大跨度四线铁路高低塔混合梁斜拉桥桥塔设计
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大跨高低塔斜拉桥桥塔抗风性能试验研究作者:郭峰康福军任勇勇来源:《西部交通科技》2023年第10期作者简介:郭峰(1979—),工程师,主要从事路桥设计与施工管理工作。
为研讨大跨径斜拉桥桥塔的抗风性能,文章以某大跨度斜拉桥为研究背景,对高桥塔进行有限元动力特性分析,并制作了缩尺比为1∶100的桥塔气动弹性模型,在模拟的均匀流、紊流场中进行风洞试验。
研究表明:桥塔在0°~60°风向角下未出现涡振,在75°和90°风向角下出现小幅顺桥向涡振和扭转涡振;桥塔在各风向角下未出现明显的抖振和驰振响应。
该研究可为桥塔裸塔状态的抗风性能研究提供参考。
斜拉桥;桥塔;风洞试验;气动弹性模型;抗风性能U443.38A4515050 引言在自然灾害中,风灾不仅发生最为频繁,而且会给结构造成巨大的破坏。
塔科马大桥因颤振而破坏后让桥梁工程师开始意识到风致振动的危害性[1]。
桥梁结构的阻尼和刚度随着桥梁结构跨径的增大及桥塔高度的增大而不断减小。
在风荷载的作用下,大跨径桥梁极易发生风致振动,出现抖振、驰振和涡激共振等现象。
桥塔是缆索结构的主要承重体系,是斜拉桥结构体系的重要组成部分,对于大跨径斜拉桥而言,桥塔的风致振动可能决定其设计和施工,尤其是当桥梁处于裸塔状态时,桥塔本身作为一种细高柔结构,对风的作用更为敏感,桥塔的抗风性能将成为设计方案比选的重要因素之一。
因此,桥塔的抗风性能开始成为人们关注的重点,相关学者针对桥塔进行了一系列的研究。
贺媛等[2]对裸塔状态下五种形式的桥塔抗风性能进行了比较分析;谢瑜轩等[3]对四川遂宁涪江六桥初步设计方案的对称A型桥塔开展了抗风性能研究;周奇等[4]针对象山港大桥在斜风下倒Y形和钻石型桥塔自立状态抖振性能进行了对比研究;杨树成[5]对大跨度桥梁的桥塔的静力三分力系数开展了研究;陶齐宇等[6]对宜宾长江大桥的H形桥塔进行了气动力系数风洞试验研究。
然而,针对大跨径斜拉桥的桥塔的抗风性能研究还是很少。
分析大跨度铁路桥梁桥型方案构思与设计发表时间:2018-12-27T16:12:20.763Z 来源:《防护工程》2018年第29期作者:高军林晓[导读] 对于公路、铁路两用的大桥,其公路的桥面宽度是相对比较大的,而且也有极大的桥梁横向刚度,且桥面的恒载重能够降低列车的振动1.清华大学土木工程系北京海淀 100083;2.武广高铁公司湖北武汉 430212;3.中国石油大学(北京)北京昌平 100061摘要:对于公路、铁路两用的大桥,其公路的桥面宽度是相对比较大的,而且也有极大的桥梁横向刚度,且桥面的恒载重能够降低列车的振动,所以可以看出其与单纯的铁路桥梁进行对比,是可以满足列车运行需求的。
文章就针对大跨度的铁路桥梁的桥型方案构思以及设计开展分析,明确大跨度铁路桥梁特点以及设计原则的同时,制定完善的大跨度铁路桥梁桥型方案内容,为桥梁建设工程的开展提供有利保障。
关键词:大跨度;铁路桥梁;桥型方案构思;设计;想要更好的提升大跨度铁路桥梁桥型方案设计的科学性,就一定要对大跨度的铁路桥梁桥型设计的构思以及设计技巧等开展全面的分析,以此来进一步的提升整体设计水平,这样才能有效提升桥梁的建设质量和整体水平。
一、桥梁设计的原则分析(一)注重安全可靠的原则在开展桥梁结构设计工作中,应正确的考虑和分析桥梁强度、稳定性以及耐久性等,确保这几点具有安全性质。
在桥梁设计中,在设计防撞栏杆时,应考虑人和车流间安全性,而且防撞栏杆应发挥其高度以及强度的优势,从而杜绝车辆因撞坏人行道或是栏杆,从而导致安全事故的出现。
(二)重视其适用的耐久性在开展桥梁设计中,也要分析桥面的宽度,使其能够满足当前以及以后规划期限内交通的流量,其中还包括行人通道的交通流量等。
以此来保障桥梁结构开展常规荷载试验时,杜绝发生变形以及较宽裂缝等,保障其能够在设计标准内的桥梁荷载承受能力,这样可以将其放心的投入到使用中。
对于桥跨的结构应保障不会对其下方泄洪、通航以及车辆和行人的通行等带来影响。
混凝土斜拉桥设计及施工技术规范一、前言混凝土斜拉桥是一种采用斜拉索支撑主桥梁的桥梁形式,具有结构简单、美观大方、抗风性能好等优点,在现代桥梁工程中得到了广泛应用。
