品牌文化

Brand culture

品牌动态 / Brand Dynamics

+ 当前位置:主页 > 私属服务 > 整体空间规划 >

遵义至余庆高速公路飞龙湖乌江大桥总体设计研

发布时间:2020-05-27

  遵义至余庆高速公道飞龙湖乌江大桥总体计划研商_城乡/园林策划_工程科技_专业原料。·14· 研商功劳 Research Findings 2019 年第 5 期 遵义至余庆高速公道飞龙湖乌江大桥总体计划研商 李晓秋 (中铁二院工程集团有限仔肩公司,四川 成都 61

  ·14· 研商功劳 Research Findings 2019 年第 5 期 遵义至余庆高速公道飞龙湖乌江大桥总体计划研商 李晓秋 (中铁二院工程集团有限仔肩公司,四川 成都 610031) 摘 要 : 遵义至余庆高速公道飞龙湖乌江大桥主桥为 680m 单跨钢桁加劲梁悬索桥,横跨乌江构皮滩水电站水库,桥位处 水面宽约 400m,水深 150 ~ 180m,两岸山高坡陡,地质要求很是庞大,交通要求差,为外率的山区高速公道悬索桥。 本文叙述了该桥的总体计划及枢纽技巧研商实质。 枢纽词:飞龙湖乌江大桥;总体计划;枢纽技巧 中图分类号:U442.5 文献记号码:A 著作编号:2096-2789(2019)i.2096-2789.2019.05.005 1???概述 遵义至余庆高速公道飞龙湖乌江大桥横跨乌江构 皮 滩 水 电 站, 位 于 飞 龙 湖 景 区 内, 桥 位 处 水 面 宽 约 400m,水深 150 ~ 180m,两岸山体边坡陡峻,桥面至 常水位高约 140m。桥下欠亨航,两岸交通要求差。 正在计划进程中,经众计划桥型、跨径、梁型比选,确 定孔跨铺排采用(9×40+680+5×40)m,全长 1240m。 主桥采用 680m 单跨钢桁加劲梁悬索桥,主缆垂跨比为 1/10,引桥采用 40m 跨 T 梁。主桥位于直线上,跨中两 侧纵坡均为 0.5%,凸竖弧线m(宽),散索鞍支墩高 5.5m、宽 7m,支墩本原 厚 8m。锚碇各部位资料如外 1 所示。 外 1 锚碇各部位资料外 部位 锚体及支墩 锚体后浇段 本原 前锚室 本原后浇段 锚体正前哨基坑回填 资料 C40 混凝土 C40 微膨胀混凝土 C30 混凝土 C30 聚丙烯纤维混凝土 C30 微膨胀混凝土 C30 片石混凝土 采用三维实体单位举行阐发,按弹性应力法对布局 中较大主拉应力区域举行驾御配筋计划,如图 2 所示。 图 1 飞龙湖乌江大桥结果图 (1)计划苛重技巧规范。计划行车速率为 80km/h, 计划车道数为双向四车道,桥面宽度为规范道幅宽度 24.5m,主桥主缆核心间距 27m。汽车荷载品级为公道 - Ⅰ 级,地晃动根本烈度为 6 度,抗震设防种别为 A 类,抗 震举措设防烈度为 7 度。 (2)枢纽技巧难点。桥位处地形陡峻,交通要求差, 不良地质有拉毛病 - 卸荷裂隙变形带、岩溶、顺层等, 地质要求很是庞大,景观请求高。正在施工图计划进程中, 需对大桥主体布局的枢纽技巧举行研商,以确定经济、合 理、美丽、可行的计划计划是本桥计划的枢纽技巧难点。 2???锚碇计划 依据实质地形、地质、地外水排放、土石方开挖量 等景况,经众计划打算阐发、制价比选,确定主缆打算 跨径为(201+680+178)m,边跨与中跨主缆倾角根本 相仿。两岸均采用重力式嵌岩锚,明挖放大本原的布局 形态,引桥 3#、4# 及 15# 墩置于锚碇上。