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湘江三汊矶大桥自锚式悬索桥的设计与研究的开题报告
标题：湘江三汊矶大桥自锚式悬索桥的设计与研究开题报告
背景介绍：
湘江三汊矶大桥是一座跨越湘江的架空式公路和铁路双层桥梁，是湖南省的重点工程之一。
该桥长1255米，主桥跨径达500米，桥面宽33米，是一座具有世界先进水平的大型自锚式悬索桥。
研究内容：
本论文将围绕湘江三汊矶大桥自锚式悬索桥的技术特点和工程实践进行深入研究。
具体包括以下内容：
1.自锚式悬索桥的概念和构造特点的介绍。
2.桥梁工程的设计原理和规范。
3.对湘江三汊矶大桥自锚式悬索桥的结构进行分析和计算。
4.通过数值模拟和实验研究考察悬索桥的结构性能和安全性。
5.根据研究结果，提出优化设计建议和桥梁运行维护策略。
研究目标：
本论文旨在深入研究湘江三汊矶大桥自锚式悬索桥的设计、建设和运行过程，提高自锚式悬索桥的结构设计水平和工程建设效率，并为后续的类似工程提供参考和借鉴。
研究方法：
本论文将采用数值模拟和实验研究相结合的方法进行研究。
具体包括以下步骤：
1.建立数值模型并进行力学分析。
2.设计并进行实验验证。
3.对模拟和实验结果进行比较和分析。
4.根据结果提出结构优化措施和运行维护策略。
预期成果：
通过本研究，预计可以得出以下成果：
1.深入理解自锚式悬索桥的设计原理和技术特点。
2.通过实验研究和数值模拟分析，进一步探究悬索桥的结构性能和安全性。
3.提出优化建议，提高自锚式悬索桥的结构设计水平和施工效率。
4.为后续类似工程提供参考和借鉴。
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。
从图4可以看出,随边支座无索区长度的增加,主梁最大挠度经历了先减小后增加的过程,在L u /L =014附近出现了极小值;主梁塔根截面的偏心距平缓减小,但随L u 增大主梁塔根截面弯矩减小,轴力增加;斜拉索最大索力随无索区的增加而缓慢减小。
边支座无索区长度的调整主要影响主梁的活载挠度,而对斜拉索索力的影响最小。
当L u /L =013～014时主梁最大挠度较小,活载偏心距大小适中;斜拉索最大索力也较小。
综合分析,边支座无索区宜控制在L u /L =013～014。
综上所述,塔根无索区长度宜控制在(012～014)L ;边支座无索区长度宜控制在(013～014)L 。
这一结论与文献[2]中所言“通常布置在边跨中及1/3中跨附近”的结论基本一致。
在此还需说明,有时出于方便悬臂节段施工的考虑,L a 和L u 的实际取值可能较理想值偏小。
3 结论(1)塔根无索区长度的变化对结构的影响较边支座无索区明显,所以在设计中可将调整塔根无索区长度作为改善结构性能的一个措施。
(2)塔根无索区长度宜控制在(012～014)L ,一般可取013L ;边支座无索区长度宜控制在(013～014)L 。
(3)银湖桥的L a /L =0131,与本文的分析基本一致,L u /L =0124,略小于本文结论的范围。
参考文献:[1] 陈亨锦,王凯等.浅谈部分斜拉桥[J ].桥梁建设,2002,141(1).[2] 严国敏1再论部分斜拉桥,兼论多塔斜拉桥[C].第十三届全国桥梁学术会议论文集.上海:同济大学出版社,1998.[3] 蔺鹏臻.矮塔斜拉桥结构优化[D].兰州:兰州交通大学,2003(5).[4] Hassan I.A.Hegab.Parametric Investigation of Cable 2Stayed Bridge[J ].Journal of Structure Eng.ASCE 1988,114(8).[5] 陈德伟,范立础,张权.独塔斜拉桥的总体布置和参数研究[J ].土木工程学报,1996(6).收稿日期:20031215作者简介:钟启宾(1941—),男,教授级高级工程师,1963年毕业于新疆铁道学院。