本文将介绍混凝土斜拉桥的设计及施工技术规范,以供相关工程师和技术人员参考。
二、设计要点1. 桥梁结构混凝土斜拉桥的主要结构有主桥梁、斜拉索、塔柱和桥墩等。
其中,主桥梁通常采用钢筋混凝土梁或预应力混凝土梁,斜拉索采用高强度钢丝绳或钢板带,塔柱和桥墩则采用钢筋混凝土或钢结构。
2. 桥面铺装桥面铺装通常采用沥青混凝土或水泥混凝土,也可以采用钢板、复合材料等材料。
在设计时应考虑桥面的防滑性、耐久性和施工难度等因素。
3. 斜拉索设计斜拉索的设计应考虑桥梁跨度、荷载、风荷载等因素,确定索的直径、材质和数量等参数。
斜拉索应具有足够的强度、刚度和稳定性,同时要考虑斜拉索的自重和预应力等因素。
4. 塔柱设计塔柱是承载斜拉索和主桥梁重量的重要组成部分,其设计应考虑荷载、风荷载、地震荷载等因素,确定塔柱的高度、截面尺寸和材质等参数。
塔柱应具有足够的强度和刚度,同时要考虑斜拉索的张力和主桥梁的重量等因素。
5. 桥墩设计桥墩是承载桥梁荷载的重要组成部分,其设计应考虑荷载、风荷载、地震荷载等因素,确定桥墩的数量、位置、截面尺寸和材质等参数。
桥墩应具有足够的强度和稳定性,同时要考虑桥梁的跨度和荷载分布等因素。
三、施工技术规范1. 斜拉索安装斜拉索的安装应按照设计要求进行,确保索的张力和位置符合设计要求。
在安装过程中应注意斜拉索的保护,避免索的表面受损或受腐蚀。
2. 塔柱和桥墩施工塔柱和桥墩的施工应按照设计要求进行,保证结构的强度和稳定性。
在施工过程中应注意塔柱和桥墩的定位和垂直度,避免出现偏差。
3. 主桥梁施工主桥梁的施工应按照设计要求进行,保证结构的强度和刚度。
在施工过程中应注意主桥梁的定位和垂直度,避免出现偏差。
同时要注意混凝土的浇筑和养护,确保混凝土的质量和强度符合要求。
Engineering Design | 工程设计 |·195·2020年第24期作者简介:潘成赟,男,硕士,工程师,研究方向为桥梁设计。
独弯塔混合梁斜拉桥总体设计潘成赟(华设设计集团股份有限公司,江苏 南京 210014)摘 要:官溪河大桥项目位于南京市高淳区西南部,受芜申航道拓宽升级改造工程影响,现状老桥不能满足Ⅲ级航道通航要求,拟在北岭路西延处新建桥梁跨越官溪河,项目建成后将成为官溪河南岸居民进入高淳中心城区的重要通道。
官溪河大桥主桥采用独弯塔混合梁斜拉桥,跨径布置为(125+34.2+30.8)m,墩塔梁固结体系,主梁采用钢—混凝土混合梁,主塔采用带斜塔柱的H 形弯塔,造型优美。
文章重点介绍了官溪河大桥的结构体系、构造设计及结构计算情况。
关键词:弯塔斜拉桥;混合梁;结构设计中图分类号:U448.27 文献标志码:A 文章编号:2096-2789(2020)24-0195-031 工程概况新建官溪河大桥主桥采用(125+34.2+30.8)m 独弯塔混合梁斜拉桥,桥梁结构新颖、造型恢弘,与周围景观高度融合。
两侧引桥采用标准跨径为35m 的现浇预应力混凝土连续箱梁,桥梁总长995m 。
2 主要技术标准(1)道路等级:城市主干路;(2)设计速度:40km/h ;(3)主桥宽度:2×[3m (人行道)+3.5m (非机动车道)+2.6m (拉索区)+16m (机动车道)÷ 2]=34.2m ;(4)设计荷载:汽车荷载为城-A 级,人群荷载为2.4kN/m 2;(5)通航要求:规划Ⅲ级航道,通航净空满足70m ×7m ,设计最高通航水位11.26m ;(6)设计风速:V 10=27.1m/s ;(7)抗震设防标准:地震动峰值加速度值0.05g (设防烈度7度),主桥按甲类要求抗震设防。
3 主桥结构设计3.1 总体布置主桥采用(125+34.2+30.8)m 独弯塔混合梁斜拉桥,主塔处采用塔梁墩固结体系,其余墩顶设竖向支座。
公路钢混组合梁斜拉桥设计标准一、桥型设计公路钢混组合梁斜拉桥是一种结合了钢结构和混凝土结构的桥梁类型,其桥型设计应符合以下要求:1.结构形式应符合公路桥梁设计规范,同时考虑桥梁所在路线的总体布局和地形条件。
2.桥梁的跨径和孔跨布置应根据实际需求和地形条件进行设计,同时应满足桥梁结构强度和刚度的要求。
3.斜拉桥的主梁应采用钢混组合梁结构,其钢结构和混凝土结构的组合方式应根据实际情况进行优化设计。
二、跨径与孔跨布置1.桥梁的跨径应根据实际需求和地形条件进行设计,同时应满足桥梁结构强度和刚度的要求。
