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银川滨河黄河大桥主桥设计

桥梁建设2017年第47卷第5期(总第246期)Bridge Construction, Vol. 47, No. 5 #2017 (Totally No. 246)95文章编号!003 —4722(2017)05 —0095 —06银川滨河黄河大桥主桥设计孙海涛,张德明,部长宇(上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司,上海200092)摘要:银川滨河黄河大桥主桥采用三塔双索面结合梁自锚式悬索桥,跨径布置为(88 +218 + 218 +88) m。

加劲梁为钢一混凝土结合梁,钢梁采用双主纵梁梁格体系,桥面板采用钢筋混凝土结构,钢梁与桥面板之间利用剪力钉连接。

桥塔采用钢筋混凝土结构,中、边桥塔横桥向均为H形,顺桥向均为单柱形。

桥塔下设分离式矩形承台,钻孔灌注桩基础。

全桥设置2根主缆,主缆采用锌铝合金镀层钢丝,并使用缠包带防腐。

吊索采用竖直形式,每个吊点设2根吊索。

结构设置双向阻尼装置,其中横向为金属弹塑性阻尼器。

桥梁造型设计紧密结合地域景观特色。

该桥采用黄河主槽内桥梁全顶推施工核心技术,钢梁采用步履式顶推就位,然后铺设预制混凝土桥面板并浇筑湿接缝,最后进行结构体系转换。

关键词:自锚式悬索桥;三塔;结合梁;主缆;镀锌铝合金钢丝;金属弹塑性阻尼器;防腐措施;桥梁设计中图分类号:U448.25;U442. 5文献标志码:AD e s i g n o f M a i n B r i d g e o f B i n h e H u a n g h eR i v e r B r i d g e i n Y i n c h u a n(Shanghai Municipal Engineering Design Institute (Group) C o. Ltd., Shanghai 200092, China)Abstract:The main bridge of Binhe Huanghe River Bridge in Yinchuan is a self-anchored com­posite girder suspension bridge with triple towers,double cable planes and with span (88+218 +218 +88) m.The stiffening girder of the bridge is the steel and concrete compositegirder,of which the parts of the steel girders are the lattice system of the double girders,the deck slabs atop the girders are the reinforced concrete structures and the slabs are connected,using the shear studs.The towers are the reinforced In the transverse direction of the b ridge,the intermediate and side towers take the H shape whilein the longitudinal direction,t ake the single column shape.Under each tower,the foundation ofthe bored piles and the s eparated rectangular pile caps are arranged.On the whole bridge, 2 maincables are provided.The cables are made up of the zinc-aluminum alloy coated steel wrapped by the tapes against the corrosion.The suspenders are the vertical ones and at pending point, 2 suspenders are arranged.For the bridge,the two-way dampers are which the dampers arranged in the transverse direction are the metallic elastopl configuration design of the bridge is made to closely and well merge with the regi characteristics.According to the design,the part of the bridge over the main channel of theHuanghe River is constructed,completely using the core technique of the incremental launching.The steel girders are firstly launched in place step by step,the precast concretelaid and the wet joints are cast and finally the structural system of the bridge is transferred.收稿日期!2016 —10 —12作者筒介:孙海涛,髙级工程师,E-mail:sunhaitao@smedi. com。

研究方向:大跨度桥梁设计。

96桥梁建设 Bridge Construction2017, 47(5)Key words: 861;(:-:0〇匕〇代+triple towers;comQositegirder;maincaLle;xinc-:111爪011爪alloy c/ate+ steel wir-;metallic elastoplastic damper;corrosion protection measure;bridge design1概述1.1工程概况银川滨河黄河大桥位于银川市兴庆区河滩新村南侧,西接北京路延伸工程,进而连接银川中心城区路网;东接滨河新区纬四路,有效融入新区主干路网。

项目地理位置如图1所示。

图1银川滨河黄河大桥项目地理位置示意Fig. 1Geographical Location of Project ofBinhe Huanghe River Bridge in Yinchuan滨河黄河大桥道路等级为双向6车道一级公路兼双向8车道城市快速路。