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。
自锚式悬索桥施工技术发展探索董晓金发布时间：2023-07-02T05:40:37.790Z 来源：《建筑实践》2023年8期作者：董晓金[导读] 自锚式悬索桥因其优美的造型受到人们越来越多的关注，得到了广泛的应用，目前自锚式悬索桥正向大跨度、复杂体系、从内陆到海上更深层次发展。
本文对自锚式悬索桥的历史、国内外发展情况进行概述；通过国内外研究资料，从材料，矢跨比、拱度、混凝土收缩徐变及非线性影响，总结分析此种结构体系的力学性能，评述各方面的优劣；论述了已建自锚式悬索桥的不同施工技术与方法以及需待解决的问题。
重庆交通大学土木工程学院重庆 400074摘要：自锚式悬索桥因其优美的造型受到人们越来越多的关注，得到了广泛的应用，目前自锚式悬索桥正向大跨度、复杂体系、从内陆到海上更深层次发展。
本文对自锚式悬索桥的历史、国内外发展情况进行概述；通过国内外研究资料，从材料，矢跨比、拱度、混凝土收缩徐变及非线性影响，总结分析此种结构体系的力学性能，评述各方面的优劣；论述了已建自锚式悬索桥的不同施工技术与方法以及需待解决的问题。
关键词：自锚式悬索桥；施工技术；力学性能；评述自锚式悬索桥是悬索桥的一个特殊形式，它同一般的悬索桥相比，主要有以下两个特点：一是不需要庞大的锚锭，而是把主缆锚固到桥面或加劲梁的两端，这既节省了昂贵的锚碇费用，也给不具备修建锚锭条件的地方建设悬索桥提供了新的途径；由于自锚式悬索桥不需建造锚锭，使得自锚式悬索桥造型更简洁、更美观，更适合在城市修建，自锚式悬索桥已成为城市景观桥梁之一。
二是自锚式悬索桥的主梁要承受较大的轴力，从受力角度讲，主缆对主梁施加了强大的免费预应力，使主梁受力大为改善；从施工角度讲，主梁一般要在主缆架设之前完成，这种与一般悬索桥施工顺序相反的桥梁在应用上受到了限制，一方面受轴力影响，跨度不可能过大，适合于中等跨度的桥梁；另一方面受施工条件的影响，浅水河流施工更为成熟。
一、自锚式悬索桥的发展历程（一）国外历史回顾从建造历史来说，自锚式悬索桥并不是一种新桥型。
浅议自锚式悬索系统安装施工摘要：自锚式悬索桥保持了传统地锚式悬索桥桥型优美轻便的优点,又具有其主缆直接锚固在加劲梁梁端这个最大的特点,节省了庞大的锚碇结构,使加劲梁直接承受主缆传来的水平分力,是一个相对独立的结构受力体系。
这十分适用于城市以及跨地质条件较差的公路桥梁。
关键词：自锚式悬索；安装；施工中图分类号： te42文献标识码a 文章编号以江阴市芙蓉大道西延工程新沟河大桥悬索系统安装为例，对悬索系统安装方施工总结如下。
1.施工特点1.1机械化程度高：完善的牵引系统以及紧缆设备。
1.2可控性好：机械操作简单明了，配套设施完善。
1.3结构受力明确：理论计算结果与实际状况极为吻合，结构安全可靠。
1.4专业化程度高，节约劳动力，减轻现场作业强度。
1.5对桥面系施工影响较小，可同时施工，缩短了施工工期。
2.6对周边环境干扰少。
2.适用范围适用于城市以及跨地质条件较差的公路桥梁悬索系统安装。
3.工艺原理3.1采用猫道施工法，施工空间相对独立，与桥面系施工冲突较少。
3.2索鞍由顶推液压油缸向前顶推就位。
3.3索股由牵引系统牵引入鞍。
3.4主缆线形经调整后紧缆。
3.5吊杆安装、张拉后缠丝、防腐。
4.施工工艺流程及操作要点4.1预埋件安装索鞍下底板、散索鞍底板安装,用全站仪精确测定各预埋件的平面位置，用水准仪准确测定预埋件高程及顶面平整度，确保预埋件位置偏差符合规范及设计要求。
4.2主索鞍的安装工艺流程：下平板安装→上平板安装→主索鞍安装→顶推架安装主索鞍吊装采用100 t汽车吊进行起吊至塔顶后放在正确的位置上，并且仔细调整，直到准确无误为止。
座体中心距主塔中心偏边跨侧偏移量按设计计算确定，并用锁定板临时锁定，座体的移动是利用塔顶两侧特设的顶推架及千斤顶进行的。
