第5章斜拉桥实例.docx

1、第5章斜拉桥实例第五章实 例第一节铜陵长江公路大桥一、概况铜陵长江公路大桥是国家 八五”重点建设项目，位于安徽省铜陵市西南约 10km的羊山矶下游600m处，上游距九江大桥约 230km，下游距南京长江大桥 220km，是连接徐州-合肥-铜陵-黄山的南北公路 咽喉，全桥总长 2592m，于1995年建成通车。二、主要技术标准荷载等级：汽车超 20级，挂车120人群荷载3.5kN/m2 ；桥面宽度：2.5m （人行道）+ 15m （行车道）+ 2.5m （人行道），总宽20m;洪水频率：300年一遇，设计水位 15.362m;最高通航水位：14.262m;通航净空：下行航道通航净宽不小于 210

2、m,上行航道通航净宽不小于182 m,高24m。iihSOD8W0匚 IW0 , 43200190Q B0001 1! 1LL | * i ! I1 一 | I i一节二-_ 1i i i i i图4-5-1铜陵长江公路大桥总体布置三、设计要点1、 结构体系采用半漂浮体系， 塔墩固结，各墩都设盆式支座。 孔跨布置为80m + 90m + 190m + 432m + 190m + 90m + 80m的7孔一联、总长为1152m的双塔双索面PC斜拉桥，如图4-5-1所示，连续长度在国内罕见。2、 主梁铜陵大桥主梁采用轻型肋板截面（图 4-5-2）,边实心梁高2m,顶宽1.5m,底宽1.7m，全宽2

3、3m，板厚0.32m。高跨比为1/194。梁上索距8m,每8m节段设一横梁。3、6号墩由于悬臂施工每侧 28m的需要，根部肋板式截面梁高度增大至 3.5m。河侧悬臂28m处，高度降至标准节段的 2m ;岸侧悬臂28m处，高度降至2.5m，并带底板，以便与 2、7号墩悬臂施工的箱梁连接。氛科厚觀祕863、索塔如图4-5-3所示，采用 H形塔，总高153.03m，桥面以上塔高105.5m，高跨比0.244。下塔柱横桥向 底宽20.4m，逐步向上放宽，至中、下塔柱交界的下横梁处（放置梁处）最宽，为 33m。中塔柱向上略收窄，至上横梁处宽 26m，垂直至塔顶。顺桥向下塔柱底宽 13m，逐步缩小至7m,

4、直至塔顶。塔截面呈八角形，在下塔柱中部以下为四室箱截面，外壁厚 1m，内壁厚0.5m。下塔柱中部以上均为单室箱截面，外壁厚 1m。索塔采用了环向预应力束来平衡斜拉索力产生的弯矩和轴力，为了方便施工，塔柱内设劲性骨架。图4-5-3塔身构造（cm）4、主塔基础如图4-5-4所示，采用灌注桩与钢围堰相结合的组合基础。钢围堰直径31m，井壁厚1.5m （内浇注水下混凝土）。围堰高，4号主墩围54.6m , 5号主墩为49.6m ,图4-5-4主塔基础（cm）第二节杭州钱塘江三大桥一、概 况杭州钱塘江三大桥位于杭州市钱江一、 二桥之间，上距一桥8.5km，下距二桥5km，江面全宽约1200m,大桥全长

5、1280m，其中主桥976m,引桥长304m,于1997年建成。图4-5-5杭州钱江三桥总体布置（cm）71 1 | 1111-斗讪41 LW0J8HC tna TJW BKO itmI UK二、主要技术指标设计行车速度：100km/h ；荷载等级：汽车超 20级，挂车120，人群3.5kN/m2;设计水位：百年一遇最高设计水位 8.47m，最低水位0.8m；通航净空：5级航道，通航净宽不小于 70m,净高不小于10m;桥面宽度：29.5米。其中：行车道 2X 11.05m，中央分隔带3.2m，人行道（含护栏）2 X 2.1m。三、设计要点1、结构体系2x 168m + 80m + 2X 72

