自锚式悬索桥的空间分析及其试验研究
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自锚式悬索桥的综述【摘要】自锚式悬索桥是一种具有独特结构特点的桥梁形式,其重要性在于可以跨越大跨度的河流或峡谷,提高交通效率。
本文首先介绍了自锚式悬索桥的背景和发展历史,接着分析了其结构特点、优缺点、设计原则以及建造工艺。
还探讨了自锚式悬索桥在不同应用领域的具体运用情况。
结合现有研究成果,展望了自锚式悬索桥未来的发展方向和发展前景。
该文章对了解自锚式悬索桥的技术特点、利用价值和未来发展趋势具有一定的参考意义。
【关键词】自锚式悬索桥,结构特点,优点,缺点,设计原则,建造工艺,应用领域,发展历史,未来发展方向,影响和意义,发展前景。
1. 引言1.1 介绍自锚式悬索桥的背景自锚式悬索桥是一种悬索桥的变种,其特点是悬索索塔由桥面而非地面支持。
这种独特的结构设计使得自锚式悬索桥在工程施工和桥梁设计上具有独特的优势和特点。
自锚式悬索桥的背景可以追溯到20世纪70年代,当时人们开始意识到传统的悬索桥设计存在一些局限性,例如在地震和风力等极端环境条件下的表现不佳。
自锚式悬索桥的设计理念是将悬索索塔直接连接到桥面结构,使得整个桥梁系统更加稳定和灵活。
这种设计方案不仅可以降低施工难度和成本,还可以提高桥梁的整体性能和抗震性能。
自锚式悬索桥的背景正是在这样的背景下逐渐兴起,成为桥梁工程领域中备受关注的研究方向。
随着科学技术的不断发展和桥梁工程的不断完善,自锚式悬索桥在国内外得到了广泛的应用和推广。
它不仅可以解决传统悬索桥存在的问题,还可以为世界各地的桥梁工程提供全新的设计思路和解决方案。
介绍自锚式悬索桥的背景将有助于我们更好地理解这种桥梁结构在现代工程领域中的重要性和价值。
1.2 阐明自锚式悬索桥的重要性自锚式悬索桥的广泛应用,可以有效地促进城市的建设和经济的发展。
在城市交通建设中,自锚式悬索桥可以作为重要的交通枢纽,连接两岸,缓解交通压力,提高通行效率。
自锚式悬索桥的美观性和艺术性也可以增强城市的形象和吸引力,成为城市的标志性建筑物,吸引游客和投资。
宝鸡渭河自锚式悬索桥设计实践中国市政工程中南设计研究总院有限公司Central and Southern China Municipal Engineering Design & Research Institute Co., Ltd.戴昌林 2019.052019I BT Cp 项目概况p 总体布置p 施工方案p 计算分析p BIM 应用内 容2019I BT Cp 项目概况内 容第 3 页2019I BT C福谭大桥神农大桥胜利桥金渭大桥石鼓隧道蟠龙大桥卧龙寺大桥凤凰大桥虢镇大桥植物园大桥联盟路大桥阳平大桥宝烟立交桥目前,宝鸡市区过渭河通道间距大,导致南北两岸之间绕行距离长,关键节点拥堵严重,无法满足交通需求。
因此增加连接渭河南北的新通道十分必要。
项目为陕西宝鸡市跨渭河的一座特大桥增建新通道:室鸡植物园渭河大桥、宝鸡联盟路渭河大桥、宝鸡阳平渭河大桥。
项目概况2019I BT C桥位示意联盟路渭河大桥位于宝鸡市中心城区石鼓山风景区附近,是沟通渭河南北两岸的重要通道,桥位位于现状金渭大桥与石鼓隧道之间。
约2.1Km约2.1K m 项目概况2019I BT C联盟路渭河大桥南起渭滨大道与石鼓西路交叉口,北至陈仓园二路以北落地;桥梁全长1.225Km,跨越渭河河道,两侧设引桥。
橡胶坝子堤项目概况桥位示意2019I BT C气 象地形、地貌区域地质构造场地、地 震中纬度大陆季风区域暖温带半湿润、半干旱气候,季风盛行,四季分明。
年平均气温为12.8℃。
受构造断裂控制,宝鸡形成南北隆起、中间低平、西窄东宽的河谷断陷盆地景观。
