初来乍到，发一个以前设计的悬索桥的介绍

zhuomuniao... · 发表于 2010-3-24 12:45:46

迎宾大桥施工图设计说明
1.       工程概况
迎宾大桥位于临沂市柳青河上，与内环路相连，是南坊新区建设的重要组成部分。桥梁结构采用独塔双索面自锚式混凝土悬索桥形式，桥梁主跨为70m，边跨为25m，主缆中心距32m，吊索沿顺桥向间距4m。索塔采用欧式塔型，塔结构总高34米，桥面以上塔结构高24.5米(其中2.5米为装饰部分,桥面至主缆中心点为22米)；横断面上共两个欧式塔，中间不设横向连接。桥梁横断面宽43米，上部加劲梁采用双边肋纵梁与吊杆间横梁相交的框架体系，纵横梁高度采用2米，其间设置现浇钢筋混凝土桥面板，桥面铺装采用9cm厚沥青混凝土。下部结构主塔基础采用φ150cm的群桩，主跨桥台采用钻孔灌注桩，小边跨桥台采用半整体式重力桥台。
内环路是南坊新区的主要道路，其间是商业办公黄金用地，为此选择两个主塔做为桥体设计元素，意喻着临沂市的开放之门和张开双臂迎接海内外宾客之意。桥塔顶部造型为山东莒县大汶口文化出土的中国最早的象形文字造型，基座四周侧面装饰了体现沂蒙文化特色的雕塑造型。该桥为山东省第一座独塔自锚式悬索桥，其受力体系清晰明确，轮廓分明，良好的欧式桥型将为柳青河增添一缕亮色，同时也从一个侧面反映出一个城市的整体风貌。其效果图如下：

2. 技术标准
1)       道路等级：城市主干路
2)       机动车道数：双向8车道(主塔外另设置2个非机动车道,兼做人行道)
3)       计算行车速度： 60km/h
4)       桥梁宽度：43 m，布置形式为：0.25m护栏+4m人行及非机动车道+2.5m锚索区+（0.5m+4×3.5m+0.5m+4×3.5m+0.5m）机动车道+2.5m锚索区+4m人行及非机动车道+0.25m护栏
5)       桥面横坡：1.5%
6)       桥梁纵断：主塔位于变坡点处，前后纵坡2％，凸曲线半径3000m
7)       设计荷载：城－A级，人行及非机动车道活载3.5KN/m2
8)       地震基本烈度为Ⅶ，结构物按Ⅷ度设防
9)       设计洪水频率1/100，设计洪水位68.00m
3．设计规范
1）       《城市道路交通规划设计规范》GB50220-95
2）       《城市道路设计规范》CJJ37-90
3）       《城市桥梁设计准则》CJJ11-93
4）       《城市桥梁设计荷载标准》CJJ77-98
5）       《公路圬工桥涵设计规范》JTG D61-2005
6）       《公路桥涵设计通用规范》JTG D60-2004
7）       《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62-2004
8）       《公路桥涵地基与基础设计规范》JTJ024-85
9) 《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》JTJ025-86
10) 《公路工程抗震设计规范》JTJ 004-89
11）《公路工程结构可靠度设计统一标准》GB/T50283—1999
4．主要材料
纵梁、横梁、主塔：C55混凝土；
桥面板：C55微膨胀混凝土；
主缆：标准强度σb=1770MPa，平行钢丝成品索（不带外护套）；
吊杆：标准强度σb=1670MPaφ7镀锌钢丝；
主索鞍、散束套、索夹：ZG270-500；
台身、搭板、桥墩承台：C30混凝土；
桥台承台、桩：C25混凝土；
预应力钢筋：标准强度σb=1860Mpa，φs15.24的高强度、低松弛钢绞线；
普通钢筋：HRB335、R235钢；
桥面铺装：4cm细粒式沥青混凝土+5cm粗粒式沥青混凝土；下设三层FYT-1型防水涂料。
5．自然地质条件
5.1区域地质构造
桥梁区域地层主要为：上部为第四系河流相冲洪积粘性土、砂土等覆盖层，厚度一般5～14米；下伏基岩主要为白垩系、石炭系、奥陶系地层，其中白垩系地层主要岩性为安山岩、玄武质安山岩、角砾状安山岩、粗安岩，凝灰岩以及灰Huang色含砾长石砂岩、长石、石英砂岩等，主要分布在沂河东岸；石炭系地层主要为灰Huang色和深灰色粉砂岩、粉砂质页岩夹细砂岩、铁质泥岩、铝土质泥岩、石灰岩、碳质页岩和煤线（层）等，主要沿沂河两侧分布；奥陶系地层主要为灰色厚层、中厚层泥晶灰岩，灰色、黄灰色厚层和中厚层细晶白云岩夹粉晶白云岩以及中厚层粉晶、灰质、泥质白云岩等，主要分布在沂河西岸。本区地层产状平缓，倾向北东20～40度左右，倾角10～40度。
岩体中有中生代燕山晚期侵入岩分布，主要为闪长岩、煌斑岩、二长斑岩等，呈岩脉状展布于基岩中。
区域构造主要为断裂构造，主要有沂沭断裂带和蒙山断裂。
沂沭断裂带是山东省最重要的断裂带，主要由四条主干断裂组成，自西向东为鄌郚—葛沟断裂、沂水—汤头断裂、安丘—莒县断裂和昌邑—大店断裂，由断裂切割而形成“两堑夹一垒”的结构形式，沂沭断裂带是一条多期活动的复杂构造带，新构造运动强烈，最东边的昌邑—大店断裂活动最为强烈，向西依次减弱；沂沭断裂带的最西边的鄌郚—葛沟断裂，距拟建场地5公里左右。另在附近地区内，发育大量北北东、北西、东西向小断裂，规模较小，在区域中不占重要地位。
蒙山断裂为平邑断陷的北部边界，在拟建场地北约15公里左右，呈北西向310—320度展布，倾向南西，倾角60-70度，断裂带宽30-50M，断裂下盘为寒武系地层及前寒武侵入花岗岩、变质岩等，上盘为中生界及新生界地层，断裂具多期活动特征，主活动期为燕山期，为非全新世活动断裂。