项目路线长6. 587 km,其中,路基长2. 175 km,桥梁长4. 412 km,主桥为三塔结合梁自锚式悬索桥。

1.2主要技术标准行车速度:80km/D。

车道宽度:2X(2X3. 75 m +2X3.5 m)。

设计荷载:公路一 I级。

设计洪水频率:1/300。

水位:施工水位线1 107. 44 m;设计通航最高水位1108. 24 m;三百年一遇洪水位1 108. 43 m;最高冰凌水位1 108. 11 m。

航道等级:内河航道V级。

环境类别:3类环境,相对湿度59@。

风速:基本风速(100年重现期)37. 0 m/s。

地震:基本烈度$度,桥梁抗震设防类别为A类,采用475年地震重现期(E1地震作用)和2 475年地震重现期(E2地震作用)两水平进行抗震设防,峰值加速度分别为0.26g和0.49g。

2总体布置及结构体系主桥采用三塔结合梁自锚式悬索桥,跨径布置为(88 +218 +218 +88) m,边中跨比为1/2. 5,主桥总体布置如图2所示。

全桥设2根主缆,平行索面布置,中跨矢跨比为1/5,边跨垂跨比为1/12. 9。

结合梁全宽41. 5m,梁高3. 854 5m。

吊索标准间距8.0 m。

桥塔采用H形结构,塔柱为钢筋混凝土构件,横梁为预应力钢筋混凝土构件,分离式矩形承台,钻孔灌注粧基础。

图2银川滨河黄河大桥主桥总体布置Fig. 2 General Layout of Main Bridgeof Binhe Huanghe River Bridge由于自锚式悬索桥主缆锚于加劲梁上,需要采取措施平衡主缆产生的梁端上拔力。

根据该桥孔跨布置,主缆入射角仅为18[产生的竖向分力较小,锚固区范围内端横梁和主纵梁的空间较大,具备浇筑压重混凝土的条件。

同时,边墩顶设有装饰塔,塔内浇筑混凝土也可起到压重的作用,由此抵消主缆竖向分力。

因此,该桥未设置锚跨,简化了桥梁结构布置。

桥址区地震烈度为$度,地震工况控制塔柱及基础设计。

自锚式悬索桥纵向一般采用飘浮体系或设置弹性索。

通过结构抗震性能研究发现,塔、梁纵向约束体系采用弹性索时,地震内力随弹性索刚度值的变化不敏感,桥塔内力、加劲梁位移仍然为地震工况控制。

故弹性索尚不能解决控制工况的结构响应问题,需要设置阻尼器,通过阻尼体系的耗能、限位作用减小地震响应。

经综合比选,该桥采用的抗震结构体系为(12):纵向,支座纵向活动,在中塔设置粘滞阻尼器耗能,以控制加劲梁纵向位移和减小桥塔底弯矩,即半飘浮体系;横桥向,支座横向活动,在各塔横向设置金属弹塑性阻尼器耗能,以控制加劲梁横向位移和桥塔底弯矩;竖向,设置球钢支座,一侧球钢支座横向设置给定剪断力的剪切销(剪切销的剪断力由静力作用下的需求确定),在地震作用下剪断后变成普通滑动支座提供滞回耗能。

金属弹塑性阻尼器的屈服力不应小于支座的剪断力。

银川滨河黄河大桥主桥设计 孙海涛,张德明,邵长宇973结构设计3. 1加劲梁加劲梁采用钢一混凝土结合梁[3],全长614 m,标准段长576 m、全宽%1.5m,梁高3. 854 5m,其中混凝土桥面板厚26 cm,高跨比约为1/57。

加劲梁标准断面如图3所示。

A1丨225 丨_________1 490_________^_________1 490 运丨225 丨单位:c m图3加劲梁标准断面Fig. 3 Typical Cross Section of Stiffening Girder钢梁由主纵梁、中横梁、端横梁、挑梁、小纵梁组成双主纵梁梁格体系,双主纵梁中心间距32. 05 m,主纵梁采用箱形断面,标准节段长8 m,每间隔4 m 设置1道横梁和挑梁,每2道横梁之间设置3道小纵梁。

钢梁材质为Q345qE、Q420q E钢。

桥面板为钢筋混凝土结构,分为预制板和现浇缝,预制板采用C50混凝土,现浇缝采用C50微膨胀纤维混凝土。

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