鸭绿江大桥

2024-06-12

鸭绿江大桥（共12篇）

鸭绿江大桥篇1

1 工程概况

鸭绿江大桥位于丹东新城区国门湾, 桥梁全长3030.4m, 全宽28.5m;其中主桥为86+229+636+229+86=1266m的双塔双索面钢箱梁斜拉桥。主桥桥塔为H形混凝土桥塔, 总高194.6m。塔柱采用箱形截面, 截面尺寸由塔顶5m×7m渐变至塔底7m×10m。主梁采用钢箱梁, 梁高3.5m。桥跨总体布置图见图1。

2 抗震设防水平与地震动参数输入

2.1 抗震设防水平

根据《鸭绿江大桥工程场地地震安全性评价》报告, 鸭绿江特大桥主桥采用50年10%和50年2%两种超越概率地震动进行抗震设防。针对结构各部分的重要性, 提出相应的性能目标为:

(1) 桥墩等桥梁结构中比较容易修复的构件在地震水平I作用下虽然可发生可修复的损伤, 但要求地震发生后, 基本不影响车辆的通行;在地震水平II作用下, 结构不倒塌, 震后可以修复, 可供紧急救援车辆通过。

(2) 主塔、基础等结构重要受力构件在地震水平I作用下基本不发生损伤, 结构保持在弹性范围工作;在地震水平II作用下虽然局部可发生可修复的损伤, 但要求地震发生后, 基本不影响车辆的通行。

具体性能目标可参见表1。

2.2 反应谱输入

鸭绿江特大桥抗震设计采用的两水准 (50年超越概率10%和50年超越概率2%) 的设计反应谱。竖向设计加速度反应谱按水平向设计加速度反应谱的2/3取值。地震输入采用两种方式:

(1) 纵向+竖向;

(2) 横向+竖向, 取前800阶, 按CQC法进行组合。

2.3 线性时程分析输入

采用50年10%及50年2%两个超越概率水准下的水平和竖向加速度时程, 每一超越概率取3条加速度时程, 并取三条波的最大响应作为最终输出结果。地震输入方式为:

(1) 纵向+竖向;

(2) 横向+竖向。

3 计算模型

结构地震动力反应分析采用空间结构的有限元法, 计算模型以顺桥向为x轴、横桥向为y轴、竖向为z轴。利用空间梁单元模拟主梁、主塔和墩柱, 其中主梁采用单梁式力学模型, 斜拉索采用空间桁架单元, 拉索采用Ernst公式修正拉索弹性模量, 从而考虑拉索的垂度效应, 拉索与主梁及主塔均采用刚体限制连接。

过渡墩、辅助墩墩底以及桥塔塔底模拟群桩基础时, 承台模拟为质点, 承台质量集中加在该质点上, 并且承台、塔底和桩基顶部节点采用主从连接, 桩基础采用集中一个6×6土弹簧模型加以模拟。有限元模型如图2所示。

4 动力特性

采用如图2所示计算模型, 对全桥进行动力特性分析, 得到前10阶振型情况如表2。

5 反应谱分析法和线性时程分析法地震作用响应

在50年超越概率10%和50年超越概率2%地震的输入下, 利用反应谱分析方法和线性时程分析方法, 得到主桥结构各关键节点的位移和内力响应, 其结果见表3和表4。

通过对反应谱法分析的结果与线性时程法分析的结果进行对比发现, 两者的位移和内力计算结果基本一致, 反应谱法计算的结果稍大。同时, 主梁的顺桥向位移过大, 主塔的塔底弯矩偏大。

6 非线性时程分析

从上述分析可以看到, 主梁发生过大的梁端位移, 将导致主梁与引桥的相撞。综合考虑, 采取在顺桥向增加粘滞阻尼器控制主梁的位移, 并减小主塔塔底的弯矩。在两个主塔中横梁与主梁连接处, 各设置两个纵向粘滞阻尼器, 单个阻尼器参数取值为:阻尼常数C=5000kN·s/m, 阻尼指数ξ=0.3, 则阻尼力Fd=5000·V 0.3 (kN) , V为相对速度 (m/s) 。

在前述动力特性分析所采用的线弹性有限元结构模型基础上, 添加非线性支座连接单元和阻尼器连接单元, 形成非线性有限元结构模型。地震加速度时程选用3条时程波, 并取三条波的最大响应作为最终输出结果。

在50年超越概率10%和50年超越概率2%地震的输入下, 利用非线性时程分析方法, 得到主桥结构各关键节点的位移和内力响应, 其结果见表5和表6。

7 结论

通过对鸭绿江大桥建立有限元动力分析模型, 分别采用反应谱法、线性时程分析法和非线性时程分析法, 对应50年10%及50年2%两个超越概率, 对比分析大桥的位移和内力响应, 我们得到如下结论:

(1) 鸭绿江特大桥前三阶自振周期分别为10.789s、4.0s、3.996s, 对应的阵型分别为主梁纵漂、主塔1阶对称横向弯曲、主塔1阶反对称横向弯曲振型。

(2) 增加塔梁粘滞阻尼器后, 对应50年10%及50年2%两个超越概率, 非线性时程分析法计算得到的主梁位移分别减小为反应谱法计算结果的16.4%和19.6%, 主塔塔底弯矩分别减小为反应谱法计算结果的28.2%和31.0%, 说明采用增加粘滞阻尼器的措施能有效地控制主梁的顺桥向位移, 并有效地减小主塔的顺桥向弯矩。

摘要：以鸭绿江大桥为分析对象, 建立有限元分析模型, 分别采用反应谱分析法、线性时程分析法和非线性时程分析法, 比较分析了结构主要构件的位移和内力地震响应, 检验了粘滞阻尼器在控制主梁位移和减小主塔弯矩的作用效果。

关键词：斜拉桥,反应谱,非线性时程分析,粘滞阻尼器

参考文献

[1]JTG/T B02-01-2008, 公路桥梁抗震设计细则[S].

[2]CJJ 166-2011, 城市桥梁抗震设计规范[S].

[3]辽宁省交通规划设计院.中朝鸭绿江界河公路大桥施工图设计[Z].2011.

[4]同济大学土木工程防灾国家重点实验室.中朝鸭绿江界河公路大桥主桥钢箱梁方案初步设计阶段抗震性能研究报告[M].上海, 2011.

[5]辽宁地震科技有限公司.中朝鸭绿江公路大桥工程场地地震安全性评价[M].沈阳, 2011.

鸭绿江大桥篇2

今天，我和妈妈去鸭绿江边玩，冬天里的鸭绿江也很美的。虽然天气很冷，但江边还是有很多人。

有的是来锻炼身体的，有的是来旅游的，他们是专门来看朝鲜的，他们对朝鲜很感兴趣呢。虽然已是初春，但江面上还有很多地方结着冰，化开的水面很平静，阳光洒在水面上，波光粼粼。又是水面上会游几只可爱的小野鸭，有人冲他们高喊，他们受到惊吓飞走了，很有趣。

最吸引人得是我们可以隔江看到朝鲜国，再在江边你就可以看到对面人的一举一动，可以了解朝鲜的风土人情。朝鲜的房子是白墙壁，与我们的房子不一样。人们最想看的还是象征中朝友谊的断桥，它是战争的证明，也是中朝友好的纽带。如今新的鸭绿江大桥就屹立在它的旁边。我最喜欢鸭绿江了，如果你来丹东，一定要来鸭绿江哦!

“港珠澳大桥”不如“深中大桥” 篇3

目前正在热议中的“港珠澳大桥”，不是一个好的方案，存在较大风险，理由如下：

一是港珠澳大桥的建设目的偏离地缘经济发展的重点和方向。任何物流设施都应围绕制造业转，因为只有制造业才有可能“生出”物流。在今天，广东经济的重心已经明显地西移、北移。许多香港人认为：只要建成港珠澳大桥，广东西部的物流就会大量流入香港。这是一厢情愿的误判。从长远角度看，珠江三角洲内部物流业肯定大于香港物流业。从地缘上看，香港地域有限，加上制度不同，成本过高，将来很难保持华南地区首要物流中心的地位。

二是港珠澳大桥投资风险大。从使用价值看，只有同时持有香港澳门牌照和香港内地牌照的车辆才有权通行港珠澳大桥，其余车辆被排除在外（包括仅持有香港本地牌照的车），可以来往香港和珠海两地之间的汽车流量太少，与虎门大桥和杭州湾大桥相比，不是一个概念。也就是说珠江口东西两岸的联系不能完全打通，虎门大桥的通行压力将继续存在，港珠澳大桥使用效率不会太高，存在投资高风险。

三是有破坏珠江三角洲生态环境的可能。伶仃洋西边的大片海域存在大片的泥沙沉积区域，那里的水特别浅，水流比较慢。如果在泥沙沉积区横加一座有几十个桥墩的大桥，势必形成众多的“沙洲”现象，海床被提高，今天宽阔的伶仃洋，明天有可能变成“伶仃水道”。这样一来，“港珠澳大桥”就可能成为珠江口的“三门峡”。

四是从目前看建设横跨珠江口、连接深圳与中山的“深中大桥”较经济。东边以深港西部通道与香港连接，成本低、风险小、作用大，既可解决香港与珠江西岸的联系，又可完善珠江口高速公路网，较好地发挥珠江东岸发达地区如深圳、东莞对珠江西岸的经济辐射作用。

五是从区域经济社会综合发展看，“深中大桥”不可替代，而港珠澳大桥功能暂时可由“深中大桥”替代。建设“深中大桥”是当务之急，“港珠澳大桥”应缓建。

鸭绿江大桥地震地质灾害评价篇4

为了加强中朝两国间的交流, 在辽宁丹东建造了鸭绿江大桥, 该桥位于丹东新区的国门湾附近, 连接丹东新开发区浪头镇国门湾和朝鲜新义洲南侧龙川。大桥设计为悬索式, 路线全长20.4公里, 宽33米, 双向4车道。桥位附近鸭绿江水域宽约1.5km, 最大水深约7~10m。

2 场区工程地质条件

鸭绿江大桥工程横跨鸭绿江, 鸭绿江大桥东岸为中国境内的丹东市浪头镇, 西岸为朝鲜的新义州地区。 (图1) 。桥位区地貌为河谷平原地貌, 地势略有起伏, 两岸地面高程在2.98-6.98米之间。