5.2场地水文简况和地形地貌
拟建悬索桥位于柳青河下游地段，向南约2公里汇入沂河。柳青河因多年人工筑坝，下游水流平缓，平均水深小于1.0米，河床底已基本处于稳定状态，洪水集中在夏季，最大水位约在标高68.0米。地貌上属河床和河堤，形态为U字型，地形起伏较大。桥位处地面标高为65.88-72.88米。
5.3气象资料
鲁南地区地处中纬度区，属温带季风区大陆气候，临沂市在此区的南部平原气候区，主要气候特点是年气温高，热量资源丰富，雨量充沛，气候温润，夏季炎热，雨量集中，暴雨多。1951-1988年历年平均气温13.25℃，极端最高气温40.0℃（1951年6月20日），极端最低气温-16.5℃（1969年2月6日）。春秋冬三季多偏东北风，夏季多东至东南风；降雨量年变化大，累计年平均降水量864.50毫米，最多年降雨量为1417.3毫米（1960年），最少年降雨量为529.5毫米（1988年），降水量时间多集中在夏季，占全年降水量的63.9%，为春秋两季降水量的二倍。初霜期平均在霜降前后，年无霜期平均200天，年平均相对湿度69%，年平均蒸发量1767.3毫米。年平均气压1007.9毫米。1951年-1988年月平均气温、降水量见下表：                                        表1
月份
项目       1       2       3       4       5       6       7       8       9       10       11       12
气温(℃)       -1.34       0.68       6.29       13.42       19.41       23.82       26.08       25.86       20.95       15.03       7.72       1.07
降水（mm）       12.17       14.21       24.19       46.74       52.23       102.2       269.1       175.5       175.5       41.9       25.9       13.2
5.4地层结构及基本特征
桥位处地层上覆人工填土，其下为第四系冲积亚粘土,下伏基岩为白垩系安山岩。现对各地层分述如下：
（1）人工填土(Q4me)：黄褐色-杂色，稍湿，松散，柳青河两岸以亚粘土为主，混中粗砂和少量碎石，河底为淤泥夹碎石块。本层层厚1.20-4.10米，层底深度1.20-4.10米, 层底标高64.48-68.78米。
（2）亚粘土(Q4al)：灰褐色，软塑，土质不均匀，含少许砂粒，切面稍光滑，韧性中等，干强度中等，无摇振反应；该层受河流冲刷影响，仅分布于河两岸。本层层厚2.20-2.30米，层底深度6.20-6.40米，层底标高65.92-66.48米。本层内进行标准贯入试验2次，取原状土样3件。主要物理力学性质指标见表2：
         第(2)层亚粘土物理力学性质统计表             表2
      项    目
指标       统计个数(n)       最小值(Xmin)       最大值
(Xmax)       平均值
(Φm)       标准差
(бf)       变异系数
(δ)
含水率W(%)       3       28.5       31.2       30.1       1.4       0.05
重度γ（KN/m3）       3       19.2       19.5       19.3       0.2       0.01
孔隙比e       3       0.783       0.802       0.793       0.009       0.01
饱和度Sr(%)       3       99       100       100       1       0.01
塑性指数Ip       3       15.1       15.4       15.2       0.2       0.01
液性指数Il       3       0.62       0.75       0.70       0.07       0.10
压缩系数a0.1-0.2(Mpa-1)       3       0.50       0.65       0.59       0.08       0.14
压缩模量E0.1-0.2（Mpa）       3       2.76       3.57       3.06       0.44       0.14
抗剪强度
(直剪快剪)       C(kpa）       3       15.3       20.3       17.5       2.6       0.15
      Φq(度)       3       9.6       12.2       10.7       1.3       0.13
标贯试验修正数N(击)       2       2.8       3.7       3.3
（3-1）全风化安山岩(K)：暗灰绿色，岩芯风化成硬塑粘土状混少许碎石块，主要成分为斜长石、角闪石，原岩结构已基本破坏,干钻可钻进，为极软岩。本层层厚0.90-1.70米，层底深度2.40-7.80米，层底标高62.98-65.08米。本层内进行标准贯入试验2次，平均修正击数为22.9击.