2.孔跨布置应考虑桥梁所在路线的设计车流量和实际地形条件,同时应满足桥梁结构强度和刚度的要求。
三、桥面宽度与横断面布置1.桥面宽度应根据桥梁所在路线的车道数进行设计,同时应满足行人通行和车辆掉头的需要。
2.横断面布置应考虑车辆行驶的舒适性和安全性,同时应满足排水和美观的要求。
四、设计荷载与组合1.设计荷载应根据桥梁所在路线的实际情况进行选择,同时应考虑未来交通量增长的需要。
2.荷载组合应考虑多种因素的综合影响,包括车辆、风、地震等自然因素,同时应满足桥梁结构强度和刚度的要求。
五、桥面铺装及防水设计1.桥面铺装材料的选择应根据实际情况进行选择,同时应满足防滑、防水、耐磨等要求。
2.防水设计应考虑桥梁的耐久性和安全性,同时应采用符合要求的防水材料和施工工艺。
六、结构安全等级与使用年限1.结构安全等级应根据桥梁的重要性和使用要求进行划分,同时应满足相关规范的要求。
2.使用年限应根据桥梁的实际需求和规范要求进行设计,同时应考虑未来维护和更新的需要。
七、抗震与抗风设计1.抗震设计应考虑地震烈度和场地条件的影响,同时应采用符合要求的抗震结构和材料。
公铁合建四塔斜拉桥桥塔设计研究李的平; 严爱国; 黄纳新【期刊名称】《《铁道建筑》》【年(卷),期】2019(059)010【总页数】4页(P28-31)【关键词】公铁两用桥; 桥塔设计; 数值模拟; 四塔斜拉桥; 刚构连续体系【作者】李的平; 严爱国; 黄纳新【作者单位】中铁第四勘察设计院集团有限公司湖北武汉430063; 中铁建大桥设计研究院湖北武汉430063【正文语种】中文【中图分类】U448.12+1; U448.27与常规双塔斜拉桥相比,多塔斜拉桥具有塔多联长的特点,随着索塔数量增加,多塔斜拉桥的中间塔两侧既无辅助墩和过渡墩,也没有端锚索,缺少了对主梁和索塔刚度的有效帮助,导致已经是柔性结构的斜拉桥柔性更大[1-2]。
桥塔的结构形式及材质对多塔斜拉桥的静动力特性影响较大。
目前已对斜拉桥桥塔设计进行了大量研究,主要集中于分析斜拉桥主塔塔形和塔高对斜拉桥性能的影响[3-4],而桥塔材质和布置方式对多塔斜拉桥静动力性能的影响研究较少。
文献[5-6]研究了某八跨七塔斜拉桥的桥塔材质并讨论了地震作用下钢塔、混凝土塔和二者的混合桥塔的弯矩与位移。
桥塔材质主要是混凝土和钢材,普遍认为虽然混凝土塔刚度较大,但自重大,地震时结构惯性力大[7];钢塔与之相反。
目前国内外学者尝试对这类多塔大跨桥梁进行不同桥塔材质的混合布置,并研究其静、动力性能。
本文以珠机城际铁路金海特大桥3×340 m四塔斜拉桥为背景,研究3 种桥塔布置方案,并对3 种方案建立计算模型,计算结构静动力响应,并考虑构造处理及施工的影响,综合比较桥塔材质和布置方式对多塔斜拉桥的影响,确定合理的桥塔布置方案。
1 工程概况珠机城际铁路金海特大桥跨越磨刀门水道入海口,主桥采用(58.5+116+3×340+116+58.5)m 四塔三主跨斜拉桥,公铁同层布置,中间通行双线城际列车,两侧布置高速公路(双向6 车道),是国内首座公铁同层布置的多塔斜拉桥。
某铁路四线小半径大跨度连续钢—砼结合梁桥设计应用钢-砼结合梁是指采用剪力连接件将钢板梁、钢箱梁、钢桁梁等结构构件和钢筋混凝土板结合在一起共同工作的一种复合式结构。
钢-砼结合梁能够充分发挥钢、混凝土的材料特性。
采用钢-砼结合梁结构的梁高较混凝土梁小,用钢量较钢梁小,维护相对简便,同时还具有刚度大震动及噪声小、施工方便快捷等特点,非常适宜城市桥梁。
本工程正是基于钢-砼结合梁具有的以上特点最终确定采用钢-砼结合梁桥的设计方案。
标签:铁路;小半径;大跨度;连续;钢-砼结合梁1 工程概况本桥为北方某沿海地区四线铁路跨越城市道路而设,铁路四线线间距分别为5.35m、4.85m及5.75m,位于半径R=400m的平面圆曲线上,单向纵坡0.25%;道路路面总宽度为58m,与铁路交叉角度为53°;交叉处铁路路基高度2.8m,道路通行高度要求5.5m,地下水位埋深0.5~2.6m。
2 桥式方案2.1 桥孔布置由于交叉角度较小,铁路桥面及公路路面均较宽,为尽量减少道路下挖深度,经综合比较最终确定了桥式采用普通混凝土桥梁横向布置为两幅分离式的钢-砼结合梁,跨度布置依次为:曲线内幅桥跨度布置为23+40.29+25=88.29m,横向设置2%的双向坡,主梁采用Q370qE的钢槽梁,桥面板采用C50钢筋砼及C50钢纤维微膨胀钢筋砼;曲线外幅桥跨度布置为23+39.64+25=87.64m,横向设置2%的双向坡,主梁采用Q370qE的钢槽梁,桥面板采用C50钢筋砼及C50钢纤维微膨胀钢筋砼。