根据勘察结果, 场地勘察深度范围内的地层主要为第四系冲洪积素填土、粉质粘土、粉砂、卵石、粉砂质板岩、钙质板岩、砂岩等。

3 场区隐伏断裂

为了查明场区及附近的隐伏断裂构造, 特别是鸭绿江等断裂是否在场地附近通过, 了解场地地下深、浅部的情况, 采用浅层人工地震法在江中和陆地上进行了探测。布置的测线见图2:

鸭绿江内:顺桥轴线方向布置两条水域测线 (Ⅰ—1为拟建桥线路、Ⅰ—2为备选桥线路) ;垂直桥轴线的顺水方向布置一条测线 (Ⅳ) ;

陆域:在鸭绿江西岸沿桥位线方向和垂直桥位线 (沿鸭绿江边) 各布置一条测线 (Ⅱ、Ⅲ) 。

根据浅层人工地震的探测结果 (图2) , 所有水域测线地震成果未发现明显断层异常, 表明水域桥位区基本上无断层和破碎带通过。

4 场地土动力参数

本项工作共布设了10个测点, 其中在中方大桥延伸方向钻孔ZK1与ZK2之间均匀布设5个测点, 在朝方大桥延伸方向钻孔ZK4与ZK7之间均匀布设5个测点。各测点测试结果列于下表。

根据测试结果, 场地卓越周期在0.2226-0.3200s之间, 场地平均卓越周期为:0.2657。

5 场地地震地质灾害评价

场地自然地形平坦, 钻孔结果显示, 场地内的土层主要为素填土、粉质粘土、粉砂、卵石、板岩、砂岩等, 钻探深度内没有可能震陷软土层存在, 不会发生震陷;场地地形平坦, 没有基岩出露, 隐伏断裂勘测证实场地内没有活动断裂存在, 故场址区内不会发生地震地表破裂、泥石流等地震地质灾害。

6 结论

(1) 场地内地层沉积有序, 层厚变化不大, 土体性质呈现冲积特征, 不同的钻孔剖面揭示地层的工程性质一致, 属于同一个工程地质单元, 不需要进行工程地质分区。

(2) 判定场区可能会发生轻微液化外, 不会发生震陷、边坡失稳、地震地表破裂等地震地质灾害。

参考文献

[1]辽宁省区域地质志[M].地质出版社, 1985.

[2]辽宁水文地质图集[M].辽宁省地质矿产局, 1987.

[3]公路路基设计规范[S]. (JTGD30-2004) .

[4]公路隧道设计规范[S]. (JTJ D70-2004) .

鸭绿江大桥篇5

泰州大桥跨江大桥中塔墩基础选型分析

简述了泰州大桥跨江大桥中塔墩工程地质特性,在此基础上针对沉井基础(矩形和圆形)和钻孔桩基础地基持力层进行分析研究,为中塔墩基础选型提供必要的地质依据.

作者：徐春明韩大章汪春桃唐善普作者单位：江苏省交通规划设计院有限公司,江苏,南京,210005 刊名：资源环境与工程英文刊名：RESOURCES ENVIRONMENT & ENGINEERING 年，卷(期)： 23(z1) 分类号：U443.22 关键词：跨江大桥中塔墩沉井基础钻孔桩基础地基持力层

昂热大桥的倒塌篇6

18世纪中叶，法国昂热市附近有一座兵营，他们以“训练严格，步伐整齐”闻名于军内外。

有一次，昂热市准备举行盛大的庆祝活动，上级指明要这座兵营的士兵在市内广场上进行队列表演，接受各级首脑的检阅。指挥官接到命令后，心里暗暗高兴，认为这是一次表现自己的好机会。于是，他加强了军队的训练，希望能够给首脑一个出色的表演。

军队所在兵营离市中心比较远，必须通过一座大桥才能到达市内广场。这座大桥长约l02米，是昂热市最长最牢固的大桥。

接受检阅的那天，指挥官为了显示自己的训练才华，得到沿路老百姓的赞赏，于是命令自己的军队一路正步走，以示军威。整齐的步伐伴随着有力的脚步声，士兵们个个精神抖擞，一路上英姿飒爽。指挥官骑在马上，望着自己长长的队伍，心里美极了。他想他的这支队伍一定能够得到首脑的表扬。

队伍跨上大桥的时候，整齐有力的脚步声响彻桥面上空。指挥官走在队伍的最前面，当他快到达桥头时，忽然，听到身后一片“啊呀”声，回头一看，几乎整座桥都倒塌了，几百名士兵掉进了河里。指挥官惊呆了：这是怎么回事？难道天意要跟我过不去，还是桥上的人太多？事后统计，有226名士兵死于这次大桥倒塌事故。

鸭绿江大桥篇7

中朝鸭绿江界河公路大桥养护管理大楼位于辽宁省丹东市口岸区, 建成后将作为中朝鸭绿江界河公路大桥养护管理机构的办公场所, 为中朝鸭绿江界河公路大桥提供养护、管理、监控等服务, 并将作为整个中朝鸭绿江界河公路大桥及其连接线沿线区域的标志性建筑。整个建筑地上10层, 地下1层, 建筑高度49.5m。地下室为汽车车库和设备用房, 一至三层为展厅, 四层为餐厅和食堂, 五至八层为办公用房间, 九层为大空间报告厅, 十层为大空间监控室, 十一层局部为设备用房。地下室层高为6.3m, 一至三层层高为5.4m, 四至八层层高为4.2m和3.9m, 九层报告厅层高为4.8m, 十层监控室层高为7.2m, 十一层局部屋面层高为3.6m。

2 结构设计

因十层为鸭绿江界河公路大桥监控室, 依据《建筑工程抗震设防分类标准》 (GB50223-2008) 5.3.4条;本工程养护管理大楼建筑抗震设防类别应为重点设防类 (乙类) ;建筑结构的安全等级为二级, 建筑设计使用年限为50年, 抗震设防烈度为7度, 设计基本地震加速度0.15g;设计地震分组为第一组;建筑场地类别为Ⅱ类, 设计特征周期为0.35s。基本风压0.55k N/m2, 基本雪压0.40k N/m2。地面粗糙度为B类。结构形式为钢筋混凝土框架剪力墙结构, 框架抗震等级为二级, 剪力墙抗震等级为一级;基础设计等级为乙级;养护管理大楼高层部分基础采用桩基承台加构造底板, 桩采用PHC500AB100型预应力混凝土管桩, 桩长为20m, 桩端持力层为卵石层, 单桩竖向承载力特征值为1800k N。本工程位于鸭绿江边, 依据工程地质勘察报告, 抗浮水位设计标高为6.0m, 地下车库为一层地下结构, 与主体地下室相连, 并因本工程基础埋深较深, 最深处为相对于室内标高-8.2m, 相当于绝对高程0.35m;经抗浮计算, 本工程在地下车库处须设抗拔桩。抗拔桩端持力层为中砂层, 桩长为11m, 单桩竖向抗拔承载力特征值为270k N。框架柱、剪力墙混凝土强度等级采用C40和C30, 其中, 地下室~六层, 框架柱和剪力墙混凝土强度等级为C40, 六层以上为C30, 梁、板和楼梯采用C30, 筏板基础和地下室外墙及消防水池墙体采用C30防水混凝土, 基础垫层采用C15素混凝土;钢筋采用HPB300、HRB400级钢筋。砌块墙:±0.000以下用MU7.5混凝土小型空心砌块, Mb7.5水泥砂浆砌筑, Cb20混凝土灌孔密实;±0.000以上用MU5混凝土小型空心砌块, Mb5混合砂浆砌筑。本工程在九层设置报告厅, 为满足建筑空间和造型要求, 九层C轴框架柱抽除, 梁跨度为13.2m, 并且梁端悬挑3.0m, 采用密肋梁的方式解决本层大跨度问题, 梁高900mm, 间距2.4m设置, 经计算与复核, 梁承载力及刚度均满足规范要求。十层为监控室, 同九层均为大空间结构, 并楼面活荷载按规范取为5.0k N/m2, 亦采用密肋梁, 同九层设置, 计算结果均满足规范要求。本工程将楼梯和电梯的隔墙设为混凝土剪力墙, 墙厚分别为300mm和200mm, 并沿楼竖向高度从基础顶到屋面。本工程整体计算采用中国建筑科学研究院研发的PKPM、SATWE 2010版结构计算软件。整体结构计算结果见表1。查看整体计算结果可知, 本工程整体结构满足抗震设计要求。

2 抗拔桩基础设计

根据钻探, 场地土层自上而下分布详表2。

场地土地下水按埋藏条件可分为上层滞水和承压水两种。上层滞水主要埋藏于杂填土中, 受大气降水和地表水补给, 并与鸭绿江有水力联系。勘探期间场地平均标高约7.6m (绝对高程, 下同) , 场地地下水埋深为4.7~5.8m, 标高为1.7~3.6m。地下室抗浮设防水位应是建筑物设计使用年限内可能产生的最高地下水位, 依据地质工程勘察报告, 抗浮设计水位按标高为6.0m考虑。

本工程主体部分为十层地上建筑, 故基础下部不需设抗拔桩, 地下室其余部分均为地下车库, 面积为1190m2, 地下室构造底板厚度为500mm, 基础下皮标高为0.35m, 水头高度为5.65m, 每平米浮力为56.5k N/m2, 地下车库混凝土顶板和底板自重另加上地面土荷载共23 k N/m2, 则基础所受总浮力为39865k N。

本工程地质勘察报告给出预制桩和混凝土钻孔灌注桩两种设计参数, 经过对这两种桩如下对比分析, 决定采用预应力管桩。

(1) 与钻孔桩相比, 预应力管桩的经济效益明显:若不考虑桩的重量, 依据工程地质勘察报告和《建筑桩基技术规范》可知, 在相同工程地质条件下、预应力混凝土管桩的三项指标均比钻孔灌注桩高。同理, 如两种桩采用相同直径, 预应力管桩所需桩的数量比钻孔桩数量要少。故预应力管桩比钻孔桩更经济。

(2) 钻孔桩的侧摩阻力较易退化:随着地下水位的升降, 地下室工况将发生交替变化, 桩的受力方式也随之发生改变。对地下室工程桩而言, 桩的侧摩阻力并非定值, 存在退化效应, 机理如下:当地下水位低于某临界水位时, 桩或桩端土处于受压状态, 并产生压缩变形, 桩周土受到向下的剪力;反之, 桩处于受拉状态, 产生拉伸变形, 桩周土受到向上的剪力。多次反复之后, 桩周土受到重塑, 抗剪强度逐步降低, 桩土接触面粗糙程度下降, 从而导致桩周土对桩的侧摩阻力减弱, 抗拔力降低。