东西向断裂大体以渭河为界,以北的断裂向南陡倾斜,以南断裂向北陡倾斜,构成了阶梯状下降的复式地堑盆地场地地基土类型属中硬土,场地类别为Ⅱ类;地震动反应谱特征周期为0.40s,地震动峰值加速度为0.20g,地震基本烈度8度场地自然条件项目概况2019I BT C技术标准(1)道路等级:城市主干路(2)设计车道:双向四车道+非机车道+人行道(3)设计速度:60km/h(4)荷载等级:机动车道:城-A级非机车道:城-B级人群荷载:3.5KN/m 2(5)防洪标准:1/100,洪水流量6970m 3/s;不通航(6)地震烈度:基本烈度8度,动峰值加速度0.20g,设防类别甲类(7)基本风速:重现期100年10m高10分钟平均最大风速26.3m/s项目概况2019I BT Cp 总体布置内 容第 9 页2019I BT C桥型选择神农大桥蟠龙大桥卧龙寺大桥植物园大桥(在建)阳平大桥(在建)清溪渭河大桥(待建)总体布置2019I BT C桥梁位于宝鸡市石鼓山风景区附近,对景观要求高,按照建设方“一桥一景”的要求,力争打造宝鸡市地标式建筑,经方案比选,采用自锚式悬索桥。
72YAN JIUJIAN SHE空间主缆独柱塔自锚式悬索桥设计新技术研究Kong jian zhu lan du zhu ta zi mao shi xuan suo qiao she ji xin ji shu yan jiu王发军桥梁工程已经成为了社会发展的标志性建筑。
在新时期下,大型桥梁工程越来越多,对施工技术性、景观要求也不断提高。
特别是对于空间主缆独柱塔自锚式悬索桥来说,由于其构造繁琐、受力条件复杂,在很大程度上提高了设计难度。
基于此,本文结合某大型桥梁工程设计案例,探究空间主缆独柱塔自锚式悬索桥的设计创新。
随着我国社会经济不断发展,桥梁工程作为社会经济发展、区域文化交流的重要通道,强化桥梁工程建设有着重要意义。
空间主缆独柱塔自锚式悬索桥作为一种桥梁的设计形式,具有工程量大、结构繁琐、受力条件复杂等特点,特别是对于大型空间主缆独柱塔自锚式悬索桥工程来说,设计难度非常大,不利于后续施工。
为了能够保障空间主缆独柱塔自锚式悬索桥的经济性、合理性、美观性,必须要在桥梁设计做好技术创新工作,灵活调整才能够保障桥梁工程的整体效益。
一、工程概况1.基本信息主桥梁部孔跨布置长度为455m (35+77+60+248+35m);主缆孔跨布置长度为385m(137+248m),主缆边跨和主跨比为0.55。
主桥加劲梁采用两幅设置方法,间距为8.2m,两幅加劲梁之间采用多个横梁连接,构成纵横梁体系。
主加劲梁应用钢箱梁,边跨、锚跨加劲梁应用预应力混凝土箱梁。
主塔在桥面以上高塔为80m,桥塔高跨比0.32,承台顶部到塔顶位置相距107m。
在两幅加劲梁横桥中间设置独柱型主塔。
在加劲梁下部设置箱形钢横梁,起到竖向支撑的作用。
将斜拉索设置在主塔钢桁梁端部,穿越加劲梁锚固定到主塔上。
横桥上的主缆分为两个部分,分别在边跨中竖向平面、锚固主缆横固衡量中部。
主跨为空间线形,在主缆锚固横梁两端固定。
竖直平面中设置吊索,固定到吊索横梁中间位置。
超大跨径自锚式悬索桥全桥模型试验测试方法研究摘要:依据桃花峪黄河大桥主桥1/30比例的全桥模型试验,针对超大跨径自锚式悬索桥主缆张拉方法设计、吊索张拉方法设计、力的测试系统设计和位移测试系统设计进行了研究,以便为今后国内外同类桥梁的设计和施工提供可借鉴的结论。
关键词:自锚式悬索桥;全桥模型试验;超大跨径;测试方法近年来,国内外修建了一些自锚式悬索桥并进行了相关的模型试验研究,获得了不少有益成果,但是多针对跨径不大的自锚式悬索桥,而对于大跨径的自锚式悬索桥的模型试验研究则比较少。
