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《大跨度橋梁結構的主動設計》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、，3l。大跨度橋梁結構的主動設計劉安雙(林同校國際(重慶)工程咨詢有限公司)摘要：提出橋梁結構主動設計概念，并以重慶菜園壩長江大橋和重慶石板坡長江天橋復線橋為依托，闡述兩座世界級橋梁的設計理愈，分別闡述毒動設計在兩座橋上的運用，恿結若優(yōu)點以及推廣使用的廣泛性，充分提高設計7卜平以及橋梁施工的可控性。關鍵詞：主動設計主動控制組合設計Y形剛構1主動設計設計}昆凝土結構由于自身重量等原因限制了橋梁結構跨度的發(fā)展，鋼結構由于建設期投資大以及后期維護成本高等因素，在一般性跨度的橋梁設計中得不到發(fā)揮。組合設計結合兩者優(yōu)點，充分發(fā)揮各自潛
2、力，提高橋梁結構效率。在重慶菜園壩長江大橋和重慶石板坡長江大橋復線橋設計中，采用了“組合設計”理念，同時為了便于施工過程控制以及后期變形控制，采用了“主動設計”理念。因此兩座橋的設計理念為“組合設計”和“主動設計”。組合設計：以結構體系組合、材料組合達到結構的高效率和提高材料使用效率，從而使結構合理、造價經(jīng)濟。主動設計：在設計中通過結構自身的設計，完成結構本身的內(nèi)力及線性的調(diào)整。在施工過程中，橋梁結構內(nèi)力和線性都能夠得到控制，在成橋時橋梁結構達到理想的受力狀態(tài)和理想的線性，調(diào)整后期變形。2工程概述重慶菜園壩長江大橋工程采用了
3、剛構與提籃式鋼箱系桿拱、板桁梁組合的結構體系，橋梁總長800m，其中主跨420m，對稱布跨的邊跨和側跨分別為102m及88m(見圖1)。主橋設六線行車道、雙線城市輕軌加雙側人行道。六車道及雙側人行道設在橋面上，雙線輕軌設在主橋桁梁下橫梁上，構成雙層特大公軌兩用橋。重慶石板坡長江大橋復線橋采用長聯(lián)大跨徑混凝土剛構一連續(xù)組合梁橋，橋跨布置為87．75m4-4×138m+330m-F133．75m，梁總長1103．5m(見圖2)，單向四車道，橋面全寬19m。5、7號墩為雙薄壁橋墩，1～4號墩采用空心薄壁單墩。0號和8號橋臺設置滑動
4、支座，1號和2522號墩頂設置滑動支座，其余橋墩均為墩梁固結。主跨330m跨中108m采用鋼結構，其余均采用預應力混凝土結構。800l、_l_凝土形剛構62枯水位1飄瓣一I-Yj彭剛構■／圖1菜園壩長江大橋總體布置混凝土箱梁鋼箱梁混凝土箱粱75075一．108—2447587．75．138．138138．330．13375蚪磊k～摹～b罌兢_*fftl64．撕1501駕『f老轎‘，奄m刪心捆J中心縱1J_lJ_丫上IIII!IIIIIIIILIItdI寸3m-一值J一1時一q擴一妯pu廿一一一1甘f'一一一一囂一一一t攀l一
5、一-I}II‘1圖2石板坡長江大橋復線橋總體布置3菜園壩長江大橋主動設計。體系組合設計：預應力混凝土Y形剛構與提籃鋼箱系桿拱組合(見圖3)。兩側預應力混凝土剛構和中部的320m的鋼箱提籃拱。三個相對分離的子結構通過中跨拱肋系桿索及邊跨剛構系桿索連接成420m的系桿拱。一{!三：______ll『『_孝一圖3預應力混凝土Y形剛構與提籃鋼箱系桿拱組合253主動設計：預應力混凝土Y形剛構主動設計(見圖4)，主要由邊跨系桿、邊墩、墩頂豎向拉桿、千斤頂?shù)葮嫵?。主動設計主要功能就是主動控制施工各工況構件協(xié)調(diào)，控制剛構、主墩內(nèi)力和位移。在
6、施工過程中，多次調(diào)節(jié)系統(tǒng)以滿足結構內(nèi)力需要。主動設計工作原理(見圖5)水平系桿調(diào)整懸臂內(nèi)力，豎向拉桿調(diào)整主墩內(nèi)力，自重作用下可調(diào)整T及V拉力使邊墩內(nèi)力矩理論為“零”，同時通過系桿張拉或千斤頂頂升，可調(diào)控前懸臂的位移，為菜園壩大橋主拱準確合龍?zhí)峁┦侄?。邊跨系桿索、邊墩豎向拉桿以及后懸臂預應力混凝土構件組成桁架節(jié)點，在此節(jié)點處受力特點為構件只產(chǎn)生拉壓力，通過測試任意一個力的大小，都可以通過幾何關系計算出另外兩個力，同樣可以通過控制其中一個力的大小，達到控制另外兩個力的目的。?、騷淤彩慢}圖4剛構主動設計圖5主動設計工作原理菜園壩
7、長江大橋由于大橋施工過程復雜，體系多次轉換，大橋在施工期間所形成的典型的結構體系主要有：(1)帶雙懸臂的Y形預應力混凝土空間剛構體系。(2)由Y形預應力混凝土空間剛構與邊墩、交界墩、邊跨系桿及邊跨鋼桁梁組成的大橋邊孔體系。(3)由大橋邊孔體系與臨時扣索塔架、臨時扣錨索及懸臂鋼箱拱所形成的拱肋懸拼體系。(4)由大橋邊孔體系與臨時扣索塔架、臨時扣錨索、鋼箱拱及吊桿、中跨懸臂鋼桁梁所形成的中跨鋼桁梁懸拼體系。．(5)由大橋邊孔體系與鋼箱拱、吊桿、中跨鋼桁梁及中跨系桿所形成的成橋體系。剛構作為主受力構件，主動設計理念的實施，整個結構
8、內(nèi)力始終確保在設計范圍內(nèi)調(diào)整。結合施工階段的結構受力，主動控制體系作了多次調(diào)整：(1)后懸臂與邊墩頂合攏，張拉邊跨系桿到16368kN，使前后懸臂托架，形成剛構體系。(2)邊跨桁梁就位，張拉邊跨系桿32036kN，邊跨桁梁形成。(3)主拱安裝合龍，中跨主梁安裝10號段，第三次張拉邊跨系桿至