2.2 砼桥面板砼桥面板采用C50砼及钢纤维微膨胀砼,钢纤维含量为45kg/m3,砼膨胀率为万分之五,其中两中墩左右侧各8m范围采用C50钢纤维微膨胀砼,其余区段采用C50砼。
其中心线与钢主梁中心线间距0.15m,曲线内幅桥中心线半径R=397.125m,曲线外幅桥中心线半径R=407.525m,砼板在道砟范围横向设置双向2.0%的坡度,道砟挡墙外侧坡度为0,内幅桥横向宽度11.75m,外幅桥横向宽度11.3~11.5m,砼板在主梁范围的底板坡度为0,中心线处板厚0.45m,曲线内侧悬臂端板厚0.18m,曲线外侧悬臂端板厚0.2m。
大跨度斜拉桥斜拉桥是将斜拉索梁端分别锚固在塔和梁上,形成主梁、索塔和斜拉索共同承载的结构体系。
其中主梁和索塔以受压为主,斜拉索受拉。
斜拉索的结构原理可通过与连续梁桥对比来说明。
作用为均布荷载下相同跨度斜拉桥和梁旭梁桥的主梁弯矩图对比,斜拉桥的拉索为主梁提供弹性支承,主梁受力跨度小,与同跨度梁相比弯矩分布均匀且绝对值小。
和显然,拉索布置越密集,主梁的弯矩也就越小,因此,斜拉桥是可以使用与大跨度桥梁的结构体系。
相反,连续梁桥当跨度达到一定程度以后,由于梁的弯矩过大,需要采用比较大的结构截面来确保安全,设计很不经济。
斜拉桥更重要的特征是拉索的初始张力可以按设计者的意图来进行调整,通过索力优化实现主梁弯矩分布较合理的目的。
一、大跨度斜拉桥的主要类型斜拉桥结构体系有多种划分方法,下面根据不同分法介绍结构体系的力学特征(如图1所示)。
1、塔梁之间的结合方式塔梁之间的结合方式对斜拉桥的受力特性有重要的影响。
根据塔梁之间结合之间结合方式的不同,斜拉桥结构体系分为漂浮体系、支撑体系、塔梁固结体系和刚构体系等多种形式。
漂浮体系是指主梁在顺桥向变形不受索塔约束,主梁水平荷载不直接传递到索塔的结构形式。
支撑体系是指塔梁之间有竖向支承、并在顺桥向有一定水平约束的结构形式,其中半漂浮体系在顺桥向无约束。
塔梁固结体系是指塔梁之间固结,但塔与墩之间用支座传递荷载的结构形式。
刚构体系是指塔、梁、墩三者之间固结的结构,这种结构体系的刚度比较大,结构变形小,索塔部位不需要设置支座,结构围护容易,施工过程中结构稳定性比较好。
a)漂浮体系b)支撑体系c)塔梁固结体系d)刚构体系二、大跨斜拉桥的构造措施及力学特点1、拉索的锚固方式根据拉索的锚固方式不同,斜拉桥可分为自锚式、地锚式和部分地锚式三种结构体系。
自锚式结构体系是斜拉桥中一种最普通的结构形式,全部拉索都锚固在主梁上,主梁为受压结构,当索塔两侧的拉索张力水平分量相等时或者漂浮和半漂浮结构体系,主梁的轴力自相平衡,索塔不承担主梁的水平力。
探讨大跨双塔钢混组合梁斜拉桥施工控制技术摘要:在各种桥梁体系工程当中,斜拉桥是一种较常见工程结构,其设计自身就具备工程建设总成本低,受力协调性能也良好,并且设计具有了较高建筑观赏性价值等显著优势,但是,其施工结构比较复杂、高空吊装作业要求多复杂等其缺点也同样较为显著,大跨双塔钢混组合梁斜拉桥结构不仅是能够大幅度减少工程总价、弥补钢箱梁斜拉桥桥面铺装耐久性不足,同时也具有更强跨越能力。
基于此,本文将主要针对大跨双塔钢混组合梁斜拉桥相关施工控制技术展开探讨分析。
关键词:大跨双塔刚混组合梁;斜拉桥;施工控制引言为了成功地完成一座工序、技术复杂的大跨斜拉桥,需要避免因单一的小错误累积而造成无法弥补工程事故。
所以,在大跨度斜拉桥施工中,必须重视结构分析、参数修正、施工控制,并能精确地给出施工参数,为了保证桥梁建成后主梁的线性参数满足设计要求,从而保证桥梁的稳定性和延长使用寿命。
1工程概述本文的依托工程为国家高速网规划中的高速A段跨越高速公路黄河线的另一座双塔中央索面钢混流组合双梁斜拉桥,该桥主体跨度430米,桥面宽度35.5米,主梁为钢箱梁,采用悬臂式拼装,主要由一箱三间的单箱钢箱梁组成。
在上部铺设预应力砼面板,再浇注湿接缝,形成整体,塔身为宝瓶式钢筋砼结构。
