舟山西堠門大橋介紹

1、匯報人：指導老師：創(chuàng)新技術(shù)分析匯報創(chuàng)新技術(shù)分析匯報舟山西堠門大橋技術(shù)創(chuàng)新理念橋梁背景設(shè)計特點總體布局構(gòu)思景觀要求考慮目錄技術(shù)創(chuàng)新理念設(shè)計特點總體布局構(gòu)思景觀要求考慮橋梁背景目錄岑港大橋響礁門大橋桃夭門大橋一 橋梁背景西堠門大橋金塘大橋舟山大陸連島工程2001年2003年2004年2008年2009年一 橋梁背景世界上首次采用了分體式鋼箱加勁梁首創(chuàng)國內(nèi)主纜索股水平成圈放索工藝鋼箱梁全長位居世界第一2015年菲迪克工程杰出項目獎世界上首座分體式鋼箱梁懸索橋主跨長度位居目前懸索橋世界第二、國內(nèi)第一西堠門大橋所獲成就技術(shù)創(chuàng)新理念橋梁背景總體布局構(gòu)思景觀要求考慮設(shè)計特點目錄二 設(shè)計特點 公路等級：四車道

2、高速公路； 設(shè)計行車速度：80 km/h ; 設(shè)計荷載：公路- 級； 橋面寬度：2 11.5 m ; 通航標準：通航凈高為設(shè)計最高通航水位以上 49.5 m , 通航凈寬為 630 m ; 設(shè)計基準風速：運營階段重現(xiàn)期 100 年U10 =41.12 m/s， 施工階段重現(xiàn)期 20 年U10 =36.19 m/s ; 地震基本烈度：7 度。橋梁設(shè)計標準二 設(shè)計特點最大設(shè)計難題風況環(huán)境惡劣1、橋區(qū)受強熱帶風暴影響的頻率較高；2、橋區(qū)季風頻繁。西堠門海域風況環(huán)境十分惡劣鋼箱梁架設(shè)兩大難題1、已架設(shè)梁段（包括成橋運營后）和跨纜吊機的抗風穩(wěn)定性；2、季風頻繁期海上作業(yè)時間短和運梁船精確定位以及施工組織

3、、管理等問題。 最終，首次在特大跨徑懸索橋中研發(fā)并實踐了新型分體式鋼箱梁，并且攻克了結(jié)構(gòu)抗風穩(wěn)定性難題，發(fā)現(xiàn)了加勁梁抗風新規(guī)律，同時開創(chuàng)了臺風期架設(shè)鋼箱梁的先例。技術(shù)創(chuàng)新理念橋梁背景設(shè)計特點景觀要求考慮總體布局構(gòu)思目錄三 總體布局構(gòu)思 西堠門水道為西北東南走向的水道, 長約7.7km，平均寬2.5km，最窄處寬約1.9km。西堠門水道潮流流速大, 且有強烈旋渦。 橋址區(qū)屬海島低山丘陵區(qū)，地形、地勢起伏變化大。同時，橋址區(qū)水下地質(zhì)情況復雜。 首先，根據(jù)橋位區(qū)的水文條件，大橋宜采用大跨徑的索結(jié)構(gòu)橋型方案，這樣可以避免修建深水基礎(chǔ)，從而減小施工難度、節(jié)省投資。其次，本橋的通航要求高，通航凈高為49.

4、5m，因此應(yīng)選擇兩岸有山的位置，這樣可根據(jù)橋梁縱坡選擇合適的等高線相連，從而減短引橋長度、降低造價。 按照構(gòu)思思路，有左圖所示的3個橋位可以考慮。水文、地質(zhì)條件三 總體布局構(gòu)思 通過比較，最南側(cè)橋位跨海距離最短，且可利用橋位處的老虎山，大大減小主跨跨徑，因而其工程規(guī)模及技術(shù)難度遠小于其他兩個橋位，具有相當明顯的優(yōu)勢。故最終橋位選定在如圖紅線所示處。 橋位處水面寬度約為2000m，被老虎山分為南、北兩汊。南汊寬度約為1600m，最大水深達95m；北汊寬約370m，最大水深約為70m 。 冊子島金塘島橋位比選三 總體布局構(gòu)思 西堠門大橋的主橋的塔、錨均位于直線上。而橋岸上的南邊跨引橋如果布置成直線

