620m懸吊斜拉橋初探

1、百度文庫讓每個人平竽地捉升口我-1-620m懸吊斜拉橋初探百度文庫讓每個人平竽地捉升口我-2-620m懸吊斜拉橋初探【扌商要】本文提出懸索和拉索相結合的新結構一懸吊斜拉橋，以適用于軟弱地基上的特大跨徑橋梁。并指岀在這種橋梁結構中采用新型FNC材料來減 輕自重，可以克服我國橋梁用高強輕質鋼材的不足：對于邊孔在施工中用連續(xù)頂推的新工藝來縮短工期，節(jié)省材料。【關鍵詞】620m懸吊斜拉橋分析探討1.懸索和拉索的組合體系90年代起，在中華人民共和國遼闊的大地上，有兒十座大于400 m的大跨徑橋梁正在修建。在跨長江的兒座大橋中，為了減少深水 基礎和有利于通航，主跨徑L都應在500 m以上，但山于材料和結構

2、體系的限制而始終不能突破。在廣東汕頭和虎門兩座大橋方案比較 選擇時，由于斜拉橋不能在半年中合攏，考慮頻繁的臺風將影響施工的安全，而不得不選用懸索橋。最近在K省海灣，將修建一座長達3000m跨海大橋。該橋址地震裂變8度，最大風速達51 m/s,要求通航孔為400X50m,其河床中 水深1021m,細砂覆蓋層厚度達300m。1）為了突破在軟弱地基上修建特大跨徑橋梁的難關，我們提出懸索和拉索相結合的新橋型。如圖1。1通航孔跨徑L二62 0 m,兩端系兩個2X 180m獨塔斜拉橋，索距10皿 中部懸吊260 m薄壁箱梁，懸索錨碇在兩岸沉井上；2兩邊孔均為1160 m連續(xù)梁，其中一孔伸進通航孔中，以改善

3、斜拉橋受力；3為了減少吊梁的活載撓度，在邊孔4=9=和119=墩上張拉吊桿，桿距60m；4考慮懸拉系統(tǒng)的撓度連續(xù)性，將吊桿伸入斜拉橋90 m范圍內重迭設置，索距10 m：5兩岸孔設置多跨30 m的連續(xù)梁。2）懸吊斜拉橋與斜拉橋相比較，其主要特點是主跨中部箱梁被懸吊因而消除了巨大的軸力。這種方案的優(yōu)點是：1可減少主梁面積（40%左右）；2塔高可降低1/3：3拉索迎風面積可減少1/2；4可利用懸索安裝主梁，從而解決了臺風中的施工安全。3）這種組合體系，兒百年來一直有人提出設想，遺憾的是始終沒有工程實施。應當相信在90年代的技術水平，一定可以克服其種 種困難，百度文庫讓每個人平竽地捉升口我-3-從而

4、使這個新結構走向更大的跨徑。2.FNC 輕型結構在軟弱地基中修建大跨徑斜拉橋的關鍵是要選擇高強輕質材料。采用鋼結構中國使用得較少，其原因是材料來源較困難，造價昂貴, 且要長年養(yǎng)護。采用RC材料跨徑很難突破500mo若在栓(C)材料中摻入鋼纖維(F)和鋼絲網(wǎng)(N)后，其性質起了質的變化，抗壓強度很容 易達到lOMPa以上。其抗裂指標提高7倍，韌性提高100200倍，構件承受彎曲應力，呈現(xiàn)似鋼結構的塑性變形能力。在初裂階段，抗 拉山遠邊的鋼纖維栓承擔； 容許開裂階段山鋼絲網(wǎng)和鋼纖維承擔； 工作階段山鋼筋承擔設計荷載； 到結構受力鋼筋達到屈服時， 構件受 拉的開裂寬度還控制在0. 1 mm以下，這是

5、一種不用預應力而達到部分預應力的承載工作狀態(tài)。采用SFNRC的最小厚度僅4060 mm,比 鋼筋磴(RC)要薄3倍，即自重可減輕一半以上。綜上所敘新型FNC是繼RC、PC之后橋梁材料的第三個里程碑。許多大跨徑橋梁正等待FNC的開拓和應用。中國近年來已在斜拉橋、懸索橋、拱橋和管樁中局部分別使用了FC和NC材料，取得了令人滿意的效果，在L橋中我們提出全橋整 體釆用FNC。例如圖2、圖3。1)主塔基礎采用400/340FNRC大直徑空心樁，此項技術已在河南省和湖南省取得成功。例如：在湘潭二橋90 m橋跨中采用了 無承臺單排3.5 m大直徑空心樁：2)塔柱釆用&X)/750圓筒結構，內壁均采用