该缆绳由两侧张开,布置成两个中心缆面,间距为2.0米,在斜拉索的上部,垂直方向的索柱间距均为小于2.0米,在横梁柱上的横向方向依次为大于8.0米和少于4.0米,斜拉索组层由高强度耐腐蚀的高密度聚乙烯复合材料组成,内层聚乙烯为亮黑色,外层PE材料为深橘红色。
本工程钢梁梁端下料长度详情见表1。
表1 本工程钢梁梁端下料长度2组合梁斜拉桥工程施工质量的控制原则2.1 受力要求受力构件:主梁、索塔、斜拉索和斜拉索,其结构形式是由主梁的上部、下部和下部的正应力、斜拉索等组成。
在进行施工控制工作前,首先要利用 FEM软件对受控断面进行分析,然后将受控断面的受力情况与后续的工程进行对比分析,以确定在工程中对断面受力状况进行合理控制,当出现较大或较小的应力,应立即采取相应措施使其达到理想水平2.2 线形要求大跨度斜拉桥线型要求主要表现在梁端标高上,成桥后,主梁总体标高达到了设计的标准,主梁线型平滑,没有弯度,确保平稳。
斜拉桥工程概况该桥全长150米,桥面宽10.5米,为独塔双跨式斜拉桥,最大跨径82米。
结构设计1.主梁主梁采用预应力混凝土边箱梁结构,梁高1.75,顶板厚30cm,底板厚35cm,斜底板厚35cm,内腹板厚30cm。
主梁采用刚构体系,混凝土强度等级采用C55。
2.索塔采用H型桥塔。
塔高30米。
塔柱截面为矩形,3m*1.7m。
两根塔柱下设有塔座。
3.斜拉索斜拉索采用PES7热挤聚乙烯拉索,PESM7冷铸头锚锚固体系。
拉索最小间距为8m,最外侧拉索角度26.56°。
4.基础基础设计为钻孔灌注桩。
塔下为15根3排的群桩基础,桩直径1.5m,承台埋深6m,宽度22米。
施工工艺1.主跨PC斜拉桥施工控制技术2.长大斜拉索安装工艺、减震措施。
斜拉索与混凝土主梁锚固采用的形式为箱内锚固,斜拉索与混凝土塔索的锚固形式采用交错锚固形式。
3.塔墩基础采用混凝群桩基础,施工方法为钻孔灌注桩,共15根3排布置,桩径1.5米,桩长18米,承台埋深6米,宽9米。
4.桥面铺装10cm厚沥青混凝土,桥面横坡为2%。
施工方法主梁:采用对称悬臂浇筑施工1)施工流程(1)在墩顶托架上浇筑0号段并实施墩梁临时固接系统(2)在0号段上安装悬臂挂篮,向桥梁两侧逐段对称浇筑混凝土,混凝土强度达到后张预应力钢束,移动机具模板(挂篮)继续浇筑下一节段,直至梁段合龙段前。
(3)在临时支架或梁段与边墩间的临时托架上支模浇筑现浇梁段。
当现浇段较短时,可利用挂篮浇筑;当与现浇段相接的桥跨是采用顶推法施工时,可将现浇段锚在顶推梁前端施工,并顶推到位。
(4)主梁合龙段可在改装的简支挂篮托架上浇筑。
多跨合龙段浇筑的顺序按设计或施工要求进行。
2)施工特点采用悬臂施工时,混凝土主梁一般为箱形截面。
梁段(特别是墩顶0号块)混凝土体积较大时,混凝土可分两次浇筑,先浇底板,后浇腹板和顶板。
当箱梁腹板较高时,可将腹板内模改为内滑模施工。
悬臂梁段施工周期一般为6~10d,应尽量缩短节段之间龄期差。
斜拉桥设计要点汇总一:斜拉桥孔跨布局1、双塔三跨式①边/主跨比值大小一般边主跨之比应小于0.5;对于活载比重较小的公路和城市桥梁,合理的边主跨之比应为0.4~0.45;对于对于活载比重较大的铁路桥梁,边主跨之比宜为0.2~0.25;钢主梁斜拉桥应比相同跨径的混凝土斜拉桥的边跨小。
②设置辅助墩的作用1)可以减小锚索(即背索)的应力幅度,提高主跨的刚度;2)缓和端支点负反力;3) 避免梁体直接在伸缩缝处转动,从而导致伸缩缝的受损。
2、独塔双跨式独塔不对称双跨式斜拉桥的主跨跨径L2与边跨跨径L1之比一般在0.5~0.8左右,多数在0.66附近;3、三塔、四塔以及多塔式多塔式斜拉桥较少采用的主要原因是:中塔没有端锚索来有效的限制它的变位。
因此对于多塔式斜拉桥,中塔的刚度必须要比边塔的刚度大,目前国内保持中塔的稳定性的构造措施主要有:1)主塔采用A形塔和X形框架墩如委内瑞拉的马拉开波湖桥---160+5x236+160m就是每个主塔主梁悬臂端均支撑在X 形框架墩上,中间增设挂梁,该桥实际为独塔组合形式,每个塔主梁均为独立形式,主梁不连续。
2)将两个双塔斜拉桥通过中间一联连续梁桥串联如日本四国连络桥就是通过岩黑岛上两跨连梁桥串联成,该双塔斜拉桥跨径布置为185+420+185m。
3)用铰将三座独塔斜拉桥串联如我国台北的淡水河桥就是利用能转动和伸缩的铰将三座独塔斜拉桥连接成一整体。
淡水河桥跨径布置为67+134+134+67m。
