【悬索桥】武汉阳逻长江公路大桥设计
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yywithss Lv.8
2005年12月25日 20:57:20
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武汉阳逻长江公路大桥为1280m单跨扁平封闭流线形钢箱梁悬索桥,桥面纵坡为2.591%(0.5%),桥面横坡为双向2%,主缆中跨矢跨比为1/10.5; 主梁桥面板采用正交异性板结构,钢箱梁高3m(中心线处),梁宽37.5m,桥面板厚14毫米,底板与斜腹板厚12毫米。桥面板U形加劲肋尺寸为300×280×6毫米,中心间距为600毫米,底板和下斜腹板U形加劲肋尺寸为400×260×6毫米,中心间距为890毫米,加劲钢板尺寸为160×10毫米,钢箱梁横隔板标准间距3.2m,横隔板上设两个人孔和三个管线孔;无吊索处横隔板厚8毫米,有吊索处横隔板厚10毫米;

武汉阳逻长江公路大桥为1280m单跨扁平封闭流线形钢箱梁悬索桥,桥面纵坡为2.591%(0.5%),桥面横坡为双向2%,主缆中跨矢跨比为1/10.5;
主梁桥面板采用正交异性板结构,钢箱梁高3m(中心线处),梁宽37.5m,桥面板厚14毫米,底板与斜腹板厚12毫米。桥面板U形加劲肋尺寸为300×280×6毫米,中心间距为600毫米,底板和下斜腹板U形加劲肋尺寸为400×260×6毫米,中心间距为890毫米,加劲钢板尺寸为160×10毫米,钢箱梁横隔板标准间距3.2m,横隔板上设两个人孔和三个管线孔;无吊索处横隔板厚8毫米,有吊索处横隔板厚10毫米;
钢箱梁划分为80个梁段,其中77个标准梁段(B梁段),梁段长16米,吊重约为222.2吨;1个跨中梁段(C梁段),梁段长17米,吊重约为233.0吨;2个端部梁段(A梁段),梁段长13.5米,吊重约为237.8吨。
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2005年12月25日 20:58:01
2楼
一、设计情况简介:
武汉阳逻长江公路大桥位于武汉市东北郊,上距武汉关约30公里,桥位左岸为武汉市新洲区阳逻镇,右岸为武汉市洪山区向家尾。它是武汉市绕城公路东北段跨越长江的重要通道,也是京珠国道主干线及沪蓉国道主干线的重要组成部分。
由湖北省交通规划设计院和中交公路规划设计院共同承担阳逻长江公路大桥初步设计。湖北省交通规划设计院为总体设计单位,负责主桥索塔、钢箱梁、支座和桥面系设计,及引桥、接线一期工程和二期、三期工程设计,中交公路规划设计院负责主桥总体计算、缆索系统和锚碇等设计。中铁大桥局勘测设计为双院制审查单位。
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2005年12月25日 20:58:28
3楼
二、 主要技术标准
(一)桥梁等级:双向六车道高速公路特大桥
(二)计算行车速度:120公里/小时
(三)桥面及接线路基宽度
1.主桥及引桥桥面净宽33m。
其中:行车道宽度 2×3×3.75m
中央分隔带宽度 2.0m
左侧路缘带宽度 2×0.75m
右侧硬路肩宽度 2×3.0m
外侧护栏带宽度 2×0.5m
2.接线路基宽度为35m
其中:行车道宽度 2×3×3.75m
中央分隔带宽度 3.0m
左侧路缘带宽度 2×0.75m
右侧硬路肩宽度 2×3.25m
土路肩宽度 2×0.75m
(四)主要荷载标准
1.车辆荷载:汽车—超20级,挂车—120
2.设计风速:桥位区20m高度处100年一遇10分钟平均最大风速为33.4m/s
3.船舶撞击荷载:顺水流方向27000kN; 垂直水流方向13500kN
4.地震基本烈度:六度,按七度设防
(五)通航水位:设计最高通航水位25.296m,设计最低通航水位9.226m
(六)通航净空:桥下通航净高为设计最高通航水位以上大于24m,通航净宽为双向通航不小于425m、单向通航不小于230m
(七)设计洪水频率:1/300
(八)桥面最大纵坡:2.8%(主桥推荐方案实际坡度为:1.7%)
(九)桥面横坡:2%
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2005年12月25日 20:58:53
4楼
三、桥型方案构思
根据桥位区的地形、地质、河势、水文、通航、防洪、接线等方面的要求,主桥不宜选用大跨度梁式桥或拱式结构桥。初步设计桥型方案构思中研究了悬索桥、斜拉桥及斜拉-悬索组合体系三种桥型方案。
