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斜拉桥和悬索桥方案比选说明
2018-05-09 09:10:36   来源:   评论:0 点击:

本文分别介绍了斜拉桥和悬索桥的优缺点,并对其进行了比较,本项目比较特殊,桥位处路线位于R=1200的圆曲线和反向曲线A=477.493的缓和曲线上。

  1 桥位处路线情况

  1.1 平面线型

  桥位处路线位于R=1200的圆曲线和反向曲线A=477.493的缓和曲线上。

  1.2 纵断面设计

  桥位处单向纵坡-1.8%。

  2 桥型方案比较

  2.1 桥型方案的选择

  正线比较方案桥型方案表

桥名及方案名称 桥型布置 桥梁全长
松花江大桥比较 方案一 (91+330+91)m钢箱梁斜拉桥 512m
松花江大桥比较 方案二 (91+330+91)m钢箱梁悬索桥 512m

  2.2 桥型方案的比较

  2.2.1 (91+330+91)m钢箱梁斜拉桥方案

  1 斜拉桥优点:

  梁体尺寸较小,桥梁的跨越能力较大;受桥下净空和桥面标高的限制少;抗风稳定性比悬索桥好;不需悬索桥那样的集中锚碇构造;便于悬臂施工等。

  2 斜拉桥缺点:

  斜拉桥是多次超静定结构,设计计算复杂;索与梁或塔的连接构造比较复杂;施工中高空作业较多,且施工控制等技术要求严格。

  3 斜拉桥本项目适用情况:

  ① 桥型新颖,富有现代感;

  ② 主跨330m,能够满足单孔双向通航的要求;

  ③ 悬臂拼装时化整为零,减轻吊装重量,减少了对构件运输及起吊重量的要求;

  ④ 采取较大的跨径,使主塔基础处于潜水区,基础施工的难度减小;

  ⑤ 主塔基础规模较大。

  4 斜拉桥本项目难点及非适用性:

  从跨径上讲为使基础处于浅水区,减小施工难度和工程量,按目前跨径布置边中跨径比为0.28,不管上部结构为何种类型主梁,其边中跨比都不宜小于0.3。而且边中跨比过小,对于桥梁的美观性也会大打折扣,桥梁设计、施工难度都会相应增加、造价也会相应增高。

  从结构特点上讲由于该桥位位于路线曲线上,曲线斜拉桥作为斜拉桥的一个分支应用本身就不是很广泛。主要难点在于曲线形主梁与斜拉桥式相结合,还有很多值得深入研究的课题。二则此种桥形只是在一些特殊的场合应用,如两岸接线的要求桥梁必须布置在曲线上且跨度相对较大,或者与周围环境相溶合必须修建曲线型斜拉桥的情况。

  从受力特点上讲由于桥位位于曲线上,斜拉索将会对梁体产生不对称的水平力和扭矩以及一定的竖向力,这样势必会增加对主梁强度及刚度的要求,从而增加桥梁造价。

  从施工的角度讲由于桥位位于曲线上,将增加构件吊装、拼接、安装的技术难度。

  2.2.2(91+330+91)m钢箱梁悬索桥方案

  1 悬索桥优点:

  相对于其它桥梁结构悬索桥可以使用比较少的物质来跨越比较长的距离。悬索桥可以造的比较高,容许船在下面通过,在造桥时没有必要在桥中心建立暂时的桥墩,因此悬索桥可以在比较深或者比较急的水流上建造。悬索桥比较灵活,因此它适合大风或者地震区的需要。在材料用量和截面设计方面,其截面积并不需要随着跨度增大而增加。在构件设计方面,悬索桥的主缆、锚碇和塔这三项主要承重构件在扩充其截面积或承载能力方面所遇到的困难则较小。作为主要承重构件的主缆具有非常合理的受力形式。在施工方面,风险较小。

  2 悬索桥缺点:

  由于悬索是柔性结构,刚度较小,当活载作用时,悬索会改变几何形状,引起桥跨结构产生较大的挠曲变形;在风荷载、车辆冲击荷载等动荷载作用下容易产生振动。

  3 悬索桥本项目适用情况:

  根据悬索桥的结构特点和受力特征可知,悬索桥对线形变化的适应能力很差,悬索桥只宜在路线直线段上进行修建,而本项目根据桥位处平面线形可知,该桥位位于R=1200的圆曲线和反向曲线A=477.493的缓和曲线上,按照当前布孔,大桩号侧桥台曲线偏差5.63m,因此该桥位处不适合修建悬索桥。

  截止目前为止,世界上并没有曲线悬索桥的先例。

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