6、m + 80m + 2x 168m如图4-5-5所示，采用塔、梁、墩固结体系，跨径布置为 =976m的双独塔竖琴式单索面预应力混凝土斜拉桥。2、主梁钱塘江三桥主梁采用单箱五室截面 （图4-5-6）梁高3.5m,顶宽29.5m ,底宽14.0m ,顶板厚24cm ,底板厚18cm。梁上索距8m,每8m节段设一横隔梁。图4-5-6单箱五室主梁断面（cm）3、索塔采用“ 1”字形塔，桥面以上塔高 80m，横桥向宽度为3m,顺桥向塔底宽度为 8m，塔顶宽度为5.6m , 塔柱均采用空心矩形截面，塔上索距为 4.66m，拉索直接锚固于塔壁上，锚固壁厚 1.01.53m，如图4-5-7所示。塔顶设锥形管避

7、雷针和航标指示灯。4、基础图4-5-8所示。T IT 1 1图4-5-8主墩桩基平面布置（cm）第三节 武汉白沙洲长江公路大桥一、概况武汉白沙洲大桥位于武汉长江大桥上游 8.6km处，是武汉市境内的第三座大桥。大桥全长 3586.38m，其中主桥长 2458m，引桥长1128.38m,工程于1997年3月动工，2000年8月竣工通车。图4-5-9白沙洲大桥主桥立面布置（cm）二、主要技术标准设计行车速度：80km/h ；荷载等级：汽车超 20级，挂车120;桥面宽度：净宽26.5 m，双向六车道。三、设计要点1、 结构体系如图4-5-9所示，采用漂浮体系，跨径布置为 50m+180m+618m

8、+180m+50m的双塔双索面钢箱梁与预应力混凝土箱梁组合型斜拉桥。2、 主梁主梁截面采用双边箱梁形式，如图 4-5-10所示，梁高3.0m，全宽30.2m。主孔（618m）及两边孔各143m的范围内为钢箱，两头接预应力混凝土箱梁（各 87m）,以满足与中跨主梁的重量平衡，避免出现支 座拉力，并提高斜拉桥的整体刚度。图4-5-10主梁横断面3、索塔采用钻石形塔，总高 174.75m，下横梁宽6.5m，高6m，上横梁宽5.8m，高5m。塔柱均采用空心矩形 断面，下塔柱横向宽度自下而上由 6.5m,变化至4m，中、上塔柱横向宽度为 4m，塔柱纵向尺寸从塔根之上横梁范围由7m过渡到6m，上横梁以上均

9、为 6m，拉索直接锚固于塔壁上，锚固壁壁厚 1.2m，上塔柱拉索锚固区配有预应力筋。4、主塔基础如图4-5-11所示，主塔基础形式为高桩承台结构，采用钢管桩支承平台和有底钢吊箱围堰施工方案。每墩各有0 1.55m钻孔灌注桩40根，成行列式排列，共有5行8列，承台平面尺寸为32.4X 20.4m，厚5.0m , 封底混凝土以下桩长 79.0m，封底混凝土厚2.0m。图4-5-11主塔基础（cm）第四节 南京长江二桥南汊桥一、概 况南京长江二桥位于南京长江大桥下游 11km处，桥址处江段被八卦洲分隔成南北汊，南汊为长江主航道，北汊为辅航道。南京长江二桥包括八卦洲南汊主航道桥和北汊辅航道桥，两桥由穿

10、过八卦洲长 5.6km、主要技术标准引道相连接，全长 12.517km。大桥于1997年10月6日开工建设，2001年3月26日建成通车。设计行车速度：100km/h ;荷载等级：汽车超 20级，挂车120;桥面宽度：净宽32 m，其中行车道宽度 6X 3.75m，中央分隔带宽1.5m,左侧路缘带宽2X 0.5m，紧 急停车带宽2X 3.0m，外测护栏带宽 2 x 0.5m。设计风速：桥位 20m高处百年一遇10min平均最大风速32.6/s。地震烈度：7度，按实测地震动参数计算地震力。通航净空：主航道通航净高为设计最高通航水位以上 24m,净宽不小于380m （双向通航）。船舶撞击力：采用

