大跨度桥梁理论

大跨度桥梁理论
大跨度桥梁理论

答:

1、多多罗xx 技术特点:

①采用混合梁技术。中间墩支撑着中间梁。边跨外端采用预应力混凝土梁,通过和钢梁连接来支撑其他边跨和中跨,从而形成混合梁体系。这些边跨设计为短小的沉重的,并且具有足够的刚度,来支撑长但轻的中跨,并维持足够的刚度。

②斜拉索在两个主塔间形成多扇面线性,在倒Y 形塔顶单锚点,从而提高梁的抗扭刚度。

③塔和梁的组合形状,特殊设计的索面,以及空气动力稳定性来保证结构的独立性。

④在安装梁时水中没有设置临时墩。在悬臂前端采用运输起重机从海面上将梁体直接吊起。这个工作依赖于边梁和塔处主梁之间的平衡。

2、增加中跨的可行性原因:

斜拉桥优点:

①当中跨达到1300m 时,在经济效益和结构特点方面斜拉桥和悬索桥没有明显差异。

②当斜拉桥中跨达到1000m 时,非线性影响不大。这说明常规的中跨500m 斜拉桥和1000m 斜拉桥相差不大。

③悬索桥需要锚碇。因此大跨度的斜拉桥比悬索桥要经济。

可行性

A 建造1300 米的跨径斜拉桥没有任何构造上和经济上的问题,所以可以适当增加斜拉桥的跨径.B中间跨在1000米以下的斜拉桥的截面内力和位移没有非线性增加的趋势,这预示着传统的斜拉桥中跨达到500米的设计是可能的.

C1300米以下的悬索桥和斜拉桥的结构、经济特性没有明显的差异

①斜拉桥存在轴力

②从500m 到2000 米,悬索桥的竖向弯矩大于斜拉桥。

③700m 处主轴的水平弯矩二者相同,之后悬索桥较高。

④竖向挠度在1100m 时二者相同,1100m 以下悬索桥较高,1100m 以上斜拉桥较高。

⑤700m 以下二者的水平挠度相同,之后斜拉桥较高。

⑥总用钢量在1500m 以下时基本相当。

3、斜拉桥按目前水平可以做多大

通过索的制作方法的改进,锚碇和挖掘方式的进步,结构分析功能的进一步提高,以及对结构体系更多的认识,实验的研究和技术的进步,以我们现在的水平,建造2000m 级别的斜拉桥已经不存在技术问题。有的学者研究发现,按照现在的技术水平,修建4000m 的斜拉桥也是可行的。

二、大跨度斜拉桥设计包括哪些方面,每方面各有哪些要点?

1、结构体系:

①锚定方式;② 混合梁的选择;③ 梁的截面是否符合空气动力学;④ 约束方法和约束条件;⑤ 纵向的弹性节点支座设计;⑥ 塔高设计;⑦ 景观设计。

2、抗风设计:

①全桥模型风洞实验;② 结构体系的空气动力稳定性;③ 包含地形的全桥模型风洞实验;④ 塔在施工工程中施工机械的空气动力学稳定性;⑤ 索的颤动的控制。

3、抗震设计

①全桥系统的抗震;② 长周期的地震的观测与分析。

4、结构极限xx 设计

①稳定性分析(整体稳定性分析、局部稳定性分析);②抗疲劳设计

5、基础设计

①持力层的选择;② 抗震设计;③ 抗倾覆,抗滑;④ 基底承载力计算。

6、x x 设计:

① 受力分析;② 景观设计

7、斜拉索设计:

①斜拉索外形的美学设计;②抗弯曲疲劳研究;③PE护套上压有凹坑的斜拉索的基本特性研究

三、明石海峡大桥的技术特点以及从可行性研究到设计的过程。对我们有何启示?

答:

1、XXXXXX技术特点:

①被设计为主跨跨度最大,总长度最大的悬索桥。

②2 个主墩设置在深海和高强度洋流的地方,采用下沉围堰法建造为扩大基础。通过新的抗震设计方法使所有的基础设计为可以承受严重的地震。另外采用低热水泥,和多种混合的混凝土。

③主塔达到297m,风的作用较大。要求能够精确地控制施工过程。

④主缆采用PPWS方法施工,使用的材料为高强电镀钢丝,强度提高到

1 800N/mm

2 。

⑤大桥加劲梁为桁架式,可以不影响通航。其空气动力学稳定性经过了反复验证。

2、设计过程

① 1970 年前的历史:

早在19 世纪80 年代就有了建造跨越Seto 内陆海的大桥的设想;到

1889年5月,一个议员首次提出了建造内陆海大桥的方案,该方案并没有技术支持。

1940年,Chujiro Haraguchi基于对金门大桥的研究,提出建造连接

Tokushima和Kobe的大桥,但二战的炮火暂停了这个计划。

1955 年5 月悲剧的发生导致了政府重新考虑建造方案。

在1959年,MOC开始研究,并讲他们的研究结果提供给JSCE

在1967年,JSCE发布了工程技术的报告,并提交给MOC和JNR

1970 年7 月1 日,该项目通过法规正式确立。

②1970 年后的历史:

初步研究:

进行了抗风设计,制定了抗风标准;进行抗震设计,稳定性设计;列车走行性研究;大规模水下基础研究;海上作业平台的开发;海底开挖方法的研究;船只安全设置;社会经济研究。

施工准备

恢复施工做的准备

桥梁的设计方案从公铁两用桥变更为公路桥。

③神户地震后:

桥梁中心线有轻微的倾斜,

2、3 号墩之间距离和3 号墩和4号桥台距离分别伸长了

0.8 和

0.3m 。1 号桥台和4 号桥台之间的距离扩大了

1.1m,使缆的线性比设计值上升了接近

1.3m 。

3、启示:

①大跨度桥梁的设计和施工过程长期的、艰辛的。

②根据时代条件的不同,桥梁的设计方案可能会经过多次修改和完善。

③经济、交通、自然、以及战争等人为因素都对桥梁的设计有巨大影响

四、大跨度桥梁设计包括

1 、自然条件:

①地形地貌的影响

②风力的作用:

需要按照1 50年重现期反算来确定抗风标准。

③地震:

根据当地一定范围内地震历史来确定抗震标准。

④跨海大桥还要考虑海洋因素。浪高,流速等要考虑在内。

⑤地质条件:选择持力层,进行基础设计。

2、社会与环境因素:

① 经济条件:桥的造价应小于它所带来的经济效益。

②社会条件:

周边环境的规划直接影响引桥的展开方式。

③环境条件:

进行环保评价,确定其对周边环境的影响。

交通(航运、车流量)状况;渔业要求;土地利用情况;城市化状况;人口数量

2、主墩最终决定设置为直接基础,具有圆形截面,采用沉箱施工法。考虑到当地海底的沙石环境,改进了挖掘和基础放置的方法。

3、边跨长度最终确定为960m,这样使得两边的锚碇容易放置。2个基础由于所处地质环境的不同,二者具有截然不同的特征。其中1 号桥台是当时世界上最大的基础。

4、新的抗震设计方法的发展和应用,使明石海峡大桥经受住了神户地震的考验。

5、低热水泥的发展和广泛应用。对于不同下部结构,采用几种不同的混合方式,以达到要求的强度和质量。

6、主塔采用钢制成。阻尼器在施工当中被装到塔上,采用高强螺栓连接不同的部分。并采取相应的防腐措施。

7、主缆采用高强钢丝,每根主缆由290束,每束有127丝,钢丝采用1800N/mm2。在缆中设置除湿机,防止锈蚀。

8、采用桁架加筋梁。它具有较好的空气动力稳定性,并且便于施工。改进的施工方法由于不影响航运而在日本得到推广。

9、景观方面:强调其可靠性,前瞻性,并考虑到了光影效果。

10、该桥成为当时世界上最大跨度的悬索桥。其结构体系为三跨双角钢桁架加筋梁悬索桥,索跨为960+1991+960。

六、XXXXXX的技术进步体现在哪里?

1、用大型边界层的风洞实验来进行抗风设计;

2、抗洋流的沉箱锚固系统:采用停泊处的绞盘来提供巨大的拉力,通过大直径的钢丝

的快速连接、沉

重的下沉物和控制系统来进行快速而可靠的施工。

3、低热水泥和各种混凝土的使用:

在锚碇和墩的制作方面采用低热水泥,避免了水化热的问题。

4、主缆采用的高强钢丝,减少钢丝股数,减少主缆自重,造价更节省。

5、主缆当中使用除湿机防止锈蚀:对现有的桥梁的缆索的所处的环境进行调查;通过

流动的除湿空气来检测

抗锈系统;采用了一种适用于明石海峡大桥的新防锈系统:

开发了一种新的防锈系统-干燥气体注入系统。即主缆外套一个密封套,然后注入干燥气体。为了增强气密性和防止水入浸,传统的钢束外套上又加了一层橡皮套。

6、各种场地测试系统。

对挖掘以及塔的架设过程中始终通过测试系统进行监控,保证了施工精度。

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