6、FRC(厚度6cm),在施工中不要模板；3)懸吊區(qū)主梁均采用FNRC新材料，底板厚6cm,頂板厚10cm,下帶加勁肋(10X20cm),沿箱梁每2 m設置一道橫隔板(厚20cm)。 吊桿系在隔板端部。主梁面積A=6. 5 mS與橋面系一起承受恒荷載g=22t/mo由于使用了高強材料，使自重減輕40%左右；4)邊孔斜拉區(qū)主梁系用頂推法送入，因此在橋墩上方腹板加厚為40 emo在橫隔板上布置體外預應力錨來滿足頂推正、負彎矩交替 出現(xiàn)的需要。落位后，結構不需要的預應力索可拆除。在主孔120m懸拼區(qū)的主梁，腹板可減薄為20cm。3. 懸吊斜拉橋施工方案L大橋施工有四種工藝。U前在中華人民共和國有成熟經(jīng)

7、驗，現(xiàn)組合在一起，施工安排如圖4和圖5。1)鉆埋樁采用中國BDM4型鉆機，在軟弱地基中3天可完成3m4m、100m的深孔。在孔內沉放FNRC預制樁殼，再在殼壁壓注水泥漿而 成樁?；A工程優(yōu)先安排兩個塔基礎，其他由兩岸向河中推進，計劃1315個月完成。2)頂推采用多點頂推工藝，即在每個墩上設置一個100t的連續(xù)千斤頂，牽引9根15鋼絞線。山于兩個千斤頂串聯(lián)在一起，一張一馳可 以保證不百度文庫讓每個人平竽地捉升口我-4-間斷的前進（8 m/h） o這種特殊的技巧已在湖南湘潭二橋硏制成功。本橋兩邊孔11跨60m箱梁同時多點頂推，計劃用15個月完 成。3）斜拉將預制FNRC箱梁用船運至孔下，用掛籃起吊

8、安裝就位，再懸掛斜拉索。有趣的是，起重裝置也是前敘100t連續(xù)千斤頂，只不過是 豎放而已，此種技巧也在湘潭二橋完成。山于有頂推箱梁做邊孔的錨固點，所以在通航孔中懸拼120 m是十分穩(wěn)定和安全的。根據(jù)廣東 九江大橋2X160m獨塔斜拉橋的懸拼實踐，兩邊120 m長斜拉箱梁預計3個月完成。4）懸吊在斜拉橋拼裝時，就架設主纜（預計6個月），再利用主纜吊裝跨中箱梁。起重裝置是倒掛在箱梁下面，也是用前敘連續(xù)千斤頂。200m箱梁吊裝預訃3個月完成。5）合攏待合攏后在各邊墩上張拉吊桿，使跨中箱梁有一個預拱度，這樣可減少活載撓度，全橋工程歷時3年零3個月?？傊?，山于采用了頂推工藝完成邊跨，為斜拉和懸拼提供了安

9、全的錨固點，解決了臺風期間的施工安全問題。其次各項工序時間都 是相錯安排，有多個工作面，保證了進度和工期。應當特別指出，山于連續(xù)千斤頂?shù)膶＠霈F(xiàn)使大噸位吊裝的難題輕易地得到解決。在中華人民共和國U前已修建近40余座鋼筋磴斜拉橋，而對懸索橋缺乏大量實踐，在這種情況下選擇懸吊斜拉橋有一定的現(xiàn)實意義。經(jīng)計算，L橋所需的鋼索重5000S比全部采用吊橋方案少23%,而比全部采用斜拉橋多14%,即拉索和懸索組合的新結構，用鋼量介 于兩者之間。應當指出，本文提出方案尚需進一步做詳細的空間分析，以便得出更加準確的數(shù)據(jù)，來論證拉索和懸索相結合方案的優(yōu)越性。參考資料1 Niels Ltd Cable Supported Bridges Concept and Desigu John Wiley Song Ltd, 19832 The Application and Development of F. C. in Civil Engineering,.廣東工學院,李士恩,1991百度文庫讓每個人平竽地捉升口我5iL ju/uni -I W = 6G)mJ， C.一 . P 弓2/35.?- ffl$幼鋼的職圖 1 中國 K 省懸吊斜拉方案圖百度文庫讓每個人平竽地捉升口我圖 2