11、5000t海轮的撞击力，顺水流方向为 27000kN,横水流方向为13500kN。三、设计要点1、结构体系如图4-5-12所示，采用半漂浮体系，主桥为 58.5+246.5+628+246.5+58.5=1238m的双塔双索面钢箱梁斜拉桥。2、主梁主梁为扁平流线型钢箱梁， 如图4-5-13所示，梁高3.5m,全宽38.2m。顶板宽33.6m,底板宽34.588m, 顶、底板厚1420mm，用U形肋加劲，腹板厚 30mm，横隔板厚10mm，每3750mm设一道。采用16Mnq 钢。梁上索距15m （辅助跨索距12m）,最大块件吊装重 274t。钢箱梁为全焊结构。图4-5-13主梁构造（cm）3、

12、索塔如图4-5-14所示，采用双子形塔，承台以上总高190.55m，塔的横向通过三道横梁将两塔肢连为一体。 塔柱均采用空心矩形断面，下塔柱在最高通航水位船撞线以下为单箱六室截面，外壁厚度 1m,船撞线以上为单箱单室截面，壁厚亦为 1m。中塔柱为单箱单室截面，壁厚短边 1.0m，长边0.8m。上塔柱拉索锚固区配有预应力筋。如图4-5-15所示，主塔基础为由承台、钻孔灌注桩、封底混凝土及钢围堰组成并共同受力的大型深水复合基础。每个塔基各有 21根直径3m的钻孔桩，北塔基础桩长 102m，南塔基础桩长83m，钢围堰封底混凝土厚8m,承台厚度6m。+8.00-5.00-51.00第五节日本多多罗大桥一

13、、概 况如图4-5-16所示，是联结生1000多米的海峡，桥下净多多罗大桥位于日本本州一四国联络线的西线一尾道今治线的中央部位， 口岛（广岛县）和大三岛（爱媛县）的一座特大桥梁，跨越西濑海的多多罗崎 空26m，最大水深50m，大桥于1999年建成通车。图4-5-16日本本州一四国联络线和多多罗大桥桥位二、设计标准跨径布置：设计车速：270m + 890m + 320 = 1480m802km/h车道：双向四车道（9.5m 2）+人行道（2.5m 2）设计基准风速（m/s）:主梁：46.1;塔：54.4;索：53.7图4-5-17多多罗大桥立面（m）(b)1、结构体系如图4-5-17所示，多多罗

14、大桥是一座三跨连续混合箱梁斜拉桥，边跨布置因地形原因是不对称的，其 边、主跨之比分别为 0.3和0.34，由于边跨较小，在荷载作用下边跨将产生上拔力，所以在两边跨端部各布置了一段预应力混凝土主梁，在靠近生口岛侧， PC梁长105.5m，靠近大三岛侧 PC梁长62.5m，同时两边跨还分别布置了两排和一排辅助墩。桥梁其余部分都是钢箱梁。主梁的支承体系采用了弹性固定于双塔的方案。2、主梁如图4-5-18所示，根据风洞实验，钢箱梁选定带有风嘴的扁平三室宽箱梁，梁高 2.7m，梁高与主跨径之比为1/330,梁相对纤细，轴压力起控制作用。斜拉索与梁连接的锚固构造，设置在腹板之外和风嘴 的下部，以利安装、调

15、索、维修和保养。预应力混凝土梁的外形与钢箱梁相同，因其有收缩徐变等问题，由此造成的影响在设计中应予重视。 钢箱梁与PC梁结合部位如图4-5-19所示，结合部位采用高流动性混凝土填实，确保两者紧密结合。图4-5-17索塔构造（m）3、索塔索塔经美学设计和多方案比较， 采用了现在的双子形钢塔，如图 4-5-20 所示。塔柱的断面形式为矩形并切去四个角隅以利抗风。截面尺寸为 12.0-5.6m X 8.55.9m。塔高220m,共23段，段与段之间用高强螺栓联结。4、主塔基础主塔基础直接支承在风化的花岗岩上, 采用沉井基础, 尺寸为 43.0mX 25.0m, 2 号主墩基础水深 33m ,沉井高39m, 3号基础水深13m，沉井高19m，桥基处最大流速为 4海里/h。