以中风化白 云质灰岩为持力层,地基容许承载力不小于 2.5MPa, 基底摩擦系数不小于 0.55。 余庆岸锚碇程度投影尺寸为 61.32m(长)×43m (宽),散索鞍支墩高 21.67m、宽 6 ~ 11m,支墩基 础厚 8m。遵义岸锚碇程度投影尺寸为 52.67m(长) 作家简介:李晓秋(1972—),男,高级工程师,研商偏向: 大跨悬索桥计划。 图 2 两岸锚碇 1/2 有限元打算模子图 正在计划最大缆力形态下,抗滑移牢固安静系数大于 2.13,抗颠覆安静系数大于 3.58。施工形态及计划平常 利用形态下,锚锭本原前、后端均不产生拉应力,最大 压应力小于 l.0MPa。 3???锚固体例计划 经阐发比选,采用预应力锚固体例,由索股锚固连 接构制和预应力锚固构制构成。每个散索鞍支墩共设双 索股锚固构制 32 套,单索股锚固构制 27 套,单索股采 用特制 MD15-19 规格预应力钢束锚固,双索股采用特 制 MD15-37 规格预应力钢束锚固。目前常用的预应力 锚碇锚固编制苛重有灌浆粘结式、灌油无粘结式、(众股) 制品索式。各计划比力如外 2 所示。 通过归纳比选,本桥采用灌浆粘结式锚碇锚固编制, 采用真空辅助灌注压浆,优化施工工艺,进步灌浆质料。 4???索塔计划 为餍足塔柱制型的须要,将主索鞍设于塔柱核心, 横 桥 向 两 塔 柱 向 内 倾 斜。 余 庆 岸 左 右 两 塔 柱 采 用 等 高 97.04m;为裁汰土石方开挖量,遵义岸左塔高采用 121.04m,右塔高 128.04m,桥面以上索塔高 71.425m。 顺桥向顶宽 6.5m,墩顶至墩底按 100 ∶ 1 坡度变宽。 横桥向两塔柱顶核心间距 27m,宽 5m,向内倾斜坡度 2019 年第 5 期 Research Findings 研商功劳 ·15· 外 2 预应力锚固编制计划比力外 外 4 主缆打算应力外 锚固形态 灌浆粘结式 灌油无粘结式 (众股)制品索 好处 1. 整束挤压式锚固,工 1. 安设轻易,正在低 厂化制制,锚凝固果可 应力下也具有杰出 靠;2. 施工轻易火速; 1. 施工工艺相对简 的锚固职能;2. 运 3. 制品索体,众层防腐, 单;2. 制价低。 营时刻可监测、可 锚头全密封,完全防腐 转换。 职能杰出;4. 运营期 间可监测、可转换。 差池 制价 1. 灌浆工艺质料要 1. 对锚具牢靠性要 1. 布局尺寸相对其它 求高;2. 运营时刻 求高;2. 防渗漏施 编制较大;2. 索体例 监测、转换、维修 工工艺请求高,施 作长度驾御请求高; 养护难度较大。 工难度较大。 3. 制价高。 低 较高 高 为 20 ∶ 1。采用单箱单室截面,壁厚 1 ~ 1.5m,墩顶、 墩底设 3m 的实心段。塔柱及横梁均采用 C50 混凝土, 如图 3 所示。 图 3 遵义岸索塔结果图 依据布局打算阐发比力,塔柱底不设横系梁,仅正在 塔顶、桥面处设上、下两道横梁。上横梁高 6m,宽度 5.8m, 顶底板厚度 0.8m,腹板厚度 1m。余庆岸下塔柱较矮, 温度次内力影响较大,下横梁高 3.5m,顶底板厚度 0.8m, 腹板厚度 1.8m。遵义岸下横梁高 6m,顶底板厚度 0.8m, 腹板厚度 1m。引桥 T 梁撑持垫梁采用 π 形布局,以改 善下横梁的受力。横梁按全预应力混凝土构件计划,预 应力钢束采用深埋锚技巧,以裁汰对塔柱主筋的影响。 