（3-2）强风化安山岩(K)：暗灰绿色，岩体呈碎石状，主要成分为斜长石、角闪石，斑状结构，块状构造，干钻不易钻进，为软岩，岩石破碎，岩体基本质量等级为Ⅴ级。本层层厚6.00-7.10米，层底深度8.90-14.00米，层底标高55.88-59.08米。
（3-3）弱风化安山岩(K): 暗灰绿色，岩体呈碎块状，局部大块状，主要成分为斜长石、角闪石，斑状结构，块状构造，为硬质岩，岩石较完整，岩体基本质量等级为Ⅱ级。本次勘察控制层厚7.3米，控制层底深度21.1米，相应层底标高48.68米。该层取岩石样6件，试验指标如下。
                  岩石抗压试验指标统计表                   表3
土层编号       土层名称       统计个数       最大值       最小值       平均值       标准差       变异系数       标准值
3-3       弱风化安山岩       6       78.6       65.3       72.2       5.0       0.07       68.2
5.5地下水
为第四系孔隙水及基岩风化裂隙水，主要受大气降水和柳青河侧向补给，该地下水位在高程66.50米处，含水量较小，水位变化随季节和降水量的大小变化明显。场地处于湿润区、半湿润区的混凝土直接临水，且均有干湿或冻融交替作用，场地环境为Ⅱ类，根据临近三合里小区所取水质分析测试结果和区域资料判定，判定地下水的结晶类、分解类、结晶分解类腐蚀均对砼无腐蚀性。
5.6场地层土（岩）岩土工程分析
  1)地质条件分析：
①场地内第四系覆盖层厚度为6米左右，地层分布不均匀，不能形成独立的持力层；②下伏全风化安山岩埋藏较浅，不满足稳定性要求； ③第（3-2）层强风化安山岩、第（3-3）层弱风化安山岩物理力学性质比较好，且处于冲刷线以下，可做为本场地良好的持力层。
2)岩（土）层各岩土工程参数确定：
依据钻探和试验资料，参照现行有关规范，结合地区经验，各层土(岩)的岩土工程参数建议如下:                                                          表4
地层编号       岩土名称       容许承载力（σ0）
(kPa)       钻孔桩桩周土极限摩阻力(kPa)       岩石单轴极限抗压强度(MPa)
1       填土       --       25       --
2       亚粘土       140       40       --
3-1       全风化安山岩       300       80       --
3-2       强风化安山岩       500       140       --
3-3       弱风化安山岩       3000       1200       68.2
6.设计要点
6.1受力特性及结构计算分析
1、受力特性：
自锚式悬索桥保持了传统地锚式悬索桥桥型优美轻便的优点，又具有其主缆直接锚固在加劲梁梁端这个最大的特点，节省了庞大的锚碇结构，使加劲梁直接承受主缆传来的水平分力，是一个相对独立的结构受力体系。
自锚式悬索桥的结构体系，与地锚式悬索桥一样，兼有索和梁的受力特点。在外荷载的作用下，主缆和主梁共同受力。主缆是这种组合体系的主要承重构件，承受恒载和活载，其在荷载作用下的变形直接影响到这个组合体系的受力分配和变形。而自锚式的主缆是直接锚固于加劲梁而非锚锭体上，因此体系中的主梁不仅要承担活载作用，还要承受由主缆传递给主梁的巨大水平轴向分力。因此主梁受力较地锚式的加劲梁复杂，类似于一个偏心受压构件，弯、压、扭剪复合受力，这就对主梁的构造和材料性质要求很高。结构体系内任何一个参数的变化都会对整个体系产生很大的影响。
2、结构计算分析：计算采用大型有限元计算程序桥梁博士3.0及midas并结合手算进行，首先由桥梁博士计算确定桥面横梁及桥面板尺寸，拟定主缆及纵梁尺寸，采用线性有限位移法，用MIDAS程序计算得到成桥状态下的主缆线形，并退步分析各施工状态下的应力状况及主缆线形。计算中主缆和吊索采用索单元，索塔和加劲梁采用梁单元。结构的约束条件是：主塔塔底为固结，主缆在塔顶主鞍中心处按可以沿纵向滑动考虑，主缆在加劲梁上锚固用主从约束模拟，加劲梁梁端纵向位移和转角均为自由,仅有竖向约束及绕X轴旋转的约束，加劲梁和索塔固结。
本次计算共分为四个部分：
1）成桥线形的确定；
2）成桥状态的分析；
3）空缆线形的确定；
4）加劲梁的受力分析。