与预应力混凝土管桩相比, 因受施工工艺影响, 钻孔桩桩底常残留沉渣, 桩侧常形成泥皮。所以, 在相同压力作用下, 钻孔桩桩身变形量及桩端土的沉降量较大, 桩土间产生的相对位移较大, 在桩的受力变化过程中, 钻孔桩的桩周土受重塑的程度更严重, 桩土界面的粗糙程度要下降得更快, 桩周土对桩的侧摩阻力更易退化。

(3) 钻孔桩的抗拔力离散性大, 发挥作用不同步:影响钻孔桩抗拔力的因素很多, 包括地质条件的差异、泥皮厚度、桩土接触面粗糙程度、混凝土质量、钢筋弯曲、塌孔、缩径、断桩等, 故而, 钻孔桩的抗拔力具有较大的离散性。同样, 上述因素也影响桩的抗拔力的同步发挥, 在相同的桩土相对位移下, 地质条件差、泥皮厚度大、桩土接触面平滑、钢筋弯曲的桩的抗拔力发挥得要差。若抗拔力较弱的桩事实上承担较大的拉拔力时, 容易造成桩被拉裂、拔动或拉断, 从这个角度考虑, 当用钻灌注桩作抗拔桩时, 应取得更大的安全系数。

(4) 与钻孔灌注桩相比, 预应力混凝土管桩的施工速度快, 无泥浆污染, 可缩短地下室的施工工期, 减少基坑排水与泥浆外运所发生的费用。

基于以上分析, 根据场地的岩土工程勘察资料, 该地下车库最终选择预应力管桩作为抗拔桩。桩型选用PHC500AB100-12, 桩长为11m, 桩端持力层为卵石层。

计算给定地层单桩抗拔极限承载力标准值

式中:Tuk—基桩抗拔极限承载力标准值;

ui—破坏表面周长, 对于等直径桩取u=πd;

qsik—桩侧表面第i层土的抗压极限侧阻力标准值, 本次计算根据勘察报告见土层分布表;

λi—抗拔系数, 按照《建筑桩基规范》 (JGJ94-2008) 表5.4.6-2取值, 本次计算λi=0.55;

li—第i土层厚度, 各土层计算厚度见土层分布表。

经计算, 桩径d=0.5m的单桩抗拔承载力特征值为270k N, 基础所受总浮力为39865k N, 所以共需148跟桩, 本工程共设162跟抗拔桩。抗拔桩设置在地下一层混凝土框架柱下, 并设置承台, 承台高度满足框架柱和桩冲切要求。另在混凝土墙下设置抗拔桩, 间距约2m, 因底板持力层位于粉质粘土与中砂互层, 故抗拔桩同样为抗压桩, 经核算, 桩长为11m, 桩端持力层为卵石层的预制管桩同样满足抗压要求。

考虑到本工程中抗拔桩值特征值为270k N, 故填芯高度采用L=4.0m。在本工程实际设计中, 也采取了增加端板内直径的方法来确保混凝土填芯的抗拔强度。详见图1。

本工程主体高层部分基础采用桩基承台加构造底板, 桩长为20m, 采用PHC500AB100型桩, 单桩竖向承载力特征值不小于1800k N, 桩端持力层为卵石层。

4 结语

鸭绿江大桥篇8

挑战“高精尖”, 尽现十八般武艺

云桂铁路南盘江特大桥位于云南省红河州弥勒市与文山州丘北县交界处, 大桥全长852.43米, 最高桥墩10米, 桥面到江面的高度为270米, 主桥跨度达416米。该桥属于高、精、尖、新项目, 几乎囊括了我国桥梁建设所有顶尖技术, 集拱桥、斜拉桥、悬索桥、连续梁桥、刚构桥、悬索桥、高墩桥等七种桥型于一体, 集深基坑、大体积混凝土、高桥墩和骨架的外包混凝土技术于一身, 是我国铁路桥梁建设的重点科研攻关项目, 施工难度位居世界同类桥梁前列。

中国铁建十八局集团云桂铁路云南段项目部指挥长杨继明介绍, 大桥由连续梁、刚构、简支梁、T构和1孔416米的上承式钢管混凝土劲性骨架拱桥组成。大桥两岸山势陡峭, 地表植被丰富、岩石风化、断层发育, 交通及通讯不畅, 地形地貌复杂, 山体滑坡、泥石流经常发生, 南盘江流急滩险, 施工条件差, 施工环境恶劣, 科技含量高, 安全风险极大。

为打响“桥牌”, 该集团聘请了中国工程院院士郑皆连等国内拱桥方面的4位专家组成常设专家组作现场技术指导, 同时成立以集团公司副总经理、总工程师韩利民为组长的专家组, 积极攻克技术难关, 确保本桥安全、顺利施工, 对工程实施中的重大技术方案、关键技术难题、质量控制标准、科研课题及新技术、新工艺、新材料的运用等开展技术咨询。全体参建员工始终坚持“精心组织、方案先行、科学管理、精细施工”的原则, 对拱座大体积砼防裂缝施工、劲性骨架斜拉扣挂悬臂拼装、大跨度钢管砼压注施工等综合施工技术, 开展了一系列深入研究和攻关。

云桂铁路南盘江特大桥合龙后, 中国铁建十八局集团施工人员现场欢呼

他们通过科技攻关, 取消拱肋两端65米现浇段, 劲性骨架一拱到底, 钢管拱以折代曲, 确保了施工安全。优化了外包混凝土的浇注工艺, 由原设计的分环分段 (65米先成箱) 浇注工艺改为斜拉扣挂+分环分段组合法浇注工艺, 使施工又好又快又安全。

工程项目部是施工企业的“造血细胞”, 项目管理水平的高低, 直接关系到项目生存和发展。十八局集团云桂铁路项目部把云桂铁路当作考场, 咬定“建设世界一流大桥”的质量目标, 认真“作答”, 严格遵守云桂铁路施工标准化管理规定, 编制了管理制度标准化、人员配备标准化、现场管理标准化、过程控制标准化实施细则。他们对方案评审、技术交底、现场盯控, 点点滴滴, 从细节做起, 出台了施工测量复测制度、施工技术交底制度等几十项质量控制管理制度, 将创优目标层层分解, 细化到班组和员工, 层层签订了质量包保责任状, 实施质量奖惩;在工程质量的控制上, 他们严格把好原材料进场关、试验配合比的生产关、混凝土出厂的检测关。无论是桩基、拱座还是劲性骨架安装等工程施工, 都实行首件制, 召开质量观摩会, 用样板引路, 在全管段推广。

“安全重于泰山”。中国铁建十八局集团建立和实施了危险源分级管理控制制度, 建立了安质部、现场专职安全员和群众安全生产监督员三级安全管理屏障, 将职业健康纳入安全管理体系一并建设, 对高空作业、高边坡、深基坑等关键环节进行重点管理, 坚决执行安全质量巡视制, 对违反“战地纪律”的当场给予处罚, 并限定时间完成整改, 及时将安全隐患消灭在了萌芽状态, 确保了安全生产无事故。

测量人员进行测量

大桥钢管拱合龙后的雄姿

破解6万方砼浇筑难题

南盘江特大桥5、6号拱座位于南盘江两岸的半山腰, 且施工区域地形陡峭, 拱座施工集高边坡、深基坑、大体积混凝土浇筑于一体, 安全风险极大。如何高质量完成混凝土浇筑成为该项目部面前的一道难题。

该大桥大体积混凝土拱座浇筑是施工关键环节, 对保温、散热有较高的工艺要求。为牢牢把握施工主动权, 他们成立了科研攻关小组, 邀请专家到工地集体“会诊”, 先后完善了《高墩基础拱座爆破开挖方案》、国内大跨度《缆索式起重机拼装方案》, 对《大体积混凝土浇筑方案》中泵送方案、温控措施、冬季施工方案进行了系统研究, 完美地演绎了科研、施工、人才等“多重奏”。

南盘江特大桥5、6号拱座石方开挖量约30万立方米, 共计需要绑扎8千余吨钢筋, 浇筑近6万方混凝土。其中5号拱座浇筑混凝土3.2万方;6号拱座基础设置5米深混凝土加强块, 共浇筑混凝土2.6万方。为确保南盘江6号拱座施工安全, 他们对安全质量加大投入毫不吝啬, 增建204米长的棚洞防护。由于基坑开挖方式及类型的改变, 又增加了高边坡的永久性防护工程。5号拱座位于南盘江边的陡坡上, 距江面约170米, 地势险要。在5号拱座基础施工过程中, 因地质承载力达不到设计要求, 经业主、专家等多次分析论证, 他们再度决定新增36根承载桩, 采用梯级开挖, 边开挖、边防护的方法稳步推进, 并以搭建施工平台、弃砟外运等方案, 化繁为简, 逐个破解了施工难题。

大体积混凝土浇筑配合比也是质量的关键。他们反复进行了实验与比对, 精心寻找最佳配合比, 向高性能混凝土耐久性问题发起了连续“冲锋”, 做了大大小小的实验上百次, 成功地剔选出大体积混凝土的配合比。为把混凝土内外温差控制在20摄氏度以内, 项目部成立技术攻关组, 采取导管降温、草袋保温、电脑控温等措施, 特别是他们采用全新的计算机自动测量管理系统实时监控, 并通过无线连接的方式, 直接在电脑上显示实测数据, 给监控提供方便的同时, 也大大增加了数据的准确性和及时性。试验人员根据埋设的传感器传输的数据进行整理、分析, 通过在混凝土内部布置散热管, 用循环水进行降温处理及控制混凝土入模温度、用双层草袋来保温等措施控制混凝土水化热温度及应力, 通过这种内排外保的方式, 成功解决了降低大体积混凝土水化热和混凝土开裂等问题;为保证拱座混凝土的浇筑质量, 他们对两个拱座分十三层浇筑, 每个基础的面积就有四个篮球场大小, 厚度达到24米。一系列举措的有效实施, 最终使拱座的强度达标且外观平整, 内实外美的拱座稳稳地将这座世界名桥托起在云贵高原上。

“千里眼”监测:8毫米误差写传奇

“高精度”是南盘江特大桥的“点晴”之笔, 它要求所有高程、水平误差几乎是零误差, 是肉眼无法看出来的精准。“没有金钢钻不揽瓷器活”, 建设者们以严谨的科学态度, 对各个环节反复检算, 利用先进的“千里眼”监测设备测量, 确保“高精度”。

