海河開啟橋設(shè)計(jì)概況

1、海河開啟橋設(shè)計(jì)概況關(guān)鍵詞：設(shè)計(jì)張洪海謝寶來 曹景(天津市市政工程設(shè)計(jì)研究院，天津，300051)<!-if !supportLists->1、 <!-endif->概述海河開啟橋是正在開發(fā)建設(shè)的濱海新區(qū)響螺灣片區(qū)內(nèi)外溝通的重要橋梁建筑，位于規(guī)劃的坨場(chǎng)南道，東聯(lián)塘沽新華路，西接響螺灣商務(wù)區(qū)，為一座形式新穎的特種橋梁，是溝通海河兩岸的又一重要通道。海河為VI級(jí)航道，橋下通航凈寬68米，凈空大于7.0米（非開啟），開啟時(shí)凈空大于31米。最高設(shè)計(jì)通航水位：2.5米（大沽水平）；最低設(shè)計(jì)通航水位：0.5米（大沽水平）；橋梁分為主橋和引橋兩部分，主橋凈跨徑68米，主橋設(shè)有配跨，全長(zhǎng)

2、102米，橋面寬度20米。引橋?qū)挾葹殛懙囟?7米，跨河段20米，引橋全長(zhǎng)766.8米。圖1立面效果圖圖橋梁立面圖<!-if !supportLists->2、 <!-endif->主橋橋梁結(jié)構(gòu)主橋橋梁結(jié)構(gòu)主要由基礎(chǔ)、橋墩、主梁、配重、開啟裝置組成。整個(gè)結(jié)構(gòu)以“迎客”為設(shè)計(jì)構(gòu)思，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在安全的前提下，以達(dá)到方案設(shè)計(jì)的效果為最基本的設(shè)計(jì)原則，充分體現(xiàn)優(yōu)美的造型、簡(jiǎn)捷的受力體系。<!-if !supportLists->（1)<!-endif->基礎(chǔ)構(gòu)造主橋的基礎(chǔ)樁基采用鉆孔灌注樁，數(shù)量為32根直徑1.8米。采用C30水下混凝土。圖3 樁基布置圖樁基

3、礎(chǔ)規(guī)格墩號(hào)樁長(zhǎng)(m)樁徑(m)根數(shù)西主墩751.832東主墩761.832<!-if !supportLists->（2)<!-endif->橋墩構(gòu)造主墩大體積混凝土澆筑的抗裂及薄壁墻的收縮抗裂應(yīng)做專門的研究，在保證安全、可行的前提下施工。主墩承臺(tái)內(nèi)設(shè)置冷凝管，澆筑混凝土?xí)r通水降溫，施工時(shí)注意不要堵塞冷凝管。主墩薄壁側(cè)墻采用分段澆筑，每段橫橋向長(zhǎng)度約6米，后澆段長(zhǎng)度為0.5米和1.8米兩種，后澆部分的混凝土采用無收縮混凝土，每次澆筑高度按現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況決定。<!-if !supportLists->（3)<!-endif->主梁?jiǎn)蝹?cè)主梁共分為9個(gè)節(jié)

4、間，這樣，兩側(cè)主梁共分18個(gè)節(jié)間。結(jié)構(gòu)為單懸臂結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)厚度從根部的4.0米漸變至跨中1.5米。最大的0號(hào)塊件吊裝重量248噸。單側(cè)主梁配重需要600噸，全橋需要1200噸，另需調(diào)整儲(chǔ)備120噸。主要材料：鋼材：Q345qD(Q420qD)，配重：灰口鐵；<!-if !supportLists->（4)<!-endif->主梁的設(shè)計(jì)要點(diǎn)及梁型的確定結(jié)合本橋所處位置，橋址距響螺灣中心區(qū)較近，地理位置相當(dāng)重要，同時(shí)又與海河上另一著名建筑海門橋相望，據(jù)此本著經(jīng)濟(jì)可行、外形美觀大方、橋梁特色鮮明的設(shè)計(jì)理念，主橋結(jié)構(gòu)體設(shè)計(jì)為立轉(zhuǎn)式鋼結(jié)構(gòu)懸臂梁方案，橋型在縱向橋面以上布置分塔室、懸