其中，成桥线形和空缆线形的确定采用节线法的原理进行计算。节线法采用了日本Ohtsuki博士使用的计算索平衡状态方程式，是利用加劲梁、吊杆自重作用下产生的内力平衡条件来计算主缆的坐标和张力的方法。此方法是悬索桥（广安大桥、永宗大桥、日本明石海峡大桥）广泛应用的方法。
用节线法计算自锚式悬索桥形状时，要把加劲梁的均布荷载换算成集中荷载加载在吊杆的下端，然后用此集中荷载计算出主缆和吊杆的坐标。第一次计算的主缆坐标只考虑了加劲梁自重和附属构件荷载。为了计算考虑主缆、吊杆自重的主缆坐标，根据通过坐标计算而得的主缆、吊杆自重重新进行反复迭代计算，最终求出收敛的主缆坐标。
根据推算出的成桥主缆线形用MIDAS软件进行迎宾大桥的建模计算，计算共分为以下几种荷载组合：
1）       恒载；
2）       恒载＋温升30度；
3）       恒载＋温降30度；
4）       恒载＋温升30度＋活载；
5）       恒载＋温降30度＋活载；
6.2加劲梁及桥面系
本桥桥面较宽，加劲梁及桥面系采取何种材料及形式，设计时做了如下分析
1、加劲梁材料：
钢材自重轻，可用于跨度较大的桥梁；吊装方便，工期较短；受温度影响较混凝土小。但自锚式悬索桥的钢梁承受主缆传来的水平压力，在较大的轴向力作用下钢梁会发生压屈失稳，影响稳定性。另外，造价高，防锈防侵蚀性差，后期养护费用高，是钢梁较混凝土材料明显的不足。同钢加劲梁相比，采用混凝土加劲梁虽然其自重增加，但结构的刚度也增加了。对于自锚式悬索桥，主梁受到主缆传来的水平轴力，采用混凝土材料能充分发挥其抗压性能好的特点，相当于给梁提供了“免费的”预应力，甚至主梁为全预应力结构，配置普通钢筋即可满足受力要求，因此可节省资金及方便施工。本桥桥梁跨径不大，设计采用混凝土材料。
2、主梁及桥面系形式
自锚式悬索桥的恒载由主缆承担，随着桥梁重量的增加，主缆拉力会增大，加劲梁受的水平轴力也相应增加，甚至全截面受压，为保证抗压，梁截面及配筋量需增加，从而恒载增加，导致缆索尺寸增加。因此，为节省材料，增加主缆及纵梁的安全储备，设计应尽量降低主梁及桥面重量，采用材料轻、厚度小的桥面铺装，避免采用重量大的混凝土防撞墙，为此，本次设计除主车道外侧采用安全性高的混凝土防撞护栏外，在非机动车道外侧采用了轻型的钢护栏（非机动车道内侧仅设置护轮带），在全桥仅设置9厘米沥青混凝土铺装，不再设置钢筋混凝土铺装。
由于自锚式悬索桥在运行过程中需由主梁承受活载，因此主梁需具有一定的刚度和抗扭性能，采用刚度比较大的箱形截面是不错的选择。设计经分析后采用了现浇钢筋混凝土梁格体系，加劲梁在全桥为双主梁，主跨设置为箱形截面形式，小边跨采用实心以用做压重。每个塔柱处各设1根主梁，每根主梁高2m，宽4m，端部5.5米范围内高度变为2.75米；渐变段长度0#台为2米，2#台为1.5米，采用C55混凝土；对应于加劲梁的吊杆处均设置预应力混凝土横梁，主跨中横梁宽度为40厘米，边跨中横梁宽度为70厘米，塔间横梁在两塔间的部分为空心箱形截面，宽度为3米；主跨桥面板厚度采用22厘米，考虑配重，边跨桥面板采用25厘米；加劲梁两端尺寸加大，用于锚固主缆索并用作压重。
6.3 主缆
自锚式悬索桥的受力特点要求主缆应采用高强度轻质材料，为此在设计时对钢绞线和钢丝方案进行了分析比较。钢绞线强度更高一些，采用时可以在塔顶进行张拉锚固，从而节省索鞍，但因本桥主缆受力较大，需要的锚固空间比较大，受到了主塔尺寸的限制。设计仍采用了悬索桥常用的平行钢丝成品索，全桥主缆共计2根，主缆间横向间距32m，最大索力约为7000吨/根，每根主缆由37股平行钢丝成品索（不带PE护套）编制而成，每股成品索由127丝φ5.25mm的钢丝组成，每股成品索的破断荷载为4866.1kN。标准强度σb=1770MPa，安全系数K>2.5。主缆的空隙率，在索夹处控制为18%，其余控制为20%。
主缆采用冷铸锚锚固体系，在主缆散索鞍后，主缆呈辐射形散开，每根主缆分成37股，分别锚固在端锚梁上。
主缆不可能达到墩台结构的寿命，将来更换是极其困难的。吊杆将来更换时，也不容易。它们的防腐性能决定桥梁的健康。本桥主缆防腐方案采用六层防腐：
①       在钢丝表面刷涂磷化底漆，厚10um；
②       密封腻子（聚氨脂腻子），厚度应高出钢丝2mm；
③       缠丝（Ф4镀锌钢丝）；
④       密封腻子，填满缠丝间的凹缝；
⑤       防水面漆，厚500um；
⑥       防紫外线面漆，厚250um；
6.4吊杆
本桥吊杆间距选定为4m，之所以选取如此密布的索距，有下述几个方面的考虑：