主 塔 基 础 采 用 左、 右 分 离 的 形 式, 承 台 尺 寸 为 18.8m(顺桥向)×12.4m(横桥向)×7m(高)。桩 基直径 φ3.2m,每个塔柱下顺桥向布设 3 排,每排 2 根, 共 6 根。因为塔柱横桥向向内倾斜,为改进塔柱横向受力, 鄙人横梁合拢前,对塔柱举行横向顶,如外 3 所示。 外 3 塔柱横向顶推力、顶推位移外 索塔 余庆岸 遵义岸 名望 下横梁 左塔柱 下横梁 右塔柱 顶推力 (kN) 7000 3500 顶推位移 (mm) 4.6 3.0 13.9 5???缆索体例计划 主缆打算跨度(201+680+178)m,垂跨比 1/10, 两根主缆核心间距 27.0m。主缆采用预制平行钢丝索股 (PPWS),每股由 127 根 φ5.0mm 热镀锌铝合金高强 钢丝(Ⅰ级松驰)构成,规范抗拉强度 1770MPa。单根 索股重约 22.5t。每根主缆由 91 股索股构成。索夹内直 径 594mm(计划缝隙率 18.1%),索夹外直径 601mm(设 计缝隙率 20.0%)。采用“密封涂层 + 圆形缠丝 + 除湿 体例”的防腐计划。主缆打算应力如外 4 所示。 吊索间距 7m,每一吊点修设两根吊索,间距 0.4m。 种别 恒载应力 (MPa) 根本组合应力 (MPa) 索鞍处弯曲次应力 (MPa) 余庆岸边跨 573 750 10.4 中跨 551 726 10.4 遵义岸边跨 569 746 10.4 吊索采用热镀锌铝合金平行钢丝束(Ⅱ级松驰),规范 抗拉强度 1770MPa。端吊索、跨中 3 根吊索采用 61 根 φ5.0mm 钢丝,其余采用 55 根 φ5.0mm 钢丝。吊索上 端锚头采用叉形耳板与索夹衔尾,下端锚头采用螺母和 球铰锚固于加劲梁上的锚箱内,并可通过调剂下端的螺 母名望对吊索长度举行安排。当吊索长度为 20 ~ 50m 时, 修设一道减振架,当吊索长度大于 50m 时,修设两道减 振架。吊索打算应力如外 5 所示。 外 5 吊索打算应力外 种别 55 丝 61 丝 恒载应力 (MPa) 375 464 根本组合应力 (MPa) 平常运营工况 换吊索工况 538 1074 585 1127 索夹采用销接式,选用上、下两半对合的型式,采 用 M36 高强度螺杆衔尾。材质采用 ZG20Mn 铸钢。内 径 594mm,壁厚 35mm。全桥共设 190 套有吊索索夹, 60 套无吊索索夹。百般索夹上均修设安设主缆检修道立 柱的构制。 主索鞍采用单肋传力的布局形态,铸焊组合布局, 鞍槽采用 ZG270-480H 铸钢锻制,鞍体由 Q345R 钢板 焊成。索鞍半径 5.4m,鞍槽顶侧壁厚 15cm,纵肋厚 18cm。鞍体分两半修设,吊至塔顶后用高强度螺栓拼接。 鞍体组焊件单件最大吊装重量约 32.2t。施工中借助安置 正在格栅边跨侧的千斤顶分次有驾御地举行顶推。 散 索 鞍 采 用 摆 轴 式, 铸 焊 结 合 结 构, 鞍 槽 采 用 ZG270-480H 铸钢锻制,鞍体由 Q345R 钢板焊成。索鞍 半径 5.4m,鞍槽顶侧壁厚 15cm。 6???钢桁加劲梁计划 6.1??钢桁梁构制计划 加劲梁采用板桁连结的布局形态。主桁为带竖杆的华 伦式桁架布局,桁高 5.5m,节间长 3.5m,两片主桁核心 间距 27m。主横桁架采用单层桁架布局,间距 7m。下平 联采用 K 字形铺排。正交异性板采用纵横梁编制,设一 道纵梁,横梁间距 3.5m,U 肋高 300mm、间距 600mm, 防撞护栏下设倒 T 肋。