对于大跨径钢管混凝土劲性骨架拱桥来说, 施工监控绝不是一件可有可无的事情, 它直接关系到施工的质量和施工的成败。为保证施工过程中主拱结构的截面应力分布、挠度变化都处于安全合理的范围内, 特别是确保桥梁建成后主拱结构的线形与内力 (应力) 符合设计要求, 必须对主拱结构进行预测、模拟、监测、跟踪分析和控制, 以确保桥梁的施工安全、顺利、快捷、优质的完成。项目部总工程师樊秋林介绍, 为控制拼装过程中的精度, 他们通过外力平衡法、无外力控制法, 采取电子水准仪、徕卡TCRP1201全站仪观测, 另外在南盘江两岸布置14个控制点, 安装14个摄像头等“千里眼”进行跟踪监测, 并在钢管拱上安装测试元件对结构内力变化进行严密监控。钢管拱劲性骨架吊装过程中严格按照监控监测单位的标高和轴线进行相关节段的控制。

拱肋悬臂端由于温度变化可能产生位移。为此, 他们在拱合龙前, 进行48小时的温度影响观测。将测量数据绘制成能反映升温和降温过程的关系曲线, 为拱肋合龙提供温度修正依据。在合龙前, 对实际观测各桁片悬臂端位移及合龙段长度与温度的关系, 仔细观察测量并记录数据, 根据预定的合龙时间、预测的合龙温度, 确定合龙段长度, 裁切合龙段余量。对合龙口长度, 现场采用钢尺对二片拱桁的上下弦杆件的合拢段长度分别精确量测, 各根弦杆的四周均要量测, 以便准确切割合龙段余量。

所有悬臂劲性骨架节段安装完成后, 在拱轴线与设计值达到最佳吻合时进行合龙, 最终水平合龙精度误差不到8毫米, 堪称世界建桥史上的奇迹。钢管拱的合龙为后续管内混凝土压注、外包混凝土等工序施工提供了坚实的基础及操作平台, 很大程度上降低了大桥施工过程中的安全隐患。

鸭绿江大桥篇9

1.1 工程概述

中朝鸭绿江界河大桥起点位于丹东至大连高速公路丹东西互通立交, 终点位于朝鲜三桥川北侧的长西, 全长12.71km。主桥为主跨636m的双塔双索面钢箱梁斜拉桥, 边跨设置辅助墩、过渡墩, 其跨径布置为 (86+229+636+229+86) m, 本桥结构采用半漂浮体系。拉索采用扇形布置, 全桥共4×19对斜拉索。主塔采用“H”型, 主塔总高度194.6m, 底部设置2.5m高的塔座。主塔采用箱型变截面, 塔底截面尺寸为10×7m, 塔顶截面为7×5m, 塔壁的厚度横桥向为1.0m, 顺桥向下、中塔柱为1.0m, 上塔柱出索端1.2m。

1.2 主塔上横梁概述

上横梁为单箱单室预应力钢筋混凝土结构, 截面尺寸为7.0m (宽) ×6.0m (高) ×31.0m (长) , 顶板、底板及腹板厚度均为0.9m, 横梁上下与塔肢接触面均设150cm×150cm的倒角。上横梁两侧腹板对称设置Φ100mm的通风孔, 间距5m, 上横梁构造如图1所示。所有通风孔均由里朝外向下倾斜2°。上横梁采用等级为C50高流态耐海水侵蚀的抗冻高性能混凝土, 混凝土总方量为690m3。上横梁主筋采用Φ32mm钢筋, 其它为Φ20mm及Φ16mm的钢筋;顶板和底板均布置24束Φ15.2mm的高强度低松弛钢绞线。所有钢绞线均两端张拉, 张拉采用锚下张拉力和引伸量双控。

2 对整体方案的控制

上横梁与塔柱采用塔、梁异步施工, 即液压爬模爬过上横梁位置继续向上施工上塔柱的同时上横梁进行施工。上横梁采用牛腿支撑钢管桩-贝雷梁支架现浇施工, 高度方向分两层浇筑, 第一次浇筑高度为3.75m, 第二次浇筑高度为2.25m。在第一次浇筑完毕达到设计强度, 张拉底板钢绞线的部分预应力 (具体张拉力需进行核算) , 再浇注第二次混凝土, 第二次浇筑的上横梁结构主体及施工荷载主要由已浇筑完的第一次混凝土和已张拉的预应力来承受, 此时第一次混凝土结构的刚度远大于支架的刚度, 可以有效抑制上横梁底面裂缝的产生, 保证上横梁线性等满足要求。上横梁两次混凝土浇注完成, 混凝土强度达到100%且龄期不小于10d张拉预应力束, 并对底板钢绞线进行第二次张拉至设计值。所有钢绞线均两端张拉, 张拉采用锚下张拉力和引伸量双控。

3 对上横梁支架的控制

上横梁采用钢管桩-贝雷梁支架施工。横桥向设置2排Φ1000×10mm斜钢管, 钢管顶间距15m, 顺桥向为3排, 间距2.85m。钢管下端均支撑在中塔柱牛腿上, 桩顶和中间位置设置Φ426×6mm钢管和2HM588×300型钢平联, 将所有钢管桩和中塔柱连成整体。

钢管桩顶设置顺桥向3HM588×300和2HM588×300型钢作主横梁, 贝雷梁作为纵向分配梁, 两边倒角位置采用桁架。贝雷梁与贝雷梁、桁架与桁架间设置型钢斜撑, 确保其横向稳定。贝雷梁上设置I25a工字钢横向分配梁, 间距150cm。支架落架采用卸荷块, 具体结构见图2和图3。

4 对预应力管道及钢束施工的控制

4.1 预应力管道安装

(1) 上横梁预应力孔道采用波纹管成孔, 波纹管在进场时应按波纹管的标准的要求进行外观尺寸、集中荷载作用下的径向刚度、荷载作用后的抗渗漏以及耐热性能等的抽样检验, 检验合格后方能投入使用。

(2) 波纹管进场后应堆放在平整场地, 并不得露天暴晒。

(3) 根据设计下料长度, 采用专用接头连接波纹管。

(4) 将波纹管插入锚座之喇叭口内, 用定位钢筋将锚座牢牢固定, 使其不能移动, 然后用粘带缠牢两者接头处, 保持密封, 锚座压浆孔及喇叭口内均须用海绵塞实, 防止水泥浆的渗入。

(5) 塔肢内预应力管道先穿塑料衬管, 防止在混凝土浇注过程中波纹管变形或漏浆堵管。而上横梁范围的预应力管道先穿钢绞线再进行浇注。

(6) 预应力管道与钢筋绑扎同步进行安装。

4.2 预应力钢束安装

(1) 预应力钢束在进场时即按规范要求进行检验。

(2) 上横梁预应力钢束采取两端张拉的张拉方式, 其下料长度应包括两端工作长度 (根据张拉千斤顶的尺寸确定) 。

(3) 预应力钢束下料长度的计算及下料均要求准确, 而且同一束中各丝长度要一致, 其差值≤1/5000。

下料不正确将发生以下问题:

(1) 若整束下料长度短于理论长度时, 将造成钢束达到控制应力时锚杯仍在扩孔筒内而无法锚固;

(2) 若整束下料长度大于理论长度时, 将使钢束达到控制应力后, 锚杯全部拉出锚垫板外, 需垫多块锚垫板才能上锚固螺母, 既浪费材料, 又损失应力;

(3) 一束钢丝下料长短不一致时, 张拉时应力分配不一致, 较短的钢丝受力较大就会拉断。

(4) 完成下料的钢丝束在下料场穿过锚具后, 将锚具上镦的一头用锤子将钢丝头敲齐, 紧贴锚具平面, 并将连接杆拧上固定好一头, 另一头用扎丝捆紧, 用砂轮切割机精确切割齐。

4.3 施工注意事项

(1) 在预应力管道定位后, 要检查管道是否畅通、是否被刮破有孔、接头是否松动和位置及坐标是否准确等, 发现问题后要及时处理好。

(2) 在波纹管附近电焊钢筋时, 必须对波纹管用钢板等进行覆盖防护, 焊完再细致检查。并严格禁止电焊火花和氧割靠近预应力束, 防止电焊手线触及预应力束及其管道。

(3) 接管处及管道与喇叭管连接处用胶带将其密封防止漏浆, 并用黑胶布胶封接头, 要求接头牢靠可行。

(4) 预应力锚垫板与锚束应垂直, 钢束孔中心、锚固中心与垫板中心应同心。

4.4 预应力制作安装允许偏差

(1) 横梁长度方向管道坐标:30mm;

(2) 横梁高度方向管道坐标:10mm;

(3) 同排管道间距:10mm;

(4) 上下层管道间距:10mm。

5 对混凝土施工的控制

5.1 混凝土浇注顺序

混凝土按30cm厚度分层浇注。横断面上混凝土浇注顺序按底板、腹板、顶板顺次浇注;底板浇注时应先两边腹板位置, 后底板中部位置的混凝土;腹板混凝土应尽量对称浇注, 且控制两腹板浇筑高差不得大于2m。

5.2 混凝土布料

两条输送泵管道从上横梁两端向中间水平布置在施工支架上, 随混凝土分层浇注而分段拆、接。混凝土利用串筒卸落, 控制自由卸落高度不大于2m。严格按分层厚度要求进行布料, 不允许出现振动棒赶料和串筒口堆料过高的现象, 混凝土管布置示意图见图4。

5.3 混凝土的振捣工艺

(1) 混凝土的振捣采用插入式振动器进行振捣。

(2) 混凝土浇注前进行技术交底, 混凝土振捣的操作人员固定, 专人负责, 将责任落实到人, 加强振捣人员的责任心, 保证混凝土的振捣质量, 防止漏振、过振。

(3) 振动器的移动间距不超过振动器作用半径的1.5倍, 振动棒与模板保持5~10cm的距离, 插入下层的深度为5~10cm。对每一部位的振动时间不能过长或过短, 振动到该部位的混凝土停止下沉, 不再冒出气泡, 表面呈现平坦、泛浮浆为止, 拔出振动器要慢, 不能留有孔洞。

(4) 混凝土浇注完成时, 要人工用木铴将横梁顶面收浆抹平, 控制好顶板钢筋的保护层厚度, 高差不大于5mm。

(5) 对横梁腹板、底板及顶板连接处的倒角、预应力筋锚固区以及其他钢筋密集的部位, 要特别注意振捣。浇注混凝土时, 应避免振动器碰撞预应力管道、预埋件等, 并应经常检查模板、管道、锚固端垫板及支座预埋件等, 以保证其位置及尺寸符合设计要求。