①本桥宽度很大，两吊点间横梁长度长达32m，承担双向共10个车道的荷载，故横梁的设计是本桥控制因素之一，选用稍密的吊索间距，可有效减小桥面板及活载传递给横梁的荷载值，为横梁设计带来方便；
②自锚式悬索桥索夹的最大特点是下滑力大，如主缆切线角达到30。时，其正弦值O．5，即下滑力是吊索拉力的50%。由此，要求索夹高强螺杆数量多，索夹长度必然不小；而另一方面，因主缆切线角变化比较快，为保证直的索夹夹紧曲的主缆，客观上又要求对索夹长度作出限制，以保障索夹与主缆钢丝间摩擦力，并使索夹处主缆的二次应力得到控制。因此，设计中采取措施减小吊索拉力，可以降低主缆局部弯折程度，方便索夹的设计。而减小吊索间距，单根吊索拉力自会相应减小，从而可为索夹设计及施工带来方便。
③本桥跨度不大，主塔粗壮，当吊索过于稀疏时，纤细的吊杆与粗壮的主塔塔柱对比将过于强烈，选用稍密的吊索间距有助于感官上的协调，并有助于突出悬索外形的根本特征。
经过计算分析，吊杆分别采用73φ7mm、121φ7mm、163φ7mm及223φ7mm镀锌高强平行钢丝，强度为1670Mpa，拉索外加双层PE，黑色+彩色，吊杆安装后，下部PE外表面包不锈钢护套以防止滑伤。吊杆由专业厂家生产，安全系数K>3。吊杆上端通过索夹固定于主缆，吊杆与索夹采用耳板销接，下端与梁体为冷铸锚锚固，张拉端设在底部。根据所在位置主缆倾角的不同，索夹设计为不同尺寸形式。
吊杆防腐方案采用：吊杆外套钢管；与纵梁结合处加防水罩；加劲纵梁预埋管内注防腐油脂；下锚头加保护罩并注防腐油脂，锚垫板的外露面喷涂一层防锈底漆，安装完毕后再喷涂面漆。
6.5索鞍
索鞍由鞍体、索鞍底座上平板及盖板等组成。全桥共2个索鞍。鞍体采用ZG270-500铸钢整体铸造，底部设3mm不锈钢板，不锈钢板与鞍体间采用焊接连接。底座上平板为Q345C钢板，上铺7mm厚四氟乙烯板，以保证鞍体在施工阶段可纵向移动，底座上平板与主塔顶预埋钢板采用高强螺栓连接。成桥后，鞍体应与底座上平板采用高强螺栓予以固定。
主缆在索鞍承缆槽内逐股放线定位，待37股成品索全部定位后，采用铅条封填，上盖板，紧螺栓，完成主缆在索鞍内的定位固定。
在架设主缆时，鞍体在纵桥向设置预偏量，在随后的施工过程中，根据施工控制要求，可对索鞍进行限量顶推。成桥后，索鞍内主缆切线交点应与主塔中心线吻合。
成桥后，索鞍上应设置保护罩，以避免索鞍长期处于暴露状态。
6.6索夹
索夹采用两个铸钢半圆构件，采用高强螺栓对接（左右对接），由于吊杆力大小及索夹处主缆倾斜角度的不同，索夹的长度及对接所需螺栓数量也不同，全桥共有34对索夹。
索夹及附件的防腐措施采用喷涂防腐油漆，油漆分多道喷涂。
6.7散束套
与索夹相似，散束套由两半构成，散束点以上为直段、散束点以下呈漏斗状。主缆架设前，在散束套前端附近安放主缆成型器，临时固定主缆各束股的相对位置。束股架设完毕，安装散束套，因这时各束股拉力并不大，散束套左右两半安装对合并不困难，之后张拉高强螺杆，并于浇注梁顶锚块前撤除主缆成型器。
6.8 索塔
主塔高耸于河面，是自锚式悬索桥景观控制元素，除满足受力要求外，景观要求也是结构选型的基本因素。主塔塔顶承载主鞍座，受集中压力；因主梁通长受压，需从主塔处连续通过，主塔设计限制因素较多，尤其当主跨跨度相对不大、桥面又较宽时，为获得主塔外形与全桥结构的协调一致困难较多。本桥设计中采用以下措施优化主塔外观：① 选用较大的主缆矢跨比以增加主塔高度；② 塔柱直立、鞍座置于塔柱正上方；③在塔柱稳定和横向受力安全的前提下，取消塔顶横梁；④在塔柱上设置装饰性，使塔形成富于变化且显得高而挺拔。
一般说来，为避免主塔下塔柱承受纵向水平力，不宜采用塔梁固接。但鉴于本桥跨径较小，主塔相对比较粗壮，刚度很大，而且地质条件比较好，小跨一侧的桥台采用了半整体式桥台，对抗震有利，设计采用了塔梁固结以方便施工。
本桥主塔全高34米，桥面以上高24.5米(其中2.5米为装饰部分,桥面至主缆理论中心点为22米)。全塔均为实体矩形截面，桥面以上塔身作等截面布置，纵横向基本结构尺寸为2.1×3.0米，桥面以下为单向变截面，纵向3.5米保持不变，横向尺寸由顶部2.5x3.5米变化到3.5x3.5米。
塔顶设置主索鞍，并通过塔顶预埋钢板与索塔固定。塔顶应设置避雷装置。
根据河床地质条件，并考虑可以有效的抵抗地震荷载，基础采用承台下设置钻孔灌注桩群桩结构，每个主塔承台下设置9根Φ150cm嵌岩桩。钻孔桩按柱桩设计，图中高程为黄海高程。
6.9桥台