4)中塔增设锚固斜缆索如我国香港的汀九大桥就是一座三塔斜索面斜拉桥,该桥桥跨布置为127+448+475+127m。
5)综合处理方法如我国湖南岳阳洞庭湖大桥为三跨高低塔斜拉桥,跨径布置为130+2*310+130m,为了提高三塔斜拉桥的整体刚度,该桥采用的主要措施有:①增加主梁的高度和塔身纵向截面的宽度;②将两边塔的边跨和中跨最外侧两个索距缩小至6m,并增大该边索的截面面积,增大后为313φ7mm;③在端支点和中跨跨中分别增设2000KN的压重以提高各塔外索的张紧程度。
规划设计 Planning and design100斜拉桥索塔支架设计与施工周振宇(四川鸥鹏建筑工程公司,四川成都 610000)中图分类号:TU7 文献标识码:B 文章编号1007-6344(2018)08-0100-01摘要:斜拉桥是一种桥面体系受压,支撑体系受拉的桥梁,斜拉桥桥面体系用加劲梁构成,支撑体系由钢索组成。
经过发展、探索、实践与总结,目前斜拉桥的施工技术已日趋成熟,且具有独特性和先进性,无论梁、塔、索或基础,仍将不断被注入新的方法,采用新的工艺,使建造斜拉桥的施工技术越来越完善。
关键词:斜拉桥索塔;支架设计与施工0 引言斜拉桥索塔的材料常用钢筋混凝土,索塔的塔柱可以是倾斜的,塔内需设置前后交叉的管道以备斜拉索穿过锚固,在塔柱壁中间常设有劲性骨架,现场分段超前拼接,精确定位。
1索塔的螺旋钢管支架设计与施工经过建模计算索塔的受力情况,索塔砼施工完成后,刚度能够满足要求,在立模浇筑砼过程中,模板的定位和固定就需要支架来完成。
根据受力分析,采用螺旋钢管支架斜撑索塔方案。
1.1支架初步设计索塔施工支架采用φ325*10mm螺旋钢管,在索塔两侧各布置4根,共计4列8根,横桥向两排支架中心距为5米。
每排钢管分别在索塔高度的16米、24.21米、32.44米以及40.66米的位置60°斜向支撑45#工字钢,45#工字钢与螺旋钢管进行坡口焊接。
45#工字钢上沿索塔高度方向按照间距1米设置20#工字钢,20#工字钢与45#工字钢进行焊接,20#工字钢上支撑索塔的定制钢模板。
支架φ325*10mm螺旋钢管分别距离索塔根部的中心线(主箱梁顶面)16米、22米、28米、34米,分别位于第3、4、6、7箱室顶面。
为了减少对主箱梁预应力以及钢筋的影响,螺旋钢管的基础从桥面上开始设置。
为了避免箱室顶板受力破坏,箱室内采用相同的螺旋钢管将荷载传递到主箱梁底板上,然后传递到主箱梁的满堂支架。
箱室内的螺旋钢管上下均设置一块1m*1m*3cm厚的钢板,以保证传力均匀性。
0引言目前我国高速铁路建设正在如火如荼的进行,随着桥梁技术的飞跃发展,铁路桥梁类型也越来越多。
当铁路线路上跨主要航道河流时,为确保通航要求一般设计为大跨度桥梁,主要包括三种桥型结构,一是连续梁桥,该桥梁适用于跨度在160m 以内桥型结构,其优点是施工工期短,梁体后期维护费用低,但也存在安全风险高施工工艺复杂等不足;二是系杆拱桥,该桥型可满足300m 以内跨径需求,其优点是受力性能好,全桥稳定性高,但其造价较高,需要采用缆索吊等专业设备,施工安全风险大,对钢结构加工安装要求高;三是斜拉桥,该桥梁适用于特大跨度桥型,其优点是经济性好造型美观,缺点是索塔高度高施工安全风险大。
在新建阜阳至蒙城至宿州铁路颍河特大桥(31+73+230+114+40)m 斜拉桥索塔施工中,由于该桥索塔高度较高,不但施工技术难度高安全风险大,而且对索塔施工质量及线性也提出了严格要求,为确保该索塔能够保质保量安全顺利完成施工,项目部通过制定了详细的施工方案,对索塔施工所采用的爬模受力性能进行认真计算,同时对施工中的各项工序进行严格把控,通过一系列举措,不但安全顺利的完成了该斜拉桥索塔的施工,确保了施工的安全,而且索塔施工质量及线形也满足相关要求。
通过现场实际应用,该大跨度斜拉桥索塔施工所涉及的相关技术在实际应用中取得很好的效果。
1工程概况颍河特大桥位于阜阳市颍泉区境内。
主桥中心里程:DK128+146.280,起讫里程为DK127+901.530~DK128+391.030主桥全长489.5m 。
线路于DK128+121.740处跨越颍河,线路与颍河的法线夹角为28°。
颍河通航等级为规划Ⅲ级航道,设计净宽158m ,设计净空10m ,设计最高通航水位33.76,设计最低通航水位23.65,采用(31+73+230+114+40)m 混合梁斜拉桥跨越。