除下弦杆采用 Q420qD 钢材,其余 均采用 Q345qD 钢材,如图 4 所示。 图 4 钢桁加劲梁断面结果图 主桁架苛重杆件尺寸如外 6 所示。 经专题研商及众计划比选,桥面铺装面采用“45mm 超 高 性 能 混 凝 土(UHPC)+30mm 改 性 沥 青 混 凝 土 SMA10”。加劲梁立面成桥线形为凸形竖弧线· 研商功劳 Research Findings 2019 年第 5 期 种别 上弦杆 跨中下弦杆 端属员弦杆 规范直腹杆 规范斜腹杆 外 6 主桁架苛重杆件尺寸外 截面体式 630×568 750×580 742×572 I240×552 I440×556 截面构成(mm) 2-630×24 2-520×22 2-750×30 2-520×30 2-742×26 2-520×26 1-520×14 2-240×16 1-520×16 2-440×18 长 9.3m,跨中节段长 16.4m,其余平分为 46 个 14m 长的 节段。上、下弦杆正在节段间的间隙为 20mm。加劲梁端部 共设 4 个竖向支座、8 个横向抗风支座、4 个纵向阻尼器。 6.2??钢桁架各杆件之间的衔尾 主桁架的上、下弦杆通过完全节点板与竖腹杆和斜 腹 杆 连 接, 上、 下 弦 杆 与 主 横 桁 架 的 上、 下 横 梁、 平 联之间通过焊接节点板衔尾。主横桁架的上横梁通过焊 接节点板与腹杆衔尾,下横梁修设程度焊接节点板与下 平联衔尾。主桁架上弦杆沿纵向修设了外伸板,区别与 正交异性桥桥面板顶板以及横梁衔尾(吊点处做开孔处 理):与桥面板顶板采用对接焊接,与横梁腹板及底板 螺接。桥面板纵梁与主横桁架上横梁顶板焊接,腹板与 底板采用栓接。桥面板纵向正在分节段处举行栓焊混连, 面板焊接,U 肋采用栓接。主桁架吊索处完全节点板与 上弦杆的腹板焊接衔尾,吊索处完全节点板向上伸出耳 板,吊索下端锚头采用球铰及垫板锚固于锚箱内。 7???枢纽技巧研商 正在计划进程中,针对本桥的实质景况,对以下枢纽 技巧举行了研商。 7.1??岸坡牢固性阐发研商 正在发轫计划及定测详勘阶段,依据桥位处地形地貌、 地层岩性、地层产状及桥型铺排等,对岸坡牢固性举行 了研商,依据研商结果,余庆岸岸坡对主塔的影响苛重 外示:(1)沿桥轴线偏向岸坡陡峻,岩层与坡向近直交, 河谷深远,卸荷裂隙发育,驾御桥梁纵向岸坡的牢固性。 (2)横向长大顺层岩质坡,岩层方向 20°,受左侧冲 沟切割,坡脚具有必然的临空要求,且岸坡岩层中发育 有众层懦弱布局面,驾御横向岸坡的牢固性。 遵义岸岸坡对主塔的影响苛重外示:(1)沿桥轴 线偏向的陡峻纵坡,卸荷裂隙驾御岸坡的牢固性。(2) 遵义岸主塔所正在山顶为一孤峰,山体三面对空,岩层倾 向途径左侧,受左侧负地形切割酿成顺层边坡,顺层边 坡驾御横向岸坡的牢固性。 主塔名望均避开不良地质带,横向坡及纵向坡正在岸 坡自重 + 桥梁荷载、岸坡自重 + 桥梁荷载 + 暴雨、岸坡 自重 + 桥梁荷载 + 地动三种工况要求下的牢固性均餍足 驾御规范,塔位牢固。 7.2??抗风职能研商 为了包管正在运营阶段的抗风安静,对大桥举行了主 梁气动参数的数值模仿阐发(CFD)、成桥阶段的抖振 时域阐发、静风牢固阐发评判等外面和数值阐发研商, 并采用风洞试验进一步验证。 依据抗风职能研商结果:大桥具有较好的抗风牢固 性,颤振临界风速高于相应的检查风速。主梁涡激振动 频率和振幅均餍足请求。