为了满足美观及通航等要求，本桥的主跨与边跨跨径差别很大，小边跨一侧桥梁的端支座存在很大的拉力，考虑到采用拉力支座构造复杂、价格昂贵、维护困难，在边跨适当配重的基础上，本设计采用了半整体式桥台，利用桥台台身的重量来克服端支座拉力，一方面解决了拉力支座的问题；另一方面在此桥台处形成了无缝桥梁，从根本上杜绝了伸缩缝容易损坏的隐患，避免了使用期伸缩装置的养护、更换及伸缩缝处桥面的维护费用。
而就无缝桥梁这种结构形式而言，又具有以下的优点：(1) 结构整体性好，采用无缝桥梁结构的整体刚度比按照传统规范设计的有伸缩缝桥梁大很多。(2)结构紧凑，无缝桥梁结构单元的最小表面(即取消了支承细部和环绕伸缩缝的表面)，改善了结构混凝土的耐久性。(3) 改善桥头行车平稳性，提高驾驶舒适度，适应高速行车要求，冲击效应小。消除了由伸缩缝引起的噪音和结构振动所带来的环境影响，减少了伸缩缝接缝漏水的地方。 (4)增加了桥梁的超静定约束和抵抗各种灾难事件的能力，特别对于地震，由于它消除了落梁现象，提高了桥梁的抗震能力。
但采用无缝桥梁，与一般有伸缩缝的桥梁不同，在温度荷载和其他纵向荷载的作用下，主梁的变形会受到台后填土及台侧土的抵抗，这种阻力的大小又与它们的变形大小有关。在未考虑台身和基础与填土的相互作用之前，无法准确确定桥台变形和所受荷载的大小。而且由于结构的超静定性，整体式无缝桥梁结构因混凝土的收缩、徐变、温度变化、墩台的差异沉降等因素的影响将在结构内部产生附加力。同时，当结构纵向变形时同时要承受相应的台后土抗力作用，尤其是当结构纵向伸长时，台后土体被压缩，产生的抵抗力反将作用于结构本身，对结构整体刚度和内力产生较大的影响。上述作用力极有可能在结构内部某个构件或某个节点上产生较大的应力集中，甚至威胁着结构的安全。
   据此，设计对台身及桥梁受力特点进行了详细分析，采取了以下措施：
① 因小边跨的端支座负反力很大，桥台型式选用重力式桥台，以增加配重；但为了有效降低桥台的整体纵向抗推刚度，以适应结构的整体纵向变形，减少台身和基础的荷载应力，设计在桥台台身中设置了铰接结构；
②为设法降低结构温度变化时台后的土体压力，也是为了减少土压力或温度变化对台身乃至整体结构的不利影响，设计在铰接结构处做了改进，以允许梁体在水平方向上的适当位移，从而有效减少结构应力；
③台后选用摩擦角大、强度高、透水性好的填料，如岩渣、砾石、沙砾等，保证施工质量，确保填料的压实度，使填料能保持与桥台的接触，保证排水顺畅，并尽量减少桥台周围土壤的反作用力，以减少桥台对桥面板的约束作用。
④在高度为铰接点以上的梁端高度，宽为梁端的台身与台后土体间设置2cm泡沫聚苯乙烯板等特殊的伸缩性材料，以减缓台后土体因桥台不停前后移动而产生的变形，进而减少土体对台身的土压力影响。
⑤加强主梁、桥台与搭板三者的相互联系，避免桥台与搭板的连接处产生裂缝，设置承托以加强桥台与梁体的联系。
⑥主跨跨径比较大，梁端采用无缝桥梁对结构将有较大的不利影响，此处桥台设计仍采用了平常的设置支座及伸缩缝型式。因背墙高度及台后填土较高，设计采用群桩以有效避免桩顶的过大位移。
6.10其他
1）栏杆
主桥部分共有四道栏杆，以桥轴线为对称线。为有效降低桥面重量，机动车道栏杆采用钢筋混凝土防撞护栏，非机动车道外侧采用钢制栏杆，内侧仅设置护轮带；
2）伸缩缝
主跨桥台处设置D80伸缩缝。
3）桥面排水及防水
桥面排水采用集中排水形式，桥面雨水通过桥面泄水孔经纵向排水管集中到竖向排水管流入河中。
9cm沥青混凝土铺装施工前桥面应以三层FYT-1型防水涂料涂刷。
4）支座
全桥仅在主跨端横梁下设置两个盆式橡胶支座，支座型号为GPZ4000DX；施工时应确保支座水平放置。
7．施工要点
7．1施工顺序
首先施工主塔及桥台，安装满堂支架，在支架上施工主跨和边跨纵横梁。安装索鞍，架设主缆。主缆和主梁完成后，张拉主梁内横向预应力筋，安装索夹、并张拉吊杆使主梁脱模，张拉吊杆过程中需顶推塔顶索鞍。现浇桥面板,完毕后进行全桥桥面铺装、护栏、伸缩缝等施工。最后拆除支架,进入运营状态。
7．2主缆的架设施工
主缆是悬索桥的主要组成部分，其架设成形的质量，对悬索桥的成桥精度及使用寿命起决定性的作用，是悬索桥施工的关键工序。
1）主缆的施工步骤
施工准备索鞍安装主缆放索入鞍前索股整形吊装主缆入索鞍并调整空缆线形紧索安装索夹并紧固索夹螺栓安装吊索、反复调整索力纵横梁脱架并调整索鞍偏移量浇筑桥面混凝土并调整索鞍偏移量完成沥青混凝土铺装及护栏后固定索鞍主缆防腐
2）施工注意事项
①索股架设过程中，应特别注意测量观测工作，尤其是夜间的观测应采取措施确保精度；
②正式架缆前应组织联合大检查，对检查的问题进行整改；主缆牵引、架设的全过程必须有专职工作技术人员在场，发现问题或故障立即暂停进行处理；
