620m悬吊斜拉桥初探

1、百度文库让每个人平竽地捉升口我-1-620m悬吊斜拉桥初探百度文库让每个人平竽地捉升口我-2-620m悬吊斜拉桥初探【扌商要】本文提出悬索和拉索相结合的新结构一悬吊斜拉桥，以适用于软弱地基上的特大跨径桥梁。并指岀在这种桥梁结构中采用新型FNC材料来减 轻自重，可以克服我国桥梁用高强轻质钢材的不足：对于边孔在施工中用连续顶推的新工艺来缩短工期，节省材料。【关键词】620m悬吊斜拉桥分析探讨1.悬索和拉索的组合体系90年代起，在中华人民共和国辽阔的大地上，有儿十座大于400 m的大跨径桥梁正在修建。在跨长江的儿座大桥中，为了减少深水 基础和有利于通航，主跨径L都应在500 m以上，但山于材料和结构

2、体系的限制而始终不能突破。在广东汕头和虎门两座大桥方案比较 选择时，由于斜拉桥不能在半年中合拢，考虑频繁的台风将影响施工的安全，而不得不选用悬索桥。最近在K省海湾，将修建一座长达3000m跨海大桥。该桥址地震裂变8度，最大风速达51 m/s,要求通航孔为400X50m,其河床中 水深1021m,细砂覆盖层厚度达300m。1）为了突破在软弱地基上修建特大跨径桥梁的难关，我们提出悬索和拉索相结合的新桥型。如图1。1通航孔跨径L二62 0 m,两端系两个2X 180m独塔斜拉桥，索距10皿 中部悬吊260 m薄壁箱梁，悬索锚碇在两岸沉井上；2两边孔均为1160 m连续梁，其中一孔伸进通航孔中，以改善

3、斜拉桥受力；3为了减少吊梁的活载挠度，在边孔4=9=和119=墩上张拉吊杆，杆距60m；4考虑悬拉系统的挠度连续性，将吊杆伸入斜拉桥90 m范围内重迭设置，索距10 m：5两岸孔设置多跨30 m的连续梁。2）悬吊斜拉桥与斜拉桥相比较，其主要特点是主跨中部箱梁被悬吊因而消除了巨大的轴力。这种方案的优点是：1可减少主梁面积（40%左右）；2塔高可降低1/3：3拉索迎风面积可减少1/2；4可利用悬索安装主梁，从而解决了台风中的施工安全。3）这种组合体系，儿百年来一直有人提出设想，遗憾的是始终没有工程实施。应当相信在90年代的技术水平，一定可以克服其种 种困难，百度文库让每个人平竽地捉升口我-3-从而

4、使这个新结构走向更大的跨径。2.FNC 轻型结构在软弱地基中修建大跨径斜拉桥的关键是要选择高强轻质材料。采用钢结构中国使用得较少，其原因是材料来源较困难，造价昂贵, 且要长年养护。采用RC材料跨径很难突破500mo若在栓(C)材料中掺入钢纤维(F)和钢丝网(N)后，其性质起了质的变化，抗压强度很容 易达到lOMPa以上。其抗裂指标提高7倍，韧性提高100200倍，构件承受弯曲应力，呈现似钢结构的塑性变形能力。在初裂阶段，抗 拉山远边的钢纤维栓承担； 容许开裂阶段山钢丝网和钢纤维承担； 工作阶段山钢筋承担设计荷载； 到结构受力钢筋达到屈服时， 构件受 拉的开裂宽度还控制在0. 1 mm以下，这是

5、一种不用预应力而达到部分预应力的承载工作状态。采用SFNRC的最小厚度仅4060 mm,比 钢筋磴(RC)要薄3倍，即自重可减轻一半以上。综上所叙新型FNC是继RC、PC之后桥梁材料的第三个里程碑。许多大跨径桥梁正等待FNC的开拓和应用。中国近年来已在斜拉桥、悬索桥、拱桥和管桩中局部分别使用了FC和NC材料，取得了令人满意的效果，在L桥中我们提出全桥整 体釆用FNC。例如图2、图3。1)主塔基础采用400/340FNRC大直径空心桩，此项技术已在河南省和湖南省取得成功。例如：在湘潭二桥90 m桥跨中采用了 无承台单排3.5 m大直径空心桩：2)塔柱釆用&X)/750圆筒结构，内壁均采用