正在脉动风效率下,大桥气概颤 抖振效率下职能优异,布局具有优异的气动性。 7.3??主缆防护枢纽技巧研商 因为主缆是悬索桥的性命线,况且是不成转换的主 体布局,计划进程中对主缆防腐计划举行了相应的研商 和众计划的比选。正在本桥的施工图送审稿中,采用了氧 化聚集型包覆防腐化技巧编制(简称 OTC),拟依托本 项目发展 OTC 防腐技巧的一系列专题研商及科研就业, 为其自此的推行行使供应相应的技巧撑持。但因为研商 周期较长,本项目工期吃紧,最终依据施工图评审主睹 采用了“密封涂层 + 圆形缠丝 + 除湿体例”的计划。 OTC 防护编制由内到外区别由缓释膏、缓释带、外 防护剂、热压缩 PE 等构成配套的防腐布局。全寿命周 期本钱比守旧计划略低,防护结果好,跟着 OTC 防腐 技巧一系列专题研商及科研就业的渐渐发展,其正在邦内 悬索桥上的行使也会越来越众。 7.4??正交异性板桥面铺装枢纽技巧研商 正交异性钢桥面板是由 U 肋、纵梁、横梁协同撑持 桥 面 板 的 薄 壁 焊 接 结 构, 钢 桥 面 板 直 接 承 受 车 轮 荷 载 的 效率。看待交通量大的高速公道,疲乏荷载成为苛肃的 题目,格外是正在超载的景况下,焊缝部位会爆发疲乏裂 纹,这一困难正在邦外里均存正在。目前邦内仅罕睹座较大跨 径悬索桥采用了板桁连结的布局形态,U 肋间距通常采用 600mm,横梁间距正在 2.5m 操纵,通车光阴也不长。针对 本桥的实质景况,采用了以下三个计划举行研商阐发和对 比。计划一,“16mm 钢板 + 浇注式沥青混凝土 GA10(聚 合物改性)+40mm 高弹改性沥青 SMA13”;计划二“,16mm 钢板 +45mm 超高职能混凝土(UHPC)+30mm 改性沥青 混凝土 SMA10”;计划三,“14mm 钢板 +55mm 超高性 能混凝土(UHPC)+30mm 改性沥青混凝土 SMA10”。 经研商阐发:(1)计划一各构制细节处疲乏应力幅 值均餍足现行《公道钢布局桥梁计划标准》(JTG D642015)的请求,但富余度偏小。(2)计划二、计划三 各构制细节处疲乏应力幅值均低于 500 万次常幅疲乏极 限,且两计划的最晦气疲乏应力幅值较切近。(3)与 计划一比拟,计划二、计划三各构制细节的应力幅值降 幅正在 5.5% ~ 57.7%,个中对加劲肋与面板衔尾构制的 疲乏应力幅低落效应明显。 8???解散语 悬索桥公共逾越山区的高山峡谷或平原区域的大江 大河,跨度大,地形及地质要求庞大。总体来说,影响 大跨悬索桥计划计划的要素苛重征求地形及地质要求、 岸坡牢固性、地动烈度、抗风牢固性、景观需求等。近 来年来已修、正在修及拟修的大跨悬索桥越来越众,加劲 梁的布局形态也较众。正在计划进程中,应依据实质创立 要求,对锚碇、锚固体例、索塔、缆索体例、加劲梁等 主体布局的计划和构制细节举行相应的研商和众计划比 选,须要时采用模子试验对数值阐发的结果举行验证, 以确定经济、合理、可行的计划计划。 参考文献: [1] 孟 超 凡. 公 道 桥 涵 设 计 手 册( 悬 索 桥)[M]. 北 京: 人 民 交 通 出书社,2011. [2] 项 海 帆. 高 等 桥 梁 结 构 理 论( 第 二 版)[M]. 北 京: 人 民 交 通 出书社,2013. [3] 钱 冬 生, 陈 仁 福. 大 跨 悬 索 桥 的 设 计 与 施 工[M]. 成 都: 西 南交通大学出书社,1999.