(6) 浇注腹板混凝土前, 加宽内侧模板的压角长度, 并用型钢和钢筋将其与底板钢筋固定, 防止混凝土上翻。

5.4 混凝土的凿毛、养护

第一次混凝土浇注完后, 施工缝及时认真凿毛, 凿除其混凝土表面的水泥砂浆和松散层, 经凿毛处理的混凝土面, 用水冲洗干净, 在下一梁段混凝土浇注前, 对施工缝洒水湿润。凿毛时混凝土至少达到下列强度:人工凿毛时为2.5MPa, 风动凿毛时为10.0MPa。为保证混凝土质量, 防止或减少混凝土表面开裂, 浇注完成的混凝土必须及时进行养护, 养护期不小于7d。选用养护剂养护, 当模板拆除后, 立即将预先配制好的养护剂用喷浆泵或农用喷雾器喷洒于混凝土表面上, 喷洒应均匀、适量, 勿漏喷, 勿流淌, 养护剂一般应喷洒两道, 并随配随用。

5.5 混凝土质量控制

混凝土表面平整、密实, 强度满足设计要求, 没有蜂窝、麻面、露筋的现象。轴线偏位允许偏差为10mm;标高允许偏差为±10mm;断面尺寸允许偏差为±20mm。

6 对预应力张拉压浆的控制

6.1 预应力张拉

上横梁预应力张拉采用智能张拉控制系统, 主要组成部分:智能张拉系统平台、智能张拉仪和专用千斤顶。智能张拉系统可以自动读取梁板参数, 智能计算张拉过程的压力值, 无线控制油泵的进退油, 实时无线采集油压与位移信息, 自动生成预应力张拉记录表等。全程无需人工干预, 且具有错误纠正、数据同步、张拉审核等张拉过程控制, 完全改变了传统的通过人工来操纵油泵进行张拉操作, 真正地实现了张拉的同步性控制。智能张拉的过程如下:

(1) 启动张拉智能平台系统, 由现场操作人员启动张拉程序;智能张拉平台系统发出信号, 传递给智能张拉仪张拉系统, 通过张拉系统控制专用千斤顶按预先系统编制的张拉顺序进行对称均衡张拉。

(2) 油泵供油给千斤顶张拉油缸, 按五级加载过程依次上升油压, 分级方式为10% (初应力即计算伸长值的起点) 、20%、40%、60%、80%、100%。

(3) 张拉过程中智能张拉平台系统对每一级进行测量和记录, 测量每一级张拉后的活塞伸长值的读数, 并随时检查伸长值与计算值的偏差。

(4) 张拉时, 通过智能张拉系统平台和智能张拉系统控制好专用千斤顶加载速度, 确保给油平稳, 持荷稳定, 如图5。

(5) 张拉过程中, 系统将自动校核测量数据, 当实际伸长值与理论伸长值相差大于正负6%时系统将自动报警, 停止张拉。待查明原因, 排除问题后, 方可进行下一步的工作。

6.2 智能张拉精细化施工控制

(1) 张拉顺序控制:张拉顺序遵循均匀对称, 偏心荷载小的原则, 以确保结构及构件受力均匀, 张拉过程中不产生扭转、侧弯, 防止混凝土产生超应力、过大的附加应力与变形。此外, 安排张拉顺序还应考虑到尽量减少张拉设备来回移动次数。

(2) 张拉质量控制

(1) 施工中要严格执行梳编穿束工艺, 以防索力不均度, 钢绞线穿束时相互缠绕;

(2) 限位板应将写有对应使用规格数字的面对准工作锚板安装, 安装后保证工作锚板在锚垫板止口内;

(3) 保证限位板、千斤顶、工具锚板同轴;

(4) 张拉控制力达到稳定后方可锚固, 夹片相互间错位不宜大于2mm, 露出锚具外高度不应大于4mm;

(5) 工具锚板锥孔、工具夹片应经常涂润滑剂。

(3) 张拉安全控制

(1) 张拉现场应有明显标志, 与工作无关的人员严禁入内。

(2) 作业应由专人负责现场指挥。

(3) 专用千斤顶支架必须与梁端垫板接触良好, 位置正直对称, 严禁多加垫块, 以防支架不稳或受力不匀倾倒伤人。

6.3 压浆

(1) 切束

张拉结束24h内并取得监理认可后, 方可在离工作夹片3cm以外位置用切割机割断多余钢绞线。锚具外面的预应力筋间隙, 用水泥浆填塞密实, 以免冒浆而损失压浆压力, 不要堵塞压浆孔。

(2) 压浆

采用循环智能压浆工艺, 循环智能压浆系统如图6。

浆液满管路持续循环, 排除管道内空气, 管道内浆液从出浆口导流至储浆桶, 再从进浆口泵入管道, 形成大循环回路。浆液在管道内持续循环, 通过调整压力和流量, 将管道内空气通过出浆口和钢绞线丝间空隙完全排出, 还可带出孔道内残留杂质。

(1) 准确控制压力, 调节流量

(1) 精确调节和保持灌浆压力, 自动实测管道压力损失, 以出浆口满足规范最低压力值来设置灌浆压力值, 保证沿途压力损失后管道内仍满足规范要求的最低压力值。

(2) 当进、出浆口压力差保持稳定后, 可判定管道充盈。

(3) 通过进出口调节阀对流量和压力大小进行调整。

(2) 准确控制水胶比

按施工配合比数量自动加水, 准确控制加水量, 从而保证水胶比符合要求。一次压注双孔, 提高工效。

(3) 实现高速制浆, 提高浆液质量

系统采用高速制浆机, 将水泥、压浆剂和水进行高速搅拌, 其转速为1420r/min, 叶片线速度>10m/s, 能完全满足规范要求。

(4) 规范压浆过程, 实现远程监控

灌浆过程由计算机程序控制, 不受人为因素影响, 准确计量加水量, 实时监测灌浆压力、稳压时间、浆液温度、环境温度各个指标, 自动记录, 并打印报表。无线传输将数据实时反馈至相关部门, 实现预应力管道压浆的远程监控。

7 小结

鸭绿江大桥篇10

中朝鸭绿江界河公路大桥 (以下简称大桥) 全长3030米, 中方侧1408米, 朝方侧1622米, 桥宽28.5米, 两侧各2米观光、检查和维修人行道。大桥主桥长1266米, 桥型为H型双塔双索面钢箱梁斜拉桥, 主塔高度194.6米, 主桥跨径布置为86+229+636+229+86m, 如图1所示。整座大桥体现了桥型的现代之美, 主塔的挺拔之美和拉索的力度之美。

鸭绿江界河公路大桥是一项巨大的交通建设工程, 也是一项百年大计的宏伟工程, 它的建设将构成鸭绿江畔新的环境格局和环境空间, 因此必须对大桥的建筑造型、大桥与环境的关系、大桥的夜景、色彩、大桥与旅游等各种景观因素展开研究、构想。

2 桥梁景观设计构想

2.1 构思依据

大桥景观是一项新的设计工作, 目前国内尚无完整的规范。在鸭绿江大桥工程可行性阶段, 景观专题研究报告编制参照交通部、建设部的有关建设项目可行性研究报告的编制办法及规定编制, 主要依据及参考资料:

(1) 丹东经济、旅游、交通、历史文化资料;

(2) 朝鲜经济、旅游、交通、历史文化资料;

(3) 大桥主体设计图纸;

(4) 大桥建设背景资料及可行性研究报告;

(5) 《城市规划法》

(6) 《环境保护有关法律法规》

(7) 其它相关法律法规。

2.2 环境调查

丹东:丹东是一个以工业、商贸、物流、旅游为主体的沿江沿海沿边城市, 是一个国家级边境经济合作区, 是中国最大最美的边境城市。是亚洲唯一一个同时拥有边境口岸、机场、高铁、港口和高速公路等的城市。

朝鲜:朝鲜民主主义人民共和国位于亚洲东部朝鲜半岛北端, 与中国接壤, 素有“三千里锦绣河山”的美誉, 拥有丰富的自然资源。

目前丹东市鸭绿江面上的两座大桥, 一座在抗美援朝时被炸毁, 不能继续使用, 只作为观光遗址使用。而连接朝鲜和中国的中朝友谊桥 (鸭绿江铁桥) 由于年代久远, 承重有限, 成为制约朝中两国人员往来及物流的瓶颈。

所以, 中朝鸭绿江界河公路大桥的修建, 传承了旧桥的历史意义, 延续并扩大了中朝贸易, 成为两国友谊的重要纽带。

2.3 景观视点分析

通过对大桥所在区域的环境进行深入的调查, 把握大桥景观的重点和整体布局, 综合分析得出以下四个视点的景观价值:

(1) 中国视点:在此处观桥, 朝鲜侧保留较好的自然环境, 不但可以看朝鲜之美景, 也可以领略大桥的纵深度之美;

(2) 朝鲜视点:在这里周边美丽的田园风光, 绿色生态的自然风光和大桥的优美桥姿交相辉映。从朝鲜侧观桥以丹东现代化城市为背景, 大桥飞跨其中;

(3) 江面视点:斜拉桥主塔形成显著的景观视觉中心, 近处尽揽大桥整体之优雅, 远处视野开阔无比, 是最佳的景观视点位置;

(4) 桥面视点:无论是驱车或是徒步过桥, 都能近距离接触主塔的雄伟和拉索的刚劲, 观赏江面景色, 并能一览两国城市风光。

经过对大桥的周边环境分析及中朝两国的历史文化背景调查分析, 针对大桥的周边环境特点结合以上视点分析意见, 提出大桥总体景观设计的基本方针:a体现鸭绿江界河公路大桥的建设政治意义;b充分体现斜拉桥特色, 提升桥梁审美效应;c体现丹东边境城市的发展特色, 象征着城市发展的展望, 成为丹东的城市名片。

2.4 设想主题“界桥雄风国门华光”

设想理念:中朝鸭绿江界河公路大桥以其雄伟的形态、新颖独特的造型、突出的景观效果呈现在鸭绿江上。

白天, 如坚硬的钢铁屹立于鸭绿江界河之上, 雄伟壮观, 双塔犹如国门般守护着两国的边境。夜晚, 整座桥以无比绚丽的色彩和动感十足的灯光舞动在两国之间, 光彩华丽, 夜色迷人。

景观定位:“一桥飞起立界河两岸通暢铸国门”