③索股在牵引、整形、入鞍、紧固、锚固时，都要特别注意方向丝的位置，不得产生扭转；
④架设过程中，主缆及鞍座的保护非常重要；应保持主缆与鞍座的清洁，不得粘油污杂质，不进水；严禁电焊损伤或其他机械损伤；注意电线绝缘、通电退火；
⑤为有效保证主缆的防护效果，主缆施工后应根据实测的主缆空隙率、体系内外温差变化、实测缠丝钢丝的材料性质及二期恒活载验算缠丝拉力，避免缠丝圈松弛失效或胀断。
7．3索鞍的安装施工
精确测量塔顶轴线是保证主索鞍安装位置的准确条件。首先选择在天气好并且气温较稳定的夜间测量放线，通过几天观测，最终在塔顶放出塔轴线，主索鞍安装轴线均以塔顶放样的轴线为控制线，以消除温度和天气变化对塔位的影响。
测量后即可对索鞍进行运输起吊，安装时应注意底板的对位精度必须准确，提升过程中应由专人指挥，防止中途扭转。吊装施工需认真谨慎，严格避免碰撞。
根据监控单位的要求调整好索鞍位置后，固定索鞍。
7．4索夹的安装施工
索夹安装需准确定位，当主缆架设完毕并紧缆成型后，在温度稳定的夜间（凌晨1-6点）进行，此时主缆内外温差较小，主缆受其他因素影响较小，容易反映出主缆的实际线形状态。因实际主缆线形与理论主缆线形会存在一定误差，索夹安装前须测量实际空缆线形，提交给监控单位，对原设计索夹位置进行坐标换算和调整，以此为依据安装索夹。
索夹安装从两岸向桥塔方向进行，为保证主缆与索夹间产生足够的摩擦力，索夹螺栓应分次预紧，定时复拧，尤其下面几次不能省略：
①索夹安装时的第一次紧固；
②支架拆除前及拆除后的第二次紧固；
③成桥时进行的第三次紧固，紧固后索夹内主缆的空隙率为18%。
7．5吊索的安装施工
吊索的安装可采用直接起吊法，自桥梁两端向主塔方向安装，吊杆的运输、安装过程中应防止吊索的受伤和扭转，应根据施工进程及时确定吊索的张拉力。
7．6其他注意事项
施工应严格按照《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041—2000）执行，以下事项应予以特别注意：
1）小边跨一侧扩大基础采用明挖施工, 对施工时损毁的堤岸应予以恢复。基础底面地质情况应与设计相同。
2) 钻孔灌注桩的施工应注意以下事项:
①钻孔桩施工前应仔细核对桩位坐标与路线中线的位置关系，施工中应采用有效的施工方法，清除桩尖处孔底残渣。沉渣厚度不得超过15厘米。
②施工中应严格控制孔斜率。
③钻孔桩水下砼浇筑时应确保桩身砼的连续性和完整性，防止断桩、缩颈现象的发生。钻孔桩的桩身砼质量、检测手段及质量评定标准应符合《公路桥涵施工技术规范》有关条款。
④钻孔桩砼强度达到90%，砼龄期14天，方可进行开挖承台基础。
⑤桥墩桩至少用超声波检测法抽检三分之一。其余桩及桥台桩采用小应变法检测，对质量有疑问的桩，应钻芯取样。
3）桥墩承台采用人工筑岛或无底钢套箱的方法进行明挖施工，承台底部设置10厘米厚的素砼垫层整平，施工时应注意预埋塔身钢筋，并要求预埋钢筋定位准确。
4）主塔及台身施工前应仔细核对墩台顶标高和支座垫石标高、尺寸；施工墩台时应注意梁体钢筋、铰接构件、支座预埋件等的安装。
5）支座：支座安装要精心，严格按照产品安装要求施工。
6）主梁支架应具有必需的强度、刚度和稳定性，能可靠地承担施工过程中可能产生的荷载，并应采取措施减少其非弹性变形及地基沉陷的影响。
7）预应力筋金属波纹管在使用前应注意检查，不得使用有锈蚀及沾有油污、泥土或有撞击、压痕、裂口的波纹管。施工中采用钢筋井子架固定波纹管，防止在施工过程中发生位置改变，一般直线段约为左右75cm一道固定装置，曲线段加密。
8）锚具、锚垫板及螺旋筋，应采用厂家供应的配套产品。
9）横梁预应力筋张拉采取双控，即以应力控制为主，伸长量做为校验，实际伸长值与理论伸长值相比较误差应保持在±6%以内。严格按照图纸给出的顺序张拉，钢绞线张拉控制应力为1395MPa。钢束张拉完毕后，待应力比较平稳时，及时灌浆，水泥浆标号不低于C55。本工程采用符合国标GB/T5224-2003高强度低松弛钢绞线，强度为1860Mpa，公称直径为15.2mm。
10）桥梁施工时应注意各种结构预埋件的预埋施工，如支座、伸缩缝、鞍座、索管等。
11）主桥施工（纵梁浇筑、索鞍安装定位、主缆安装、吊索张拉、索鞍顶推、铺装施工等）整个过程必须在施工控制单位的严格控制下进行。
12）主桥纵梁、横梁采用满堂支架现浇施工，应确保支架的强度和刚度，施工前按照相当上部构造的重量进行堆载预压。
13）吊索、索夹、索鞍制作前需向设计单位确认,施工安装前需向设计单位及材料生产厂家确认。
14）主塔施工时应注意预埋外围装饰的预埋件，主塔外围装饰及塔顶造型的设计另见相关图纸，施工前需经业主确认。