目前,正在建设的桃花峪黄河大桥结构新颖、体系复杂,其具有主桥跨径大(主跨406m,在同类型桥梁中世界第一)、桥面宽(箱梁宽度达39m)、设计荷载等级高(是国内公路桥梁最大标准荷载的1.3倍)等特点,且国内外对于此类桥梁无论在设计还是在施工方面均无十分成熟的经验可以借鉴,因此对这种超大跨径、宽桥面、高设计荷载的超大跨径自锚式悬索桥进行全桥模型试验测试方法研究是十分必要的。
1依托项目介绍桃花峪黄河大桥主桥为双塔三跨自锚式悬索桥,主缆孔跨布置为160m+406m+160m,中跨矢跨比1/5.8。
主梁采用整体钢箱梁断面形式,全长为737.43m(包括主缆锚固段)。
主桥横向设置2%横坡,桥面系宽33m(不含布索区)。
工程设计按双向六车道高速公路建设,设计速度100km/h,设计荷载等级为公路-Ⅰ级×1.3,其桥梁效果见图如1。
图1桃花峪黄河大桥效果图2全桥模型试验简介桃花峪黄河大桥全桥模型试验为了得到比较理想的试验数据,在综合考虑试验内容、模型材料、制作精度及试验场地基础上,选定全桥模型的几何缩尺比为1/30。
模型各部分(除桥塔外)均采用相应与原型相同弹性模量和泊松比的材料,原桥塔柱材质为钢筋混凝土,模型桥塔采用钢结构。
在模型试验时,为弥补材料容重不足所产生的影响,采用了恒载补偿的办法,在综合考虑了模型承载能力与试验条件等因素的情况下,选定力的缩尺比为1/1。
空间半漂浮体系自锚式悬索桥施工关键技术研究摘要:宝鸡市联盟路渭河大桥主桥为(50+95+200+95+50) m 的空间半漂浮体系双索面自锚式悬索桥。
主梁采用混合梁结构,钢梁部分采用边主梁断面,锚固跨混凝土梁部分采用 PC 箱梁。
桥塔采用欧式风格混凝土桥塔,主塔外表面及塔顶设置欧式建筑景观造型,造型新颖,形态优美。
该桥是宝鸡独有特色的桥型,建成后将是宝鸡市新地标。
关键词:悬索桥;边主梁;主缆;体系转换1、工程概况宝鸡联盟路渭河特大桥为空间双索面自锚式悬索桥,桥跨布置为(50+95+200+95+50)m,主桥全长490m,桥面总宽29m,其中200m为主跨,95m为边悬吊跨,50m为锚固跨,主跨和悬吊跨采用钢边主梁断面形式,锚固跨混凝土梁部分采用PC箱梁。
桥塔采用欧式风格混凝土桥塔,主塔外表面及塔顶设置欧式建筑景观造型,造型新颖,形态优美。
主桥采用半漂浮体系,竖向支座采用KZQZ双曲面球型摩擦摆减隔震支座,横向限位支座采用GPZ(KZ)抗震盆式橡胶支座,阻尼器采用液体粘滞阻尼器。
桥梁立面布置示意图见图1。
图1 桥梁立面布置示意图2、施工特点自锚式悬索桥是将主缆直接锚固于边跨加劲梁体上,主缆的水平拉力由加劲梁提供轴压力自相平衡,不需另外设置锚碇结构,由于结构设计原理不同,其施工步骤与地锚式悬索桥不然不同,自锚式悬索桥施工特点是加劲梁要先于主缆安装施工,即“先梁后缆”施工工艺。
自锚式悬索桥相对常规悬索桥而言,不仅具有造价低的特点,同时具有常规悬索桥的造型优美、线条流畅的特点。
在城市空间受到限制或者考虑经济性等因素时,自锚式悬索桥都极具竞争力。
3、加劲梁施工主梁采用混合梁结构,钢梁部分采用支架滑移法施工,混凝土两部分采用支架现浇法施工,钢梁部分采用边主梁断面,锚固垮混凝土两部分采用预应力混凝土箱梁,钢边主梁由两侧箱型边主梁、中间横梁、主梁外侧悬臂及整体桥面结构组成。
图2 加劲梁断面示意图主桥钢箱梁采用边主梁、挑臂及桥面板单元工厂制造,汽车运输至桥位现场,桥面块体在北侧95米跨进行总拼,并和边主梁连接成一个整体节段,使用80+80吨龙门吊吊装至北岸主塔北侧的滑移支架上,使用电动滑移小车滑移至安装位置,并进行环缝焊接的方案进行安装。
浅谈自锚式悬索桥的检测与养护【摘要】:2002年2月桂林市丽泽桥建成通车,作为当时国内第一座自锚式悬索桥,因其独特受力结构倍受关注,也给桥梁运菅后的检测与养护带来新课题,在此结合悬索桥养护规范与实际工作经验对此做以简介。
