独塔双跨自锚式悬索桥设计与分析
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自锚式悬索桥索塔顶横梁支架设计方案比选颜离园【摘要】Considering the fact that the lateral beams at the top of the cable tower of the Chaobai River Bridge of the Beijing- Chengde Liaison Railway are complex in structure, the number of the types of embedded parts for permanent structures and construction is large, the construction processes are complex and the construction duration is rather long, two different schemes are designed for the brackets: the scheme of steel pipe column supports and the scheme of truss-combined member supports. Upon the basis of comparing the different situations of the forces of the structure, the feasibility, security, economy, etc. of the two schemes in an all-round way, finally chosen is a right technical scheme, which greatly facilitates the construction of the lateral beams at the top of the cable towers.%京承联络线潮白河大桥的索塔顶横梁构造复杂,永久结构预埋件和施工预埋件种类、数量繁多,施工工艺复杂,占用工期较长。
自锚式悬索桥边跨及主跨锚碇构造设计摘要:某自锚式悬索桥为边跨地锚,主跨自锚的受力形式,而边跨、主跨锚碇是桥梁结构的关键构件。
针对锚碇的受力复杂、传力不明确特点和构造要求,采用简化计算和有限元软件计算相结合的进行分析方法,确保结构安全。
关键词:自锚式悬索桥;锚碇;结构设计1工程实例某自锚式悬索桥,采用了独特的锚固形式:主跨自锚,边跨地锚。
该桥采用独特的缆索体系:主塔位于道路中线上,边跨缆索过主塔直接锚固在地锚上,且无吊杆;主跨缆索过主塔分别向外自锚在另一端主梁两侧,吊杆自主梁外侧与缆索相连,形成空间缆索。
主跨157米,辅跨86.4米,主塔布置在横桥向中间,主跨主缆的上下节点位置的空间差异和吊杆的斜向拉力作用下,主跨主缆呈三维空间线形。
边跨主缆的上下节点位置在同一平面内,且无吊杆。
由于边缆角度较大,在边跨锚固端产生了较大的上拔力,为克服该力将边跨锚碇设计为重力式锚碇。
主跨将主缆直接锚固在主梁上,从而取消了庞大的地锚,设计成自锚式悬索桥。
主跨岸锚固位置为两岸的平台上,主缆直接锚固于加劲梁内,下设支墩支撑主梁,主缆和吊杆呈空间索面散开。
边跨地锚和主跨自锚是本工程的关键点之一。
2、边跨锚碇2.1边跨锚碇构造主桥边跨为克服主缆产生的上拔力,设计为钢筋混凝土重力式锚碇,锚碇顶部兼作混凝土桥面梁,锚碇通过钢—混凝土过渡段与钢箱梁相连。
将主缆拉力传传递给锚碇。
在锚碇中设置钢绞线,以接长张拉杆实现预应力钢绞线与主缆索股的过渡连接。
边跨锚碇及边跨锚碇体单元模型2.2边跨锚碇设计边跨锚碇为重力式锚碇,设计较为成熟,其受力也比主跨自锚明确,这种锚固方式很难精确计算出锚固区域的受力情况,只有根据锚体实际的受力模式,应用空间有限元对结构进行受力分析,并根据分析结果调整锚碇尺寸,使结构受力更加合理。
在本次设计中采用体单元对整个锚碇作简单的有限元分析,明确锚下应力的传递和扩散。
通过把体单元的应力转换为截面的内力,输出控制截面的内力数据,然后按规范进行承载力计算,并根据内力进行预应力及普通钢筋的配置。
独塔自锚式悬索桥结构设计与受力分析
伍建强;曾庆鸣;任清顺
【期刊名称】《南昌工程学院学报》
【年(卷),期】2010(029)001
【摘要】阐述了某独塔自锚式悬索桥的结构设计,并采用有限元程序MIDAS/CIVIL 进行受力分析,结果表明该大桥结构受力合理,有足移的抗风及抗震能力.
【总页数】4页(P29-32)
【作者】伍建强;曾庆鸣;任清顺
【作者单位】江西省交通科学研究院,江西南昌330038;江西省交通科学研究院,江西南昌330038;西南交通大学土木工程有限公司,四川成都610031
【正文语种】中文
【中图分类】U448.25
【相关文献】
1.独塔空间索面自锚式悬索桥结构设计 [J], 郭锦良
2.独塔自锚式悬素桥结构设计与受力分析 [J], 伍建强;程海根;任清顺;
3.独塔非对称自锚式空间悬索桥体系转换 [J], 黄子能; 李珊; 牙举鹏
4.海岸独塔自锚式悬索桥SHM系统设计研究 [J], 许科华;姚腾;李柔;缪长青
5.对独塔自锚式悬索桥施工控制技术的分析 [J], 谭海根
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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。
自锚式预应力混凝土悬索桥的设计构思摘要:本文选取工程实例,从矢跨比、主梁、主塔、主缆及吊杆等方面,介绍了一座双塔双索面自锚式预应力混凝土悬索桥的设计构思。
设计结果在满足安全性及使用功能的前提下经济美观,对此类桥梁的设计具有较大参考价值。
关键词:自锚式悬索桥;预应力混凝土;矢跨比;双索面1引言自锚式悬索桥不需要修建大体积锚碇,特别适用于地质条件较差地区;同时由于主梁采用混凝土材料,可以克服钢结构悬索桥用钢量大、建造和后期维护费用高等缺点,故能取得良好的经济和社会效益。
现代桥梁设计除了满足自身结构要求外,越来越注重景观设计,自锚式混凝土悬索桥具有其特有的结构曲线,外观优雅美观。
在一定跨度范围内,此种桥型的适用性、经济性、美观性达到了完美的统一。
本文结合工程实例,对一座三跨自锚式预应力混凝土悬索桥的设计进行了研究,并着重阐述了主梁、主塔、主缆及吊杆等主要受力构件的设计构思,对同类桥梁的设计选型具有较大的参考价值。
2工程概况本工程为城市内跨河桥梁,河道宽约120m,由于其位于城市繁华地段,故对桥梁的景观性要求较高。
桥位处地质条件较差,地下土多为淤泥及粘性土。
经过经济性、景观性比选后,最终选定采用三跨双塔双索面自锚式混凝土悬索桥方案。
桥梁全长130m,跨径布置为30+70+30m;桥梁全宽30m,横向布置为2.5m 人行道+2m吊杆区+21m车行道+2m吊杆区+2.5m人行道。
桥梁总体布置如图1所示。
图1 桥梁总体布置图3 设计构思3.1矢跨比主缆矢跨比直接影响悬索桥结构受力,是悬索桥设计中的一个重要指标。
悬索桥常采用的矢跨比为1/8~1/12,矢跨比越大,则索的拉力越小,主缆及锚固点部分工程造价会大大降低,但塔高会大大增加,相应地桥塔部分工程造价会增大,反之亦然。
对于中小跨径悬索桥,矢跨比对桥梁结构受力影响并不是很明显,故在设计中常采用较大的矢跨比以期达到较好的美学效果。
在对桥梁进行安全性、经济性及美观性等多方面比较后,最终确定桥梁采用的矢跨比为1/5。