悬索桥设计说明

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悬索桥构造及设计实例介绍(128页)

悬索桥构造及设计实例介绍(128页)
单面主缆;空间主缆;
复式主缆(双链吊桥: 朝阳大桥)。
• 截面形状(六角形)
尖顶形:将钢丝索故在竖向排列,列间插放隔片有助于通风和保持真圆 度较高的截面形状,截面温度均匀。主缆施工之初的钢丝定位较难。
平顶形:下层的钢丝索股会受到较大的挤压力,截面水平直径较竖向直 径大。
方阵式:竖横双向均利于插放隔片,钢丝束股数目较为灵活,紧缆机操 作时也较容易形成圆形截面。
双链式悬索桥(小跨度悬索桥)
双链式悬索桥的恒载及均布活载由上下链平均负担,非均布活载以及 半跨活载时结构的受力及变形特性较好,分散构件受力可减小构 件截面尺寸和单件重量;缺点:构件增多分散,安装及养护维修 不利。
悬索桥的形式(续)
地锚式悬索桥的孔跨布置形式(力学体系) 单跨:适于边跨建筑高度小、曲线边跨。由于边跨主缆的垂
悬索桥各部分构造——索夹
吊索与索夹的联结方式(钢丝绳) • 4股骑跨式:两根两端带锚头的钢丝绳索绕跨在索夹顶部的
嵌索槽中,锚头与加劲梁连接。不宜用平行钢丝索,索夹 分左右两半。
• 双股销铰式:两根下端带锚头、上端带销铰的钢丝绳索或 平行钢丝索,上端利用销铰与索夹下的耳板(吊板)连接, 下端用锚头或者同样用销铰与加劲梁连接。索夹分上下两 半。
吊索
布置形式:竖直;倾斜(提高整体振动时的结构阻尼值)。 材料:刚性吊杆(少量小跨:圆钢或钢管);
柔性吊索:钢丝绳或者平行钢丝索(多采用)。 • 钢丝绳索 绳心式:以一股钢丝绳为中央形心,外围用钢丝束股围绕扭
绞而成。 股心式:7股钢丝束股扭绞而成,中央一股为股心。
注意:钢丝束股的扭绞方向与其间钢丝的扭转方向相反。
• 平行钢丝索(PWS):多根Φ 5~7镀锌钢丝外加PE套管。
悬索桥各部分构造——索夹

悬索桥设计规范

悬索桥设计规范

悬索桥设计规范悬索桥是一种常见的桥梁结构,它采用了悬索来支撑主梁,具有较大的跨度和高度。

为了确保悬索桥的结构安全和设计合理,我们有一些基本的设计规范需要遵守。

1. 跨度:悬索桥的跨度较大,一般为500米以上。

跨度的选择应考虑到水下航道通行的需要和地质条件等影响因素。

2. 主梁:悬索桥的主梁由悬索和主梁组成。

悬索的材料应使用高强度、耐腐蚀的材料,如钢索。

主梁的材料可以使用钢结构或混凝土等。

3. 拱度:悬索桥的主梁应采用适当的拱度,以保证桥面处于平稳状态,不会产生震动和振动。

4. 塔塔高度:悬索桥的塔塔高度应根据桥梁的跨度和地形条件等确定。

在大跨度悬索桥中,为了减小桥面高度对航道的影响,应尽可能降低塔塔的高度。

5. 悬索设计:悬索桥的悬索设计应根据桥梁的跨度和荷载条件等确定。

悬索的位置和角度要合理选择,以保证悬索在荷载作用下不会产生过大的应力和变形。

6. 荷载标准:悬索桥的荷载标准应符合国家相关规范,包括自重、活载和风载等。

在设计中应考虑到不同工况下的荷载组合,以保证桥梁在各种工况下的稳定性和