4.3猫道架设猫道由猫道承重索，扶手索、猫道面层、抗风制振索、锚固体系，调整装置等组成。
承重索调整调整应根根据空缆标高现场调整，以保证猫道线型与主缆空载线型基本一致.猫道面层采用上拉铺设法，按结构要求将两层面网卷在平台上摊开适宜长度，将组成猫道面层的各种材料按设计位置绑扎到位。
２０１３年第３期 广东公路勘察设计 总第１５１期 中外自锚式悬索桥设计及建造技术论坛报道 ２０１３年６月２１日至２３日，中外自锚式悬索 桥设计及建造技术论坛在河南省郑州光华大酒 店会议中心举行，本次会议由《桥梁》杂志社和河 南省公路学会联合主办，河南省桃花峪黄河大桥 投资有限公司承办。邀请出席大会的有河南省 交通厅副巡视员马健、总工程师李强，河南省公 路学会理事长刘章士，美国工程院院士和中国工 程院外籍院士邓文中，同济大学教授肖汝诚，湖 南大学教授邵旭东等国内外著名院士、设计大师 和专家学者等，以及相关专业政、企、事业单位、 大专院校和科研院所的代表共计２７０余人。 自锚式悬索桥避免了传统外锚式悬索桥中 存在体量巨大锚碇的问题，是适合在软土地基条 件下采用的一种外形优美的悬索桥体系，近年来 受到业界青睐。此次技术论坛旨在通过业内专 家对国内外自锚式悬索桥的设计、施工、结构、材 料、设备等方面进行交流讨论，为自锚式悬索桥 的发展聚焦先进的思路和宝贵的经验。论坛主 办方邀请几位国内外知名专家、学者分别作了以 下专题报告： １．《海湾大桥的故事》，主讲人为美国国家工 程院院士、中国工程院外籍院士邓文中院士； ２．《波形钢腹板预应力混凝土桥及其在我国 的应用》，主讲人为王用中设计大师； ３．《桃花峪黄河大桥建设关键技术》，主讲人 为河南省桃花峪黄河大桥投资有限公司董事长 姬同庚； ４．《悬索桥的过去和未来》，主讲人为同济大 学肖汝诚教授 ５．《自锚式悬索桥设计施工中的若干问题》， 主讲人为大连理工大学张哲教授； ６．《自锚式悬索桥理论与实践》，主讲人为湖 南省交通规划勘察设计院党委书记、副院长胡建 华设计大师； ．４４． ７．《桃花峪黄河大桥总体设计》，主讲人为山 东省交通规划设计院王宏博高级工程师； ８．《悬索桥的超高性能轻型组合梁研究》，主 讲人为湖南大学邵旭东教授； ９．《大跨径自锚式悬索桥体系转换优化方案 与施工监控》，主讲人为长沙理工大学李传习教 授； １Ｏ．《自锚式悬索桥设计及施工监控实践》， 主讲人为上海市政工程设计研究总院有限公司 李文勃博士； 会后，主办方组织参会人员前往桃花峪黄河 大桥现场进行参观和技术交流。主跨４０６ｍ的桃 花峪黄河大桥是世界上最大的双塔三跨平面主 缆的自锚式悬索桥，大桥主桥分跨为１６０＋４０６＋ １６０ｍ，中跨主缆矢跨比为１／５．８；副桥径组合为 （５０＋１０×８０）ｍ预应力砼连续一刚构桥；跨大堤 采用（７５＋１３５＋７５）ｍ波形钢腹板ＰＣ组合箱梁， 堤内引桥采用５０ｍ预应力砼连续梁桥，堤外引桥 和南引桥采用３０ｍ预应力砼连续梁桥。 通过参加本次论坛，笔者有以下几点心得体 会： １．自锚式悬索桥适用跨径不宜太大，一般在 ５００ｍ以下。与相同跨径的斜拉桥相比，自锚式 悬索桥造价上没有明显优势，主要是景观上的优 势； ２．自锚式悬索桥的施工，常规都是采用先梁 后缆的施工方法，其在一定程度上限制了自锚式 悬索桥的发展。结合具体桥的特点和现场情况， 积极探索加劲梁与主缆系统技术合理组合的架 设方案和工艺。 ３．目前自锚式悬索桥桥型方案主要是单塔 和双塔为主，也有部分三塔，日后会逐渐向多塔 体系发展。 ４．波形钢腹板梁，相对于传统的ＰＣ梁来说 ２０１３年第３期 信息专栏 总第１５１期 自重轻，在减少上构重量的同时也减小了下构工 程量，造价低，抗震性能好。目前除了在大跨径 连续箱梁采用外，在常规的中小跨径箱梁、跨线 桥（免支架）等方面也得到了一定的应用，值得我 们借鉴。细节上需注意波形钢腹板与混凝土顶 底板的构造设计。 ５．勘察设计单位需及时了解国内外的行业 动态，积极创新，才能在激烈的竞争中立于不败 之地。 （万志勇、武建中 报道）