5、臂梁，均衡重等三部分構(gòu)造，主梁主跨懸臂部分采用變截面鋼箱梁梁，配重部分采用球墨鑄鐵，懸臂根部為4米，主梁跨中梁高1.5米。 本橋的開啟采用動(dòng)力為600千瓦的動(dòng)力轉(zhuǎn)動(dòng)裝置，設(shè)置于兩個(gè)塔基之中，采用支撐軸承加轉(zhuǎn)動(dòng)軸承實(shí)現(xiàn)平衡加轉(zhuǎn)動(dòng)功能。轉(zhuǎn)動(dòng)半徑為12米。梁端轉(zhuǎn)動(dòng)角度為85。本橋跨徑適中，梁體外觀主橋及引橋自然過度，合龍時(shí)溫溫爾雅，開啟時(shí)象征著新區(qū)以寬廣的胸懷歡迎八方來客，獨(dú)特的外形，配以開闊的河道。開啟時(shí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)望去，與海門大橋風(fēng)格迥異，相各宜彰。特別是夜幕降臨，橋梁開啟，燈光下，該橋風(fēng)采盡顯。主橋采用鋼結(jié)構(gòu)，施工難度較小。這也是此方案的突出之處。立轉(zhuǎn)橋梁符合人們心中對(duì)開啟橋的期待，最具有四維建筑的特

6、點(diǎn)。圖4立面效果圖(閉合狀態(tài))圖5立面效果圖(夜景開啟狀態(tài))<!-if !supportLists->（5)<!-endif->橋面鋪裝主橋機(jī)動(dòng)車道的好壞直接影響到行車的安全性，舒適性、橋梁耐久性。對(duì)于直接鋪設(shè)在正交異性鋼板上的材料，由于受車輪集中荷載、溫度變化及鋼橋面局部變形等因素的影響，對(duì)其強(qiáng)度、變形特性、溫?zé)岱€(wěn)定性，疲勞耐久性等均有更高的要求。根據(jù)本橋當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境溫度變化幅度為-25+50的情況，橋面鋪裝結(jié)構(gòu)最后采用花紋鋼板，紋高1.6mm，母材厚度8mm。<!-if !supportLists->（6)<!-endif->開啟部分構(gòu)造基本性

7、能要求：總開啟的時(shí)間為315秒，總的關(guān)閉時(shí)間265秒。開啟部分需要以下機(jī)械裝備：橋梁的鉸鏈：橋梁的鉸支座位于耳軸上，耳軸通過相鄰箱形梁的腹板。耳軸通過處腹板采用加勁肋。穿過箱梁腹板和加勁肋的孔應(yīng)該用機(jī)械加工，而且使耳軸與孔壁緊密吻合，且可滑動(dòng)。耳軸應(yīng)該用經(jīng)過熱加工的精鋼制造。設(shè)計(jì)中,必須檢測(cè)耳軸由于汽車荷載和橋梁運(yùn)行的荷載引起的疲勞。保證耳軸具有光滑的機(jī)械加工的表面是非常重要的，以保證能傳遞由疲勞荷載引起的壓力。鉸支座應(yīng)是球形滾軸支承,且經(jīng)過油脂潤(rùn)滑封閉的。它們將通過楔套(確保緊密吻合)安置于軸上，一個(gè)固定在套內(nèi)，另一個(gè)在套筒內(nèi)可滑動(dòng)，從而使橋梁延伸或收縮量可達(dá)到正或負(fù)5mm。軸承套將由機(jī)械加

8、工的組合鋼構(gòu)成，與軸承吻合。在套底部的平板是經(jīng)過加工的板，安置于底座頂部，也是由機(jī)械加工的組合鋼構(gòu)成。底座安置在水泥砂漿的頂部，且用后張拉壓栓壓向基礎(chǔ)。在施工過程中，首先將底座安裝到圖紙要求的高程及水平位置，然后在底座頂部安置軸承套。這比直接把軸承安裝在基礎(chǔ)上容易得多。如果需要，底座和軸承套筒之間可放置墊板來調(diào)整高程。端部對(duì)準(zhǔn)和鎖定機(jī)械裝置：對(duì)公路橋梁而言，設(shè)計(jì)合理的對(duì)準(zhǔn)和鎖定機(jī)械裝置是十分困難的，因?yàn)樗惺芙煌ê奢d，如果荷載太大時(shí)可能使機(jī)械裝置產(chǎn)生永久變形。必須考慮活動(dòng)橋跨的熱脹冷縮效應(yīng)，可通過克服摩擦來實(shí)現(xiàn)正常工作。升降橋裝置:升降橋裝置設(shè)計(jì)為樞軸導(dǎo)軌鏈輪系統(tǒng)，利用鏈輪轉(zhuǎn)動(dòng)來升降橋梁。選