本桥为主跨230m 高低塔双索面混合梁斜拉桥,跨度为(31+73+230+114+40)m ,全长489.5m ,半飘浮体系。
第62卷第8期2018年8月铁道标准设计
RAILWAY STANDARD DESIGN
Vol. 62 No. 8
Aug. 2018
文章编号:1004 2954 (2018 )08 0068 06
大跨度四线铁路高低塔混合梁斜拉桥桥塔设计任征(中铁第四勘察设计院集团有限公司,武汉430063)
摘要:福厦高铁乌龙江特大桥孔跨布置为(72 + 109+432+56+56) m,是国内外首次设计的高速铁路大跨度四线铁 路高低塔混合梁斜拉桥。为优化桥塔设计,通过对桥塔塔形、刚度、塔高匹配、索塔锚固体系等方面进行研究分析,
提出合理的设计思路、方法,确定花瓶形塔形和合理的高低塔桥塔设计。受力分析表明,桥塔受力性能均满足规范 要求。
关键词:铁路桥;高低塔斜拉桥;混合梁;桥塔;塔形;桥塔刚度;设计中图分类号:U448. 13; U448. 27 文献标识码:A DOI : 10. 13238/j. issn. 1004-2954.201708290004
Design of Pylons of Long-span Four-line Railway Cable-stayed Bridge with Unequal-height Pylons and Hybrid Girder
REN Zheng(China Railway Siyuan Sur^^ey and Design Group Co. , Ltd. , Wuhan 430063, China)
收稿日期:2017 08 29;修回日期:2017 09 29基金项目:中国铁路总公司科技研究开发计划项目(2016G002-1);中铁 第四勘察设计院集团有限公司科研课题(2017K005)
作者简介:任征(1980—),男,高级工程师,2002年毕业于清华大学 工程力学系,工学学士,E-mail:1423080675@ qq. com。
(4)基于BIM技术的施工管理系统立足铁路建设 项目的实际需求,在BIM平台研究及应用上积累了宝 贵经验,为后续铁路建设培养了 BIM技术应用人才。 参考文献:[1] 李红学,郭红领,高岩.基于BIM的桥梁工程设计与施工优化研 究[J].工程管理学报,2012,26(6):48 52.[2] W'ilson W. S. Lu, Li H. Building information modeling and changing
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Abstract : Wulongjiang extra-large bridge on
Fuzhou-Xiamen PDL Railway with span (70 + 109
+ 432 + 56 + 56 ) m is the first ever designed
long-span four-line railway cable-stayed bridge in
|.令|.令i+令i+令i.[9] 中国铁路BIM联盟.铁路工程信息模型数据存储标准1.0[J].铁 路技术创新,2016(1).[10] 张洋.基于BIM的建筑工程信息集成与管理研究[D].北京:清 华大学,2009.[11] 陈彦,戴红军,刘晶,等.建筑信息模型(BIM)在工程项目管理信 息系统中的框架研究[J].施工技术,2008,37(2):5 8.[12] 满庆鹏,孙成双.基于IFC标准的建筑施工信息模型[J]. 土木工 程学报,2011,44(S1):239 243.[13] 段熙宾.大型铁路工程BIM设计的探索及实现[J].铁道标准设 计,2015,59(7) :124 127.[14] Li H, Huang T, Kong C W , et al. Integrating design and construction
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漳州|=>
.拉索编号:SD1-SD14
福州
拉索编号:SGl~SG2a.