5、, 其后的跨水庫特大橋需采用120130m的大跨徑結(jié)構(gòu)以及穿越小東堠山嶺長度約300m的隧道, 兩項工程造價將達6000萬元。 因此，南邊跨引橋設(shè)置半徑1250m的平曲線右彎(即過南塔后開始平彎)，減小了施工難度，同時降低了工程造價, 平面線形確定后，縱面豎曲線的布設(shè)方式亦隨之確定，即中跨范圍設(shè)置豎曲線，全橋縱坡為2.5%。橋梁平面布置三 總體布局構(gòu)思三 總體布局構(gòu)思 因為南汊水道要求的跨越能力已達1500m以上，屬于懸索橋的適用跨徑范圍，所以主橋橋型方案采用懸索橋方案。同時根據(jù)造價估算，最終選定跨徑為1650m的懸索橋方案。 綜上，西堠門大橋采用老虎山設(shè)塔、兩個大跨(即中跨、北邊跨)分別跨越

6、南北汊水道的方式跨越西堠門水道，塔、錨均位于岸上。懸索橋主纜分跨為578m +1650 m+485m，矢跨比為1/10 。北側(cè)南側(cè)橋梁立面布置三 總體布局構(gòu)思橋梁橫斷面方案比選方案雙箱斷面方案單箱斷面方案敞開式格構(gòu)方案斷面形狀下頁左圖下頁中圖下頁右圖原理斷面開槽，上下對流以消除梁頂?shù)酌娴膲毫Σ罴哟罅焊撸黾优濐l率比斷面開槽，上下對流以消除梁頂?shù)酌娴膲毫Σ顢嗝嫣攸c由分離雙箱及橫梁組成，中央開槽寬度為6m單箱由分離雙箱及橫梁組成，中央開槽寬度為10.6 m，橫梁上覆格構(gòu)作為橋面系梁高3.5 m5 m3.5 m全寬36 m33.1 m30.1 m氣動措施無2.16m 高中央穩(wěn)定板無試驗顫振臨界風速

7、88.4 m/s 89.3 m/s 91.1 m/s優(yōu)劣評價技術(shù)成熟，工程造價適中，綜合指標最佳梁高較高，造型厚重，用鋼量大，工程造價高經(jīng)濟性最好，但技術(shù)不夠成熟三 總體布局構(gòu)思西堠門大橋的顫振檢驗風速高達78.74 m/s , 這對加勁梁的氣動穩(wěn)定性提出了很高的要求。在對加勁梁的型式進行充分比選后，最終采用扁平流線形分離式雙箱斷面，即第一種斷面方案。橋梁橫斷面方案選定橋梁背景設(shè)計特點總體布局構(gòu)思景觀要求考慮技術(shù)創(chuàng)新理念目錄四 技術(shù)創(chuàng)新理念 空氣動力穩(wěn)定性是大跨徑懸索橋設(shè)計的主要考慮因素，也是西堠門大橋設(shè)計所面臨的主要挑戰(zhàn)。 為此，針對中央開槽的雙箱斷面、單箱斷面及敞開式格構(gòu)的雙箱斷面進行了研

8、究。（見前面橫斷面方案比選） 針對中央開槽加勁梁斷面進行顫振優(yōu)化選型，采用CFD計算和二維顫振分析相結(jié)合的方法，進行了數(shù)值風洞氣動選型，最終決定開槽寬度為6m； 另外，也開展了對靜風失穩(wěn)臨界風速研究, 采用計入三分力影響的非線性有限元分析方法, 通過對中央開槽斷面加勁梁豎向、側(cè)向和扭轉(zhuǎn)位移隨風速變化的計算, 確定靜風失穩(wěn)臨界風速, 并通過風洞試驗驗證。橋梁抗風性能研究四 技術(shù)創(chuàng)新理念雙箱分體式鋼箱梁設(shè)計及安裝 西堠門大橋首次在大跨徑懸索橋中采用雙箱分體式鋼箱梁，其各部分構(gòu)件的傳力途徑、力學特點與整體式鋼箱梁有較大的差別，橫向傳力構(gòu)造成為關(guān)鍵部件，其傳力是否順暢，是否有效適用，尤為重要。綜合考慮