2.5 桥梁景观设计

按照构想, 拓展大桥景观思路从桥梁色彩及桥铭牌两个方面展开。

2.5.1 大桥的色彩涂装

涂装范围主要是桥梁主体结构涂装, 包括主塔、箱梁、桥墩、拉索、护栏。

结合大桥自身结构特点及所处的地域背景, 对所处区域环境的自然地貌和人工构造物的色彩进行分析。鸭绿江水域桥位日照时间长, 阳光灿烂, 大气质量良好, 空气透明度高, 天空以浅蓝色为主, 且亮度大, 江水较深, 以水绿色为主, 提出不同的色彩涂装方案。

(1) 银白色 (图2)

主题为:和平颂歌。理念:白色代表着宁静与安详, 寓意和平与稳定。在环境中, 白色是天际白云的色彩, 也是江水浪花的提取色, 以白色涂装大桥, 能很好地融入周边环境, 使大桥显得干净、明亮, 给人以视觉上的冲击。

(2) 银蓝色 (图3)

主题为:江山恋歌。理念:鸭绿江两岸风景秀美, 如诗如画。采用天蓝色作为涂装的颜色, 使得整座桥与周围环境相协调, 江、桥、天浑然一色, 画面显得更加唯美。

(3) 银灰色 (图4)

主题为:时代凯歌。理念:以银灰色作为桥梁的主涂装, 凸显丹东工业特征的同时又能体现现代城市的时代特征。同时, 银灰色的涂装又能与旧鸭绿江大桥一致, 表现出传承性。

(4) 中国红 (图5)

主题为:友谊赞歌。理念:浩浩鸭绿江水见证了中朝两国用鲜血凝成的战斗友谊, 红色, 是两国政体的代表色, 又是两国传统吉祥的色彩。以红色作为涂装的颜色, 能使整座桥梁在周边环境中突显出来, 成为地标性的建筑。

3 夜景照明设计构想

3.1 表现手段

大桥的夜景照明主要采用三种手段来表现:空间手段、时间手段和色彩手段。

3.1.1 空间手段

根据鸭绿江大桥的桥梁结构和表现的要素, 在相应的位置, 配置不同投光角度、不同功率的照明器, 营造出有层次感和立体感的桥梁夜景效果。

以照射对象和表现内容为基础, 对夜景照明空间投射手段研究如下:

(1) 桥塔:作为夜景主体的主塔屹立于夜空中, 应强调其特色与高度, 表现其标志性和象征性, 进行重点的投光照明。

(2) 拉索:明确表现拉索的力度和线性, 通过投光照明来表现。

(3) 箱梁:是通过箱梁外侧的照明表现箱梁舒展的曲线;同时打亮箱梁的底部, 突出桥梁轮廓线。

(4) 桥墩:通过泛光照亮桥墩可增强桥梁的立体感和厚重感。

3.1.2 时间手段

时间手段是根据季节、节假日、星期及一天内时间的变化, 设置不同回路的照明器组, 以创造富于光线变化的夜景效果。

(1) 季节:依夏季、冬季、春季和秋季四季而分。夏季炎热, 夜景照明偏冷色调;冬季寒冷, 夜景照明偏暖色调;春秋两季则可根据时令变化调整。

(2) 节假日:依普通假日与重要节日而分。假日照明应比平日更热闹, 但重要节日要比普通假日更精心布置灯光, 因此在夜景照明系统的设计中应预留一定的用电量, 并备有可外接的电源出口。

(3) 一周:依星期一~四与星期五~日而分。周末休息日的夜景应比平时更明亮。

(4) 一天:在黄昏、夜晚和深夜等不同时段, 夜景照明有不同的表现, 黄昏时以满足交通要求的交通照明为主;夜幕降临后的夜晚, 夜景照明表现出最佳的魅力;而当夜深人静, 车船稀少时, 应适当关闭部分的夜景灯, 以节省电资源, 并减少对周边环境的影响。

3.1.3 色彩手段

色彩手段是利用光源的色彩特性, 创造不同氛围的夜景, 刻划不同的空间。

色彩手段的应用:

(1) 划分空间:利用不同色调、照度的光, 来改变灯光安排的“节奏”, 用灯光来表示及刻划不同的空间。

(2) 创造氛围:灯光在此不再是照明这样简单, 它能“制造”一个特别的“地点”, 召唤起一种特别的情感。暖色光或是明亮的灯光制造热闹的气氛;冷色光或是幽暗的灯光则围合出私密的空间, 营造宁静、温馨的气氛。

(3) 提示重点:利用对比色或明亮的灯光可以加强通航孔、桥铭牌等具有标志特征部位的表现力。

3.2 构思定位:“友谊之光绿江之舞”构思解读:

项目连接了中朝两国, 因其横跨鸭绿江的恢弘气势, 我们以山、水、城作为主景观的背景, 以“友谊之光、绿江之舞”为主题。在具体灯光设计中以桥体为前景、水中的倒影为中景、并相互映衬的城市夜景作为背景, 共同构成大桥宏伟的夜景景观。重点突出主桥的夜景照明, 相关的景观元素独立成景, 各具特色, 但又相互联系, 相得益彰。在功能照明上采用护栏灯的照明方式, 犹如金色的腰带镶嵌桥体;高耸的桥塔投光照明及两条展开的斜拉索照明形成夜景的视觉焦点;辅助桥体轮廓照明和墩体照明, 通过光色不同场景时段的变幻营造出整座桥梁气势恢弘、流光溢彩的景观效果 (见图8) 。

3.3 照明设计

3.3.1 照明要素

根据大桥工程特点, 对其基本元素:桥塔、拉索、箱梁、桥墩等桥梁用灯光照射, 展示斜拉桥的桥梁结构特色与夜间的梦幻效果。大桥照明部分主要包括:桥塔照明、斜拉索照明、桥体轮廓照明和桥墩照明。

3.3.2 桥塔照明 (图9)

桥塔的照明是全桥照明的重中之重, 照明具有主体感和层次感, 表现桥塔的高大、雄伟的气势。

(1) 桥塔照射, 应达到以下要求:

(1) 照度均匀渐变, 无明显的光斑, 平均照度在100Lux以上;

(2) 所选用的灯具体积小、重量轻, 以保证在高空使用情况下的安装和维护都能简单、方便的操作;

(3) 灯具应有良好的防尘防水性能, 并具有良好的防腐性和绝缘性能。以保证灯具在潮湿环境中的长期使用寿命。

(4) 投光光束集中、利用率高、减少散射光造成的光污染;

(2) 塔柱灯具布设的原则:

(1) 满足景观照明的要求, 体现被照物的特点和艺术气息;

(2) 满足桥面行车的要求, 不得有眩光;

(3) 隐蔽性好, 不妨碍白天的观景效果;

(4) 便于安装、维护, 且安全可靠。

从上述原则来讲桥塔外侧面, 桥面下的正立面、内侧面的灯具则无法满足。这就需要灯具检修平台来满足上述要求。

(3) 照明方式:

在承台和桥面上设置高功率的投光灯对塔体进行投光照明, 平时为静态照明, 重大节假日设置动态模式。

3.3.3 斜拉索照明

灯具布置在拉索底部, 运用补光照明手法, 力求将斜拉索的力度美体现出来, 同时注意控制光投射角度, 提高光效, 避免产生眩光影响,

3.3.4 桥体轮廓照明 (图10、11)

桥体轮廓照明的照明采用洗墙灯照亮梁的侧面, 突出航道, 有利于通航, 同时加装点光源轮廓灯, 突出桥梁的线型美。

(1) 整个箱梁应采用相同的照度指标, 并保证照明的均匀性, 可选用相同功率的灯具均布, 以体现箱梁的整体感;

(2) 为避免灯光对行船及船上观光者影响, 可选用不对称配光的光源或加装防眩装置, 防止不舒适眩光的产生;

(3) 灯具必须能够较好地安装在大桥横架梁上, 尽量不影响大桥在白天的视觉效果和检修车的移动;

(4) 灯具必须具有良好的防护指标和绝缘等级, 所配置的光源必须能体现出大桥横梁的本体特征。

3.3.5 桥墩照明

桥墩的照明主要采用泛光灯由上至下照明照亮墩体, 丰富桥梁的各结构要素照明, 使之成为一个整体, 展示出桥梁夜景照明的立体效果。

4 电气设计

4.1 灯具节能环保要求

4.1.1 照明光源选择

(1) 采用节能型LED灯, 节能型荧光灯和高光效的气体放电光源。

(2) 光源应符合相应光源能效标准规定的能效限定值, 宜采用达到节能评价值产品:

(3) LED灯具有节能、长寿命、控制方便等特点。

4.1.2 灯具选择

(1) 选用配光适宜, 控光性能好的高效灯具。

(2) 荧光灯灯具效率不宜低于GB50034表3.3.2-1的规定。

4.1.3 电器附件选择

(1) 应采用功率损耗低、性能稳定的镇流器和电器附件。

(2) 镇流器应符合镇流器能效标准规定的能效限定值, 应采用节能评价值的产品。

(3) 荧光灯配用镇流器后单台照明设备的功率因素不应低于0.9。

(4) 高强度气体放电灯配用镇流器后单台照明设备的功率因素不应低于0.85。

4.1.4 防护等级

(1) 灯具安全性能应符合GB7000.1的规定, 应根据应用场所防触电保护为Ⅰ类, 桥梁等可触及的防护栏上宜选用Ⅲ类灯具, 若选用非Ⅲ类的灯具则应有防意外触电的保护措施。

(2) 灯具应可靠的固定, 在桥梁等振动场所使用的灯具应具有防振措施, 需固定投射方向的灯具应具有调整、锁定装置。

(3) 室外装置的灯具防护等级不应低于IP55。

(4) 照明设备所有带电部分应采用绝缘、遮拦或外户物保护:室外照明配电箱、控制箱防护等的级应不低于IP4。

4.1.5 安全接地

利用三相五线制中的一根导线PE线作接地线, 灯具及因绝缘破坏可能使其带电的外露导体、配电装置的金属构架、电缆的金属套管、所有配电箱外壳或底座、接线盒等均可靠接地。在施工中PE线不得混接, 且PE线不得兼作它用。

4.2 控制系统

所有照明控制采用PLC时间控制器, 预留外部扩展控制接口, 夜景照明可根据平时、周末、重要节假日开放三种场景。夜景照明的远程自动控制通过通讯电缆实现远程自控。

4.3 白天景观的影响

(1) 所有电缆、电线应预里敷设, 不外露;

(2) 通过对灯具安装位置的巧妙处理来解决对日景的影响问题;

(3) 选择小型化的灯具, 采用一体化的灯具, 做到见光不见灯;