图1 (72+109+432+56+56) m高低塔混合梁斜拉桥桥式布置(单位:m)2主要技术标准(1) 铁路等级:客运专线。(2) 轨道类型:无缝线路,有砟轨道[4]。(3) 线路数目:四线,左侧为正线双线,右侧为动 车走行线双线。(4) 线间距:(5+5+5) m。(5) 速度目标值:正线160 km/h,动走线80 km/h。(6) 设计活载:ZK活载。(7) 通航:内河郁航道,桥塔防撞标准按500 t内 河货船设计。(8) 抗震设防标准:按地震基本烈度7度设防。3桥塔塔形比选从部分统计来看,公路斜拉桥桥塔样式比较丰富, 铁路桥塔主要集中在钻石形、H形和花瓶形(图2)。 A字形、倒Y形桥塔下塔柱横桥向向外扩张,基础规 模较大。H形塔是比较传统的桥塔形式,完全竖直的 塔柱便于施工,斜拉索为平行索面,简化了锚固系统,但基础规模相对于下塔柱内收的钻石形和花瓶形桥塔 较大。钻石形塔斜拉索为空间索,塔、索之间的空间立体 感增强,且可以使主梁获得较高的扭转自振频率,提高 其横向风荷载承受能力。上塔柱向上收拢,总体造型 挺拔,与倾斜的索面结合和谐。而下塔柱通过向内收 缩使得基础规模较小,节省工程造价,目前较为广泛地 使用于斜拉桥中。花瓶形桥塔结合了 H形塔和钻石形塔的优点,竖 直的上塔柱、平行索面便于施工,下塔柱倾斜内收利于 减小基础规模。塔形脱胎于福建享誉海外的德化白瓷 花瓶造型,结构优美简炼,特别是通过横梁曲线的勾 勒,使得塔形大气端庄而又不失秀美,体现出福建深厚 的历史文化底蕴[5 6]。综合以上对受力、施工、造价和景观等方面的分 析,从结构受力安全可靠、施工简便、造价合理和景观 优美等方面考虑,结合当地文化内涵,推荐采用花瓶 形塔。
the world with unequal-height pylons and hybrid girder. In order to optimize the design of pylons, comparison and analysis are conducted of the pylon shape, stiffness,matching height and pylon anchorage system, reasonable design concept and method are put forward, and the vase-shape and reasonable design of the pylons are determined. The results of analysis indicate that the mechanical behavior of the pylons meets the requirements of the codes.Key words: Railway bridge; Cable-stayed bridge with unequal-height pylons; Hybrid girder; Pylons;
Pylon shape; Pylon stiffness ; Design
1工程概况福厦高铁乌龙江特大桥位于在建福平铁路乌龙江 特大桥和G324国道乌龙江公路大桥之间,是福厦高 铁重难点控制性工程。大桥建设条件复杂、设计难度 大,为主跨432 m的四线铁路高低塔混合梁斜拉桥(图
7210915x920,20,19x12
1)[1],孔跨布置为(72 + 109+432+56+56) m。斜拉索采用双索面布置,主跨及109 m边跨主梁为钢箱梁,其 余边跨主梁为混凝土箱梁。主梁梁宽29. 2 m(钢箱梁 含风嘴),梁高4. 047 m。由于大里程侧边跨长度较 小、两侧边跨非对称性较大,为适应结构受力需要,需 采用高低塔混合梁斜拉桥[2 3]。
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