾覆技术研究14500T球形支座安装精度控制技术研究钢桁拱及刚性系杆无应力合龙施工技术研究先拱后梁施工体系转换控制措施研究大跨径桁架拱桥架设方法与安全保证措施研究大跨径架拱桥施工控制技术研究大跨径桁架拱桥节点抗疲劳试验研究大桥安全监测的信息化技术研究。

引文来源重庆朝天门大桥即将通车-清溪长河重庆朝天门长江大桥——世界最大拱桥：位于重庆市中央商务区、长江和嘉陵江交汇口下游、距朝天门约1.7公里。

该桥全长4.881公里，包括正桥、江北桥头互通立交、弹子石三层互通“8”字型立交和黄桷湾三层互通式立交等组成，正桥分为上下层，上层桥面为双向六车道，桥面宽31米，下层桥面设两车汽车道和双向轻轨交通。

主桥跨度为552米，为世界之最，是重庆的门户桥、景观桥。

世界第一拱桥——重庆朝天门长江大桥
佚名
【期刊名称】《土工基础》
【年(卷),期】2012(26)1
【摘要】一、工程概述重庆朝天门长江大桥设计为三跨连续中承式钢桁系杆拱桥，是钢桁架结构在特大型拱桥中应用的又一代表作，其主跨设计跨径552m，是目前世界上最大跨度的拱桥。

重庆朝天门长江大桥主桥上部结构设计为：190m＋
552m＋190m的三跨连续中承式钢桁系杆拱桥，双层桥面，上层布置双向六车道和两侧人行道，
【总页数】2页(PI0001-I0002)
【关键词】系杆拱桥;长江大桥;朝天门;重庆;世界;钢桁架结构;结构设计;三跨连续【正文语种】中文
【中图分类】U448.225
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