9、擇樞軸導(dǎo)軌型設(shè)計(jì)是因?yàn)樗粌H強(qiáng)度高，而且適應(yīng)了結(jié)構(gòu)的非精確性和溫度影響(這是任何導(dǎo)軌驅(qū)動(dòng)方法不可避免的問題)。四個(gè)樞軸導(dǎo)軌安放在基坑尾部，用一面立面彎曲的墻支承導(dǎo)軌。每個(gè)導(dǎo)軌是由焊接鋼板制成的凸緣式槽。焊接板被彎成弧形。鉆孔被精確定位并沿著槽緣排成直線。樞軸固定在鉆孔立，用被螺栓固定在一面槽緣上的鎖緊木栓來固定軸的位置。利用機(jī)械力把鎖栓孔套進(jìn)每個(gè)軸的端頭，這些栓孔式可定位的，這樣每個(gè)軸都可移動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)、并可更換。同樣可使軸磨損均衡,軸需要定期涂潤(rùn)滑。軸用用高強(qiáng)鍛鋼加工而成，這樣才能減少磨損。每個(gè)樞軸導(dǎo)軌與一個(gè)九齒鏈輪(齒輪)嚙合，這種嚙合是在鍛鋼坯上，由機(jī)械加工而成并經(jīng)過了熱處理和淬火硬化。齒輪

10、的齒形與鏈輪相似。這種齒形導(dǎo)致速度可變，它不像漸開線那樣速度不變。為了減緩速度變化，安裝了樞軸導(dǎo)軌，且樞軸交錯(cuò)布置。這樣就可以平均齒輪；速度和產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)。齒輪與一根軸嚙合。 軸的非驅(qū)動(dòng)端通過一球形滾珠軸承裝在一有裂口的止推軸承座上，該軸承座用螺栓固定在橋尾上。而軸承用唇形封條封住。軸的驅(qū)動(dòng)端通過一球形滾珠軸承裝在一個(gè)結(jié)合軸承座和齒輪箱上。軸承座用螺栓固定在橋尾上。齒輪軸通過軸承延伸至一個(gè)陽性花鍵。 齒輪箱式是帶有一個(gè)輸入驅(qū)動(dòng)的三級(jí)周轉(zhuǎn)圓類型。用一個(gè)彎曲軸液壓活塞式電動(dòng)機(jī)來驅(qū)動(dòng)齒輪箱輸入軸，該電動(dòng)機(jī)使用液壓制動(dòng)剎車裝置。齒輪箱輸出是一個(gè)有內(nèi)孔的插座。齒輪箱上裝有記錄器，以及表盤；表盤必須與齒輪箱軸及齒輪軸垂直。 橋的升起通過對(duì)液壓電動(dòng)機(jī)的油加壓，進(jìn)而帶動(dòng)齒輪箱輸入軸，輸出軸(通過齒輪箱)和鏈輪來實(shí)現(xiàn)。 當(dāng)液壓電動(dòng)機(jī)運(yùn)作時(shí)，橋能夠升高的最大角度約為84度。 提升橋的液壓的功率單位鎖定在安置在橋墩上的機(jī)器內(nèi)。液壓系統(tǒng)的功率要滿足既能提升又能降低橋面板，二者要達(dá)到合理的平衡。 啟閉緊急緩沖器 ：在完全降低或完全提升的情況下，如遇到限位開關(guān)故障，則要求緊急緩沖器能夠控制橋。緩沖器是液壓混合缸型。其大小取決于適當(dāng)橋速的詳細(xì)設(shè)計(jì)，他們用于控制哪部分則取決于液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 他們安置于基礎(chǔ)坑并且在橋尾進(jìn)行操作。 液壓系統(tǒng)：液壓動(dòng)力裝置：此動(dòng)力裝置液壓離線導(dǎo)管過濾結(jié)構(gòu)和其所附