(4) 灯具色彩应与桥梁主体色彩相一致。

5 结束语

综上所述, 由于大桥的特殊地域环境、地理位置, 结合大桥的结构、建设环境特点, 构想了桥梁景观及夜景照明设计方案的思路和理念, 愿景是使大桥建设的更加完美、协调。

摘要：中朝鸭绿江界河公路大桥是我国连接朝鲜民主主义人民共和国的重要通道, 位于界河之上, 是构建东京——汉城——平壤——北京——莫斯科——伦敦欧亚国际大通道的重要组成部分, 这也意味对大桥的建设品位及景观提出了很高的要求。为此, 文章阐述关于大桥在景观设计中的几点构想, 对工程总体方案及分项工程方案进行前期景观研究, 使大桥桥型更具艺术性, 并与周边环境相协调, 实现经济效益和社会效益的最大发挥。

梦里的大桥篇11

“我宣布从莆田湄洲岛到台湾高雄的‘海神大桥’顺利通车！”胡锦涛主席的话音刚落，人们立即欢呼起来……主持人说：“接下来有请马英九先生发言。”伴随着动听的音乐，马英九大踏步地走上讲台，说：“我……说什么好呢……”马英九兴奋得不知道说什么才好。胡锦涛亲切地拍拍马英九的肩膀说：“别急别急，慢慢说。”马英九很快平静下来，带着浓浓的台湾腔说：“很高兴两岸能自由通车！”湄洲岛又一次沸腾起来……

当天下午，我们一家人驾车过桥到达台湾。我们先去了美丽的日月潭，那里满眼都是绿树红花，到处都是清脆的鸟鸣声。湖水湛蓝湛蓝的，清澈见底，明媚的阳光在湖面的涟漪间顽皮地追逐着。游客们争先恐后地赤脚下水，欢声笑语荡漾在湖面，小鱼儿在游客们的腿脚间欢快地穿梭着，我们陶醉在人与自然和谐相处的氛围里……

忽然，天空下起了毛毛细雨，想不到这时的日月潭显得更美！之后，我们来到了阿里山。妈妈还唱起了《阿里山的姑娘》这首脍炙人口的歌曲。

回来的路上，我们看见台湾人也纷纷过桥来到莆田，他们踏上了湄洲岛。看，他们多开心哪！台湾小朋友们这边看看那边瞅瞅，好像想把所有的东西都看一遍似的。大人们有的忙着拍照，有的在津津有味地品尝莆田的美食小吃，有的在妈祖神像前祈祷……

游览了湄洲岛，他们又来到厦门的鼓浪屿。小朋友们一看到金黄的沙滩高兴坏了，连忙跑过去，抓起一大把沙子打起了“沙仗”……

“起床啦，起床啦……太阳晒屁股啦！”原来我在做梦啊！但是，我深信——有梦想就有希望，梦里的大桥一定能建成！

（指导教师佘子龙）

[小编辑评语]

灌河大桥索塔设计篇12

灌河大桥是江苏省连云港至盐城高速公路上的一座特大型桥梁，跨越灌河，双向6车道，桥面净宽33 m，设计车速100 km/h，桥梁全长1 818.96 m，主桥跨径布置为：32.9 m+115.4 m+340 m+115.4 m+32.9 m，采用双塔双索面半飘浮组合梁斜拉桥。主桥桥跨布置见图1。索塔基础采用大直径群桩基础，索塔采用钢筋混凝土结构，采用平行索面的H型塔，塔柱分上、中、下3段，共设2道水平横梁。拉索在塔上的锚固采用钢锚梁，利用钢结构抗拉强度高的特点抵抗拉索水平分力。

桥址区灌河河宽约300 m，水域宽约200 m。桥位区地质以粘土、亚粘土夹粉砂、粉细砂为主，基岩埋藏较深。桥位区地质自上而下为：全新统上部松散层类，厚度10～14 m;上更新统粘性土、砂性土及亚粘土与粉砂互层类，厚度>50 m;中更新统硬塑状态粘土类，厚度>30 m。

2 结构设计

2.1 方案构思

灌河大桥是盐连高速公路上的一座标志性建筑，是一座融合科技与景观的桥梁。索塔造型高大、突出，是力与美的象征，历来是桥梁景观设计中的重中之重。索塔的造型受桥址周围环境、水文、地质、桥宽及结构受力的制约。为满足索塔功能和景观要求，设计中对塔型进行了多方案比选，考虑了A型塔、人字型塔、钻石型塔及H型塔，并对H型塔的上塔柱的开口程度进行了比较。本桥为中等跨度斜拉桥，根据总体设计，塔高121 m，桥面以上塔高与跨径之比为0.28。因通航要求不高，下塔柱较短，而桥面为较宽的6车道，若采用上塔柱闭合的A型塔、倒Y型塔，则会由于塔相对较矮景观效果较差，并对行车会产生一定的压抑感;采用下塔柱向内收缩的钻石型塔，因下塔柱很短而显得难看。根据计算，本桥风荷载并不控制设计，主梁不必靠空间索面提供抗扭刚度，故可采用开畅的H形索塔，为增加景观效果并方便拉索在主梁和塔上锚固构造的设计，采用拉索与主梁在同一平面内的平行索面。塔柱断面根据气动选型，选择了阻力系数相对较小的矩形带大倒角的断面，并在塔柱外侧增设装饰性凹槽，倒角和凹槽增加了塔柱的线条，与桥面上开畅的塔柱相配，使索塔显得简洁明快、雄伟挺拔，体现了力与美的结合。索塔一般构造见图2。

2.2 基础

索塔基础采用桩基础。由于覆盖层很厚，基岩埋深在-150 m以下，桩基按摩擦桩设计。每个塔柱下设16根直径2.5 m的钻孔灌注桩，桩长95.0 m。每个塔柱下设1个承台，平面尺寸为24.0 m×24.0 m，为加强两侧基础的整体刚度，通过系梁将两侧承台连接起来形成整体哑铃形承台，承台和系梁高6.0 m。为减少两侧承台在施工期间的不均匀沉降，系梁与两端承台相连处设1 m宽的后浇段。

由于本桥通航净空要求不高，净高要求仅19 m，下塔柱相对较短，因此通过计算分析取消了塔座，而在下塔柱底设2 m高的实心段，并对承台分别采用梁式体系、深梁体系和撑杆加系杆体系进行了验算。

承台是大体积混凝土，为控制温度应力、混凝土收缩徐变等引起的裂缝，采用冷却管降温的方法进行温控。冷却管网采用具有一定强度、导热性能好的Φ25 cm的电钢管制成，冷却水进水温度与中心混凝土温度差控制在25～30℃之间，单根冷却管水管长度控制在150 m以内，冷却管距承台边缘距离控制在1 m以内。

2.3 索塔

2.3.1 塔柱设计

索塔为钢筋混凝土结构，采用空心薄壁断面，包括上、中、下塔柱和上、下横梁，混凝土强度等级为C50。其中上、中、下塔柱高分别为42.0 m、61.8 m和15.829 m。每个索塔上各布置13对拉索，拉索在塔上的竖向标准索距根据张拉空间要求确定为2.0 m。索塔在桥面以上高度为96.548 m，高跨比为0.284。索塔塔柱顺桥向尺寸为7.0 m，上、中塔柱横桥向尺寸为4.0 m，下塔柱横桥向尺寸由4.0 m变化到7.0 m。上、中、下塔壁厚度分别为0.6 m、0.8 m和1.0 m。上塔柱内设牛腿，牛腿宽50 cm，在其上架设钢锚梁平衡拉索水平分力。中塔柱横桥向内外侧面的斜率为1/17.5401，为抵消中塔柱内倾在下横梁处形成的弯矩，根据计算，在中塔柱施工到一半高度及上横梁底面处时，分2次向外各施加200 kN预顶力。

为使塔柱荷载更均匀地传递给基础，同时减少因刚度突变和不同浇筑龄期引起的收缩导致下塔柱底部混凝土裂缝，下塔柱底部设2.0 m实心段，并要求在施工时承台混凝土连同1 m高实心塔柱一起浇筑，塔柱施工时，剩余1m高实心段与一段空心塔柱一起浇筑。

索塔竖向主筋采用直径32 mm的HRB335钢筋，除上塔柱塔壁内侧外，均为束筋布置。为防止索塔表面出现收缩及温度裂缝，在塔柱外侧混凝土保护层中，贴近最外层钢筋放置1层直径6 mm、网格间距为10 cm×10 cm的带肋钢筋焊网。

为便于通行和维护，上塔柱在塔顶、中塔柱在上横梁顶、下横梁在桥面处均设有进出索塔的人孔，塔柱、横梁、隔板的人孔均相互连通，上下游塔柱内均设有人行爬梯，检修人员可以到达塔内任何地方。

2.3.2 横梁设计

由于塔柱横向在与上、下横梁交界处改变方向，因此这里是受力复杂的节点区域，国内外设计上普遍的处理方法是在塔柱内与横梁顶、底板对应位置设置横隔板，使横梁力线通过横隔板传给塔柱。多层隔板的设计方法使结构变得复杂，给详细的计算分析带来一定难度。为使结构传力明确并简化设计，本桥索塔将所有塔柱与横梁相连接的部位按实心节点进行设计，只留下便于进出索塔通行和维护的人孔，既使结构传力明确，又简化了设计方便了施工。

索塔的横梁为预应力混凝土结构，采用箱形断面，上下横梁宽度均为6.6 m，在纵向前后缩进塔柱0.2 m，以增加结构的立体感。横梁顶底板和腹板壁厚均为0.7 m。上、下横梁内分别布置16束和32束19Φj15.24钢绞线，每束张拉力为3 710.7 kN，为使塔柱外表面光洁整齐，预应力锚头采用深埋锚头工艺。

设计中对索塔的上横梁造型进行了蝴蝶结形、弧线形、折线形等多方案比选，最终选定了横梁上缘水平下缘折线形的造型。上横梁梁高由端部的5 m直线变化至中部的4 m，上横梁中部由于底板预应力钢束折线布置，为防止混凝土崩裂，钢束弯曲部分沿径向设置防崩钢筋，并在上横梁跨中设置一道横隔板。下横梁梁高为5.0 m，顶面设置主梁支座垫石及主梁安装所需的临时锚固装置。因主梁支座在下横梁两端，故下横梁不设中隔板。