6、FRC(厚度6cm),在施工中不要模板；3)悬吊区主梁均采用FNRC新材料，底板厚6cm,顶板厚10cm,下带加劲肋(10X20cm),沿箱梁每2 m设置一道横隔板(厚20cm)。 吊杆系在隔板端部。主梁面积A=6. 5 mS与桥面系一起承受恒荷载g=22t/mo由于使用了高强材料，使自重减轻40%左右；4)边孔斜拉区主梁系用顶推法送入，因此在桥墩上方腹板加厚为40 emo在横隔板上布置体外预应力锚来满足顶推正、负弯矩交替 出现的需要。落位后，结构不需要的预应力索可拆除。在主孔120m悬拼区的主梁，腹板可减薄为20cm。3. 悬吊斜拉桥施工方案L大桥施工有四种工艺。U前在中华人民共和国有成熟经

7、验，现组合在一起，施工安排如图4和图5。1)钻埋桩采用中国BDM4型钻机，在软弱地基中3天可完成3m4m、100m的深孔。在孔内沉放FNRC预制桩壳，再在壳壁压注水泥浆而 成桩。基础工程优先安排两个塔基础，其他由两岸向河中推进，计划1315个月完成。2)顶推采用多点顶推工艺，即在每个墩上设置一个100t的连续千斤顶，牵引9根15钢绞线。山于两个千斤顶串联在一起，一张一驰可 以保证不百度文库让每个人平竽地捉升口我-4-间断的前进（8 m/h） o这种特殊的技巧已在湖南湘潭二桥硏制成功。本桥两边孔11跨60m箱梁同时多点顶推，计划用15个月完 成。3）斜拉将预制FNRC箱梁用船运至孔下，用挂篮起吊

8、安装就位，再悬挂斜拉索。有趣的是，起重装置也是前叙100t连续千斤顶，只不过是 竖放而已，此种技巧也在湘潭二桥完成。山于有顶推箱梁做边孔的锚固点，所以在通航孔中悬拼120 m是十分稳定和安全的。根据广东 九江大桥2X160m独塔斜拉桥的悬拼实践，两边120 m长斜拉箱梁预计3个月完成。4）悬吊在斜拉桥拼装时，就架设主缆（预计6个月），再利用主缆吊装跨中箱梁。起重装置是倒挂在箱梁下面，也是用前叙连续千斤顶。200m箱梁吊装预讣3个月完成。5）合拢待合拢后在各边墩上张拉吊杆，使跨中箱梁有一个预拱度，这样可减少活载挠度，全桥工程历时3年零3个月。总之，山于采用了顶推工艺完成边跨，为斜拉和悬拼提供了安

9、全的锚固点，解决了台风期间的施工安全问题。其次各项工序时间都 是相错安排，有多个工作面，保证了进度和工期。应当特别指出，山于连续千斤顶的专利出现使大吨位吊装的难题轻易地得到解决。在中华人民共和国U前已修建近40余座钢筋磴斜拉桥，而对悬索桥缺乏大量实践，在这种情况下选择悬吊斜拉桥有一定的现实意义。经计算，L桥所需的钢索重5000S比全部采用吊桥方案少23%,而比全部采用斜拉桥多14%,即拉索和悬索组合的新结构，用钢量介 于两者之间。应当指出，本文提出方案尚需进一步做详细的空间分析，以便得出更加准确的数据，来论证拉索和悬索相结合方案的优越性。参考资料1 Niels Ltd Cable Supported Bridges Concept and Desigu John Wiley Song Ltd, 19832 The Application and Development of F. C. in Civil Engineering,.广东工学院,李士恩,1991百度文库让每个人平竽地捉升口我5iL ju/uni -I W = 6G)mJ， C.一 . P 弓2/35.?- ffl$幼钢的职图 1 中国 K 省悬吊斜拉方案图百度文库让每个人平竽地捉升口我图 2