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2005年12月25日 20:59:09
5楼
1. 桥型方案构思
根据桥位区的地形、地质、河势、水文、通航、防洪、接线等方面的要求以及上述的基本原则,主桥不宜选用大跨度梁式桥或拱式结构桥。初步设计桥型方案构思中研究了悬索桥、斜拉桥及斜拉-悬索组合体系三种桥型方案。
(1) 悬索桥方案
悬索桥主要考虑了三种布跨方案,即主跨为1280m双塔单跨悬索桥、主跨为1120m的双塔单跨悬索桥及主跨为700m的三塔双跨悬索桥方案。主跨为1120m的双塔单跨悬索桥方案虽然比主跨1280m的悬索桥经济,该方案的南锚碇位于江内滩涂上,对长江防洪影响较大。虽然,阳逻河段近期为基本稳定的河段,但如果主河槽发生摆动,锚碇自身的安全及长江南大堤的防洪安全均会受到致命的影响,洪水期间锚碇的冲刷对南大堤的安全影响很大。在施工期间锚碇施工受洪水影响较大,必然会影响大桥的施工工期。另外,锚碇主缆锚固系统受洪水的浸泡,给防腐带来了新的难题。因此,初步设计阶段悬索桥方案仅对主跨为1280m的双塔单跨、主跨为700m的三塔双跨两个方案进行同等深度比较。
(2) 斜拉桥方案
方案构思中考虑了双塔斜拉桥和三塔斜拉桥两种方案。由于主河槽偏北岸,如果将北索塔设置在水中,对航运影响很大,同时增加了一个深水基础很不经济。因此,北索塔应设置在北岸岸坡上。为了满足多孔通航的要求,双塔斜拉桥南边跨跨径应大于260m,以保证230m的单向通航净宽。根据斜拉桥合理的边中跨比及主跨通航净宽大于425m的要求,双塔斜拉桥的主跨跨径将超过620 m,此时塔高很难满足阳逻军用机场工可报告规定航空限高190m的要求。从整个桥型布置看,双塔斜拉桥方案主桥完全偏于北侧,全桥景观协调性很差。另外,武汉市同类桥型很多,景观造型特点不鲜明。因此,在方案构思中放弃了双塔斜拉桥方案,初步设计对三塔斜拉桥进行深入研究。
(3) 斜拉-悬吊组合体系桥
斜拉-悬吊组合体系桥考虑的跨径为270+1176+456m,跨中悬吊部分为600m,本方案主要考虑采用斜拉-悬吊组合体系,减少主缆缆力及锚碇规模,但根据详细的结构分析研究,该体系与同跨径悬索桥相比,缆力减少仅为25%,效果不明显。但却存在斜拉-悬吊交界处刚度不匹配,吊索疲劳以及上部结构安装难度大等缺点,设计、施工技术不成熟,因此在最终方案选择中放弃了该方案。
初步设计重点对250+1280+440m双塔单跨悬索桥、210+700+700+295m三塔双跨悬索桥及73+157+530+530+157+73m三塔六跨斜拉桥三个方案进行同等深度比较。
通过从技术经济综合比较,为减少对通航、水流流态以及防洪的影响,减少施工难度及风险性,将阳逻大桥建成为武汉地区一座结构新颖、造型优美的标志性桥梁,主桥推荐采用主跨为1280m的双塔单跨悬索桥方案。南锚碇基础推荐采用内径为70m的圆形地下连续墙方案,交通部批准概算19亿多元。
附桥型布置图
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2005年12月25日 21:00:21
6楼
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2005年12月25日 21:00:40
7楼
效果图
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2005年12月25日 21:01:35
8楼
三塔悬索桥效果图(最终实施方案)
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2005年12月25日 21:02:24
9楼
三塔斜拉桥效果图
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2005年12月25日 21:02:53
10楼
编钟造型的索塔桥型布置
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2005年12月25日 21:03:17
11楼
设计对三种索塔形式进行了研究,索塔方案一为带剪刀撑门型索塔,塔柱为圆端形断面,上下横梁为预应力混凝土箱形结构,并在下横梁下缘和上横梁上下缘设置圆弧形。在上下横梁之间设置钢箱剪刀撑。该索塔造型新颖,具有现代感。
图片说明:吊装索塔剪刀撑,这种剪刀撑为国内桥梁建设中首次采用
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