【关键词】:自锚式悬索桥; 悬吊系统; 防腐;检测一、前言自锚式悬索桥是一种新兴的可选桥型,因其极富时代气息的优美线形以及不受地质条件影响等优点而倍受青耐,但也正因为是新型桥,在检测养护方面,相应的规范与标准所涉及的内容不多,这就给桥梁管养工作带来了新课题,现就以近几年来对本市自锚式悬索桥进行的检测与养护工作为例,与大家交流一下经验与方法。
首先分析该桥型的受力原理与结构特点。
二、桥型的受力原理与结构特点分析受力原理:自锚式悬索桥上部结构包括主梁、主缆、吊杆、主塔四部分,传力路径为通过桥面重量、车辆荷载等竖向荷载通过吊杆传至主缆承受,主缆承受拉力,而主缆锚固在梁端,将水平力传递给主梁。
即恒载由主缆来承受,活载则由主梁承受。
结构特点:采用自锚式结构体系,可不受地质条件影响,免去巨大的锚锭从而降低造价;主缆锚固在加劲梁上,相比同等跨径的其他桥型,外观线形更优雅;但梁将承受很大的轴向力, 主缆拉力传递给桥梁本身,其水平分力在桥梁上部结构中产生压力,因此,约束两端的锚固块的安全对全桥安全起着决定性作用;梁的截面、锚固端与锚固区局部受力比较复杂。
根据以上特点也就圈划了我们桥梁养护工作的重点与难点集中在悬吊系统与锚固块。
下面就以丽泽桥为例加以分析。
三、悬吊系统的一般性检查和养护维修这类检查和养护维修工作通常都可由桥梁管养单位自行完成,具体有以下内容:1. 悬吊系统的检查与养护维修悬吊系统(由2根主缆和若干根吊索组成。
主缆防护包括缠丝、密封、油漆等。
悬吊系统还包括主索鞍、散索鞍、锚杆、锚梁以及吊杆锚板、索夹、吊索夹具等铸件)应检查特别容易引起腐蚀的部位,如:索夹锥体铸块内,大螺杆与加劲梁间的间隙内(不便涂漆且会沿缝渗水),十字撑与吊索连接部位等。
自锚式悬索桥的综述(一)摘要:介绍自锚式悬索桥的特点、历史及国内外发展情况。
重点分析了钢筋混凝土桥的设计和发展,并对其施工工艺做了简单介绍。
总结展望了自锚式悬索桥的发展空间及其需进一步研究的问题。
关键词:悬索桥;自锚式体系;施工;实例一、前言一般索桥的主要承重构件主缆都锚固在锚碇上,在少数情况下,为满足特殊的设计要求,也可将主缆直接锚固在加劲梁上,从而取消了庞大的锚碇,变成了自锚式悬索桥。
过去建造的自锚式悬索桥加劲梁大多采用钢结构,如1990年通车的日本此花大桥,韩国永宗悬索桥、美国旧金山——奥克兰海湾新桥、爱沙尼亚穆胡岛桥墩等。
2002年7月在大连建成了世界上第一座钢筋混凝土材料的自锚式悬索桥——金石滩金湾桥墩,为该类桥墩型的研究提供了宝贵的经验。
此后在吉林、河北、辽宁又有4座钢筋混凝土自锚式悬索桥正在设计和设计和建造中。
自锚式悬索桥有以下的优点:①不需要修建大体积的锚碇,所以特别适用于地质条件很差的地区。
②因受地形限制小,可结合地形灵活布置,既可做成双塔三跨的悬索桥,了可做成单塔双跨的悬索桥。
③对于钢筋混凝土材料的加劲梁,由于需要承受主缆传递的压力,刚度会提高,节省了大量预应力构造及装置,同时也克服了钢在较大轴向力下容易压屈的缺点。
④采用混凝土材料可克服以往自锚式悬索桥用钢量大、建造和后期维护费用高的缺点,能取得很好的经济效益和社会效益。
⑤保留了传统悬索桥的外形,在中小跨径桥梁中是很有竞争力的方案。
⑥由于采用钢筋混凝土材料造价较低,结构合理,桥梁外形美观,所以不公局限于在地基很差、锚碇修建军困难的地区采用。
自锚式悬索桥也不可避免地有其自身的缺点:①由于主缆直接锚固在加劲梁上,梁承受了很大的轴向力,为此需加大梁的截面,对于钢结构的加劲梁则造价明显增加,对于混凝土材料的加劲梁则增加了主梁自重,从而使主缆钢材用量增加,所以采用了这两种材料跨径都会受到限制。
②施工步骤受到了限制,必须在加劲梁、桥塔做好之后再吊装主缆、安装吊索,因此需要搭建大量临时支架以安装加劲梁。