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某双层地锚式悬索桥总体设计研究
2018-03-12  中国桥梁网 分享到:
关键词:地锚式悬索桥 钢桁加劲梁 双层桥 重力式锚碇 

   

   1 工程概况

    大连市政府为了缓解中山西路的交通压力,决定建设一条平行于中山路与黄浦路的东西向主干道—南部滨海大道工程,南部滨海大道东起金沙滩东侧的金银山,向西跨越星海湾,在高新园区填海区域登陆。滨海大道东端经隧道可以连接东北路及规划中的南部快速路,西端通过高新园区的地面道路,可以连通旅顺南路、河革路。

    该项目主要包括东部连接线、东引桥、钢桁架引桥、主桥、西引桥及西部连接线六大部分。

   2 主要技术标准

    (1)公路等级:城市快速路, 主线在双层桥部分为单向4车道;

    (2)设计行车速度:主线设计时速80km/h;

    (3)设计荷载:公路I级;

    (4)桥面宽度:上层标准宽度为21m, 下层标准宽度为17m;

    (5)通航标准:通航游艇,通航高度25m;

   

   3 总体布置

    主桥为三跨地锚式双层悬索桥,加劲梁为双层钢桁架结构,两端设混凝土重力式锚碇。跨径布置为:180m+460m+180m,主桥宽24.8m。主梁纵坡1.5%,竖曲线半径7800m,车行道横坡1.5%,人行道向内横坡1.0%。主缆由多股平行钢丝成品索组成,中跨和边跨主缆成桥线形均为二次抛物线,中跨主缆矢跨比为1/6.667,边跨主缆矢跨比为1/16.67,主缆横桥向间距25.2m,吊杆间距10m。

   4 结构设计

   4.1 钢桁加劲梁

   钢桁加劲梁包括钢桁架和正交异性板钢桥面板两部分。 钢桁架由主桁架、主横梁和上、下平联组成,主桁架包括上弦杆、下弦杆、竖腹杆、斜腹杆,主桁架桁高10m,标准节段长10m,上、下平联采用K形结构。主桁架的上、下弦杆通过整体节点板与腹杆连接,弦杆与横梁、平联杆件通过焊接节点板连接,在节点板处,各构件之间采用高强螺栓连接。

   4.2索塔

    索塔为钢筋混凝土“门”式框架结构,由塔柱和上、下横梁组成。

    塔柱下横梁以下部分高26.93m,以上高86.88m,全高111.81m,为“D”形空心截面,以利于抗风。塔柱横桥向由上至下往外侧倾斜,内侧斜率保持不变,外侧由两段斜率不同的直线并导半径500m的圆过渡形成。

    每根塔柱下设一个承台,承台之间不设横系梁,承台由12根2.5m的钻孔灌注桩支撑,承台尺寸为17.2m×23.5m×6.0m。承台下桩基采用4x3行列式布置。钻孔桩桩长45m,以中风化岩层做桩端持力层,承台内布置冷却管。

   4.3锚碇的设计

    星海湾跨海大桥的锚碇采用空腹三角形框架结构形式,突破了实体重力式锚碇外观笨重的结构形式,实现了大型结构物力与美的和谐统一。散索鞍支墩既作为散索鞍的支撑构造,又与前锚室形成框架,与锚块一起传递主缆拉力,增强了锚体结构的整体性,以及在锚碇上修建引桥的个别桥墩以增加压重。

   5总结

    (1)主梁采用钢桁梁与正交异性板结合的形式,其主桁空间受力特性、钢桁梁加工制造、节段安装等均有较高的技术含量和创新性;

    (2)大多数现有悬索桥的锚碇都设在岸上的岩石上,设计相对简单,但对本桥来说受到的挑战要大得多,因为要承受约173MN水平力的锚碇必须设在经过地基处理过的海床上(从水深13m-18m是淤泥质粉质粘土),然后在其上施工沉箱。

    星海湾跨海大桥是国内首座海上建造锚碇的大跨度双层悬索桥,它的顺利建成,将标志着我国桥梁建设取得又一新的成就。同时大桥本身也具有巨大的旅游价值,大桥的特点和气势也构成了星海湾上一个新的旅游景点,成为新的城市景观。南部滨海大道项目工程规模浩大,地质条件复杂,特别是在海上建造锚碇技术难度大,在全国尚属首例,设计工作涉及方面多、协调任务重、任务艰巨。

   

   

    参考文献:

    [1] 马骉, 颜爱华, 邓青儿, 控德军, 蒋彦征. 上海闵浦大桥设计与构思[J]. 上海建设科技, 2010(5).
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