9、架設(shè)階段與運行階段的受力要求，本橋在分體箱梁之間設(shè)置了橫向連接箱梁與橫向連接工字梁。 西堠門水道特點是：水深流急，主槽深；實測最大漲落潮漂流流速較大；水道內(nèi)存在裸露的孤丘和水下暗礁，且有強烈的漩渦；橋位區(qū)地形、地勢起伏變化較大，弱、微風化基巖埋藏淺或直接裸露。在對鋼箱梁運輸船舶定位作業(yè)的時機和方式進行選擇時, 考慮上述因素, 不便實施傳統(tǒng)的拋錨定位, 而考慮動力定位（一種可以不用錨系而自動保持海上浮動裝置的定位方法）。四 技術(shù)創(chuàng)新理念直升機牽引先導索過海的新技術(shù) 由于西堠門大橋海域環(huán)境復雜，且該航道是國際航道兼軍用航道，不宜封航。經(jīng)與傳統(tǒng)的先導索過海方法(自由懸掛拖船牽引法、浮索法、水底牽索法

10、)進行比選后，決定采用直升機牽引懸索橋先導索過海的新技術(shù)。 本橋?qū)χ鄙龣C牽引先導索過海技術(shù)進行了深入研究，首次提出了放索系統(tǒng)與直升機分離的創(chuàng)新模式，大幅降低了直升機的負荷和改造費用，為選用經(jīng)濟合理的直升機機型提供了基礎(chǔ)。另外還研制了功能完善的，可以高速放索、收索、制動、降溫、輕便靈活的放索系統(tǒng)。通過大量飛行試驗, 總結(jié)出了在不利風況條件下, 直升機飛行與放索系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制技術(shù)。四 技術(shù)創(chuàng)新理念鋼箱梁電弧噴涂層納米改性封閉漆和橋面活動風障 西堠門大橋鋼箱梁在海洋環(huán)境中, 容易遭受鹽霧大氣的腐蝕，因此，針對長效防腐措施的研究尤為重要。本橋?qū)⒓{米技術(shù)與封閉涂料相結(jié)合，成功研制了新型電弧噴涂層納米改性

11、環(huán)氧封閉漆，妥善解決了上述難題。納米環(huán)氧封閉漆真正滲透進了噴鋁涂層內(nèi)部，基本上填充了鋁涂層內(nèi)部的孔隙，起到了良好的物理封孔的作用。 在西堠門大橋的設(shè)計過程中首創(chuàng)了可變姿態(tài)的活動風障，保障了橋面行車與結(jié)構(gòu)抗風的安全性，顯著提高了經(jīng)濟和社會效益。具體操作是：有風時豎起風障，保障行車安全，提高通行能力；無風時放倒風障，降低橋梁風阻系數(shù)，確保橋梁安全。技術(shù)創(chuàng)新理念橋梁背景設(shè)計特點總體布局構(gòu)思景觀要求考慮目錄五 景觀要求考慮 拉索體系橋梁最能其體現(xiàn)美學價值的部位是橋塔。 索塔為鋼筋混凝土門式框架結(jié)構(gòu)。索塔塔柱橫向上端內(nèi)傾，塔柱外側(cè)線條兩次傾斜，使橋面以下塔柱的錐度增大，產(chǎn)生強烈的美學效果。 塔柱為鋼筋混

12、凝土箱形截面，上塔柱為等截面；中塔柱自中橫梁開始線性變化至標高 67.0m，而后線性變化至塔底截面；其中標高在 59.5m 以上的 15m 高度范圍內(nèi)，截面尺寸按圓弧形變化。為美化索塔外形，在塔柱截面四角設(shè)置了尺寸為 70cm 70cm 的直角凹缺。橋塔美學設(shè)計五 景觀要求考慮 西堠門大橋選用橙紅色的“佛光黃” 作為主色調(diào)。從佛文化中引申提煉出代表色“佛光黃”色彩應(yīng)用在西堠門大橋上，使大橋更顯尊嚴、吉祥，線條明快而醒目，十分鮮明地表達了舟山群島的“海天佛國”這一地域特色。 西堠門大橋的重要涂裝要素為橋塔、主纜和箱梁。這些主體結(jié)構(gòu)部位均與“佛光黃”為同一色系，視覺沖擊效果更強烈，標志性工程的形象得到凸顯。次要涂裝要素為吊索和錨碇，這兩部位運用柔和色系，給主體色以必要的輔助搭配, 豐富了主體色彩。橋梁色彩涂裝五 景觀要求考