15）本桥跨径较小，塔高较低，从经济方面考虑，上部构造的施工可采用脚手架结合吊车进行，不考虑设置猫道。
8．建议
迎宾桥为独塔自锚式混凝土悬索桥，结构新颖、独特。为了抵抗小边跨的上拔力而设置了半整体式桥台，桥梁宽度比较大，两塔之间设置双向8车道，桥宽43米，在国内外已建的自锚式悬索桥中尚不多见，结构受力方面有其独特的考虑，有必要对其中的一些关键结构如索夹、索鞍、散束套及主缆端锚等进行必要的科学试验及研究，有必要对各施工步骤进行详细的监控。
为确保大桥圆满建成及正常使用，尚有下面的工作需要在建设过程中予以注意：
1）索夹
索夹是将桥面荷载通过吊杆传递给主缆的构件，本工程桥面较宽，主缆倾角也较大，吊杆力比较大，为确保索夹在大桥整个使用期间不产生沿主缆的滑移，且自身强度满足要求，有必要对其进行科学的研究和必要的模型试验。此外，根据现有设计主缆孔隙率，施工所需要的挤压力及索夹可以提供的握裹力，都有必要根据一定的试验资料得出结论。
2）索鞍及散束套
索鞍是用于支撑主缆的永久性大型钢构件，其主要功能是：承受主缆的竖向分力，并将该压力均匀地传递到索塔上，同时也起到使主缆在塔顶处平缓过渡、减少主缆的弯曲应力的目的。
散束套的作用主要是将主缆索股在竖直方向和水平方向散开、引入锚面的各锚固点。
本桥主缆力较大，受力较为复杂，为了摸清索鞍及散束套内部的应力分布情况，有必要对其结构进行研究。
3）主缆锚固区
自锚式悬索桥不同于一般传统意义上的悬索桥，它不需要庞大的锚碇体系，而是将主缆锚固到加劲梁的两端，因此，锚固端需要承担强大的锚固力，加劲梁可供锚固用的断面较小，因此需要对锚固节点进行研究，使其能满足各种荷载工况下的空间受力要求，构造不宜过于复杂，且应有较好的施工可操作性。为了确保主缆梁端锚固节点的安全可靠、经济合理，有必要对主缆梁端锚固节点作专项研究。
上述研究应及早安排，以避免影响工期。
4）       施工监控
自锚式悬索桥是一种内部高次超静定结构，理想的几何线型与合理的内力状态不仅与设计有关，而且还依赖于科学合理的施工方法。如何通过对施工过程的控制以及结构内力状态的监测来指导、调整施工顺序和施工工艺以获得预先设计的应力状态和几何线型，是本桥施工中非常关键的问题。因此，有必要对整个施工过程进行科学、合理地控制，以确保大桥顺利建成及正常使用。
与地锚式悬索桥相同，自锚式悬索桥在施工监控上也存在着主缆线形控制、吊杆张拉顺序、合理索力调整等问题。而且由于主缆非线形的影响，使得吊杆张拉时的施工控制更加复杂。而且，自锚式悬索桥主缆的矢跨比较大，线形坡度较陡，索夹的紧固力损失比较大，需要根据施工进度，随着桥面荷载和主缆内力的增加，精确计算调整索夹紧固力及实际空缆线形状态下的索夹坐标，这对施工控制提出了很高要求。
迎宾桥外形新颖但结构复杂，对所采用的施工方法和施工顺序将直接影响成桥后的结构线形和内力。在理论计算时，图式的假定、参数的取用、施工方法及施工顺序的确定，均以某一个特定的目标为基础，与具体施工时存在多方面的差异，需要在施工中通过控制不断加以调整，使其尽可能地接近设计值，达到合理的使用状态。
已建成的自锚式悬索桥实例表明，施工过程中的监测和控制是按理想状态建成自锚式悬索桥的关键，必需引起足够高度的重视。
4）通车检定试验及成桥监测
悬索桥竣工建成，为检定桥跨结构的设计和施工质量，有必要进行通车检定试验。通过检定试验，可以直接了解一些理论上难以计算的部位的受载情况，还有助于发现一般检查难以发现的隐蔽缺陷，以制定对策。为避免检测过程中出现事故，加载应逐级进行，并及时分析各关键部位应力应变变化情况的合理性。
在本桥建成通车时，除进行必要的各项测试工作外，有必要在桥梁各要紧部位布置科学监测和采集数据的仪器设备，由运营管理部门进行长期的科学控制，也可为以后相关桥梁的设计与研究提供一定的基础资料。

fagell · 发表于 2012-6-20 16:00:09

有图否，上传。。。。。。。。。。

ybw425 · 发表于 2012-2-19 09:56:23

好东西，谢谢分享。。。。。

zclld · 发表于 2011-1-30 16:38:40

好资料，感谢分享…………………………………………………………………………

bpmftd · 发表于 2010-3-24 13:44:29

感谢楼主的资料，只是有没有相关的资料介绍啊~~~~~~~~~~~~~

初来乍到，发一个以前设计的悬索桥的介绍

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