经计算发现，如果施工完下横梁立即张拉下横梁预应力，在塔底外侧产生较大的拉应力，分析其原因是因为下塔柱、下横梁是一个框架，故张拉下横梁时，必然在下塔柱中会产生相应力。为此在施工外倾的下塔柱时不进行对拉，利用下塔柱自重在塔底内侧形成预拉弯矩，并在设计中改变了下横梁预应力张拉次序，施工完下横梁后只张拉一部分下横梁预应力钢束，待施工完中塔柱后再张拉剩余的预应力钢束，由于塔底已有足够的压力，张拉横梁预应力时塔底无拉应力产生。

2.4 钢锚梁

2.4.1 采用钢锚梁的原因

(1)桥型、跨径和拉索平面均适合采用钢锚梁。本桥边跨较大，边中跨比为0.436，在恒、活载作用下，边、中跨拉索索力基本平衡，不平衡索力很小，因此适合用钢锚梁来承受拉索水平分力。同时，本桥为中等跨度组合梁斜拉桥，索力适中，避免了大跨度桥梁或混凝土梁斜拉桥采用钢锚梁时设计上的困难;另外，拉索纵向为平行索面，无横向水平分力，钢锚梁不会侧倾，不用横向限位装置，简化了钢锚梁的设计。

(2)塔壁受力合理。若用环向预应力，塔壁混凝土长期处在高应力状态下，且塔壁内外侧应力分布不均匀，部分转角处常有拉应力存在。钢锚梁是独立的拉索锚固构件，支撑于塔柱内侧牛腿上，拉索强大的集中水平分力作用在钢锚梁上自相平衡而不直接作用在混凝土塔壁上，亦无需施加环向预应力，塔壁受力合理，混凝土塔壁不会产生裂缝。

(3)加工安装精度高、施工方便。在高空进行环向预应力施工，测量、定位、预埋管道、浇筑、养生、张拉、压浆等工序复杂繁多，施工质量不易控制。钢锚梁在工厂预制，现场安装，施工快捷方便，避免了环向预应力的高空作业，且可在工厂精确加工、试拼，拉索倾角定位准确，施工质量更有保证。

(4)维修养护方便。环向预应力施工后不可检查维修，若压浆不实钢绞线锈蚀后难有补救措施，而钢锚梁则可检可修可更换。

2.4.2 钢锚梁设计

每个索塔上共13对拉索，除第1对斜拉索直接锚固在上塔柱底部的混凝土底座上外，第2～13对斜拉索锚固在钢锚梁上。每对钢锚梁长5.6 m，宽1.02 m，除端头外梁高为0.62 m。钢锚梁梁端距塔壁10 cm，设有限位钢板，钢锚梁每端在纵向设有5 mm的自由活动量以适应自身的弹性变形。塔柱内设50 cm宽的牛腿，牛腿顶面设预埋开槽钢板，内设聚四氟乙烯板，钢锚梁支承在聚四氟乙烯板上。由于拉索不平衡水平力很小，不足以克服拉索竖向分力引起的摩擦力，因此在运营状态时，钢锚梁并不会前后滑动。

钢锚梁为箱形结构，由锚垫板、支承板、加劲板、箱形拉板、横隔板及连接拼板组成。拉索锚头作用在锚垫板上，通过支承板和加劲板将压力传给拉板和支座，其中水平分力由拉板承受，竖向分力通过支座传递给牛腿进而传给塔柱。锚垫板、支承板是主要承压构件，板厚分别为50 mm和40 mm，拉板是主要承拉构件，板厚30 mm。为增加钢锚梁钢板的竖向稳定性，侧面拉板外侧焊有竖向加劲肋;在箱形拉板之间设置横隔板，厚度20 mm。图3为钢锚梁构造。

为便于安装，每根钢锚梁分为2个节段，节段之间采用高强螺栓连接。每段钢锚梁重量仅2.5 t，采用普通塔吊即可方便地起吊。为方便安装连接段的高强螺栓，在箱形拉板的底板中段设有手孔，在底板端部开有宽36 cm的人孔，以方便对钢锚梁内部的涂装和检修。

3 计算分析

索塔纵、横向计算采用多套平面杆系有限元程序进行计算并相互校核，钢锚梁采用空间有限元程序进行计算。

3.1 主要计算荷载

(1)恒活载：包括索塔自重、拉索索力、横梁预应力，混凝土收缩徐变按1 000 d考虑[1];

(2)风荷载：设计风速为桥址区距地面10 m高度处百年一遇，10 min平均最大风速26 m/s，换算为桥面风速为30 m/s，运营阶段按无车工况桥面风速30 m/s和有车工况桥面风速25 m/s有计算，施工期风荷载取10年重现期，10 m高度最大风速21.8 m/s计算[2,3];

(3)地震荷载：桥址区50年2%超越概率地表水平地震加速度为0.134g[4];

(4)温度荷载：体系升降温20℃，塔身左右侧温差±5℃;

3.2 主要计算工况及荷载组合

(1)施工阶段。裸塔、最大双悬臂、最大单悬臂状态：恒载+风载+施工荷载。

(2)运营阶段。(1)恒载+汽车;(2)恒载+横风(1/100)+基础沉降(一侧塔柱基础下沉2 mm)+温度;(3)恒载+汽车+横风(桥面25 m/s)+基础沉降(一侧塔柱基础下沉2 mm)+温度;(4)恒载+地震力。

3.3 主要计算结果

(1)基础承载力计算

计算结果表明，不论是桩长还是桩身强度，均以恒+地震荷载为控制，索塔基础设计桩长为94.5 m，荷载引起的索塔基础单桩最大轴力Nmax=22 415.3 kN，单桩地基允许承载力[N]=28 154.9 kN，索塔基础单桩承载力满足设计要求。

(2)索塔强度验算

索塔内力分别按纵、横向计算并采用承载能力极限状态验算，计算结果表明，纵、横向计算中均以恒载+地震工况为最不利组合。由于地震荷载是动荷载，其方向可以相反，而索塔在地震荷载下一般均是大偏心受压构件，因此增加轴力有助于提高截面的抗弯能力，反之则会降低截面的抗弯承载力。故在分析地震最不利荷载时，将地震弯矩与恒载弯矩相叠加，而轴力则以恒载轴力减去地震轴力，即分析偏心矩最大时截面的受力与承载能力情况。表1和表2为纵、横向地震输入时，索塔最不利内力组合及强度验算结果。其中纵向计算中，塔柱抗力/荷载的最低安全系数为1.7，为下横梁下侧截面;横向计算中，索塔抗力/荷载的最低安全系数为1.3，为上横梁上、下侧截面和上横梁根部截面。

在50年2%超载概率的纵向+竖向地震作用和横向+竖向地震作用下，索塔各截面均在弹性范围内工作，塔的地震位移亦不大，塔顶的纵、横向最大位移分别为0.173 m、0.223 m，索塔抗震性能依然满足设计要求。

(3)上塔柱锚索区计算

上塔柱由于设置了钢锚梁，斜拉索的水平分力绝大部分彼此平衡，但尚需考虑不平衡索力作用下，混凝土塔壁的安全情况，虽然不平衡索力不足以克服钢锚梁在牛腿上的摩阻力，钢锚梁并不会滑动，但水平摩阻力最终仍是通过牛腿传给塔柱的。计算考虑了2种工况：(1)恒载与活载作用下最大不平衡索力为70 t;(2)一侧拉索失效，另一侧拉索水平分力全部由混凝土塔壁承受，以恒载状态下13号索的水平分力最大，为500 t。

对上塔柱拉索锚固区取一个节段，按框架结构进行模拟，并进行配筋验算。计算结果表明，在70不平衡水平力作用下，混凝土最大裂缝宽度不大于0.07 mm，在500 t水平力作用下，锚索区混凝土截面强度满足规范要求。

(4)钢锚梁计算

采用空间有限元程序对钢锚梁进行计算，钢板采用壳单元。计算表明，在最大索力作用下，2号钢锚梁(最低的一根锚梁)最大水平位移为1.5 mm,13号钢锚梁(最高的一根锚梁)最大水平位移为3.3 mm。

通过空间分析，钢锚梁各构件在最不利荷载组合下均在弹性范围内工作，钢锚梁跨中截面应力为27～153 MPa，锚下承压板有应力集中现象，最大应力集中点应力为305 MPa，平均应力在190 MPa以下，有一定安全储备。钢锚梁最大应力见图4。通过对钢锚梁的弹性屈曲分析得到梁端部承压区稳定安全系数在56以上，不存在失稳问题。

4 主要设计特点

灌河大桥索塔及钢锚梁的设计有以下几个主要特点：

(1)对塔型进行了多方案比选，选择了适合中等跨度斜拉桥的H型索塔和景观效果较好的平行索面，简化了拉索在主梁和塔上锚固构造的设计;

(2)塔柱与横梁连接处按实心节点设计，不再设多道横隔板，既使结构受力明确，又简化了设计和方便了施工;

(3)因通航要求不高使得下塔柱较短，刚度较大，下塔柱分担了一部分横梁预应力并在塔底外侧产生拉应力，设计中改变了一部分下横梁预应力张拉时机，在中塔柱施工完成后再张拉剩余的横梁预应力，避免了塔底拉应力的出现;

(4)拉索在塔上的锚固采用钢锚梁，使得塔柱受力合理，避免了长期处在高应力状态下的塔壁混凝土和转角部位出现拉应力。工厂加工制作的钢锚梁精度高，同时减少了现场高空作业量，缩短了上塔柱施工工期，也实现了拉索锚固构造的可检、可修、可更换;

(5)采用以侧拉板为主、顶底板为辅的箱形钢锚梁，既增加了钢锚梁的稳定性，又方便梁端锚固和支承构造的设计;将钢锚梁分为两段并用高强螺栓连接，既方便了加工和运输又减轻了吊装重量;在底板上设人孔和手孔，可方便对梁内构造的检修和高强螺栓的安装;

(6)钢锚梁设计中，将锚垫板直接支承在侧拉板和支承板上，使支承板既受剪又受压，不但减小了钢锚梁的宽度，又减小了支承板的剪力传递长度，缩短了锚下承压构造尺寸，为塔内拉索张拉赢得了空间。

5 结语

灌河大桥经过全体设计人员的精心设计，在专家、同行的指导和帮助下，通过建设、施工单位的大力配合和辛勤劳动，已于2006-10建成通车。其中索塔和钢锚梁严格按照设计进行施工，未发生变更，并且施工过程非常顺利，说明索塔和钢锚梁的设计是成功的，也为今后类似桥梁的设计积累了成功的经验。

参考文献

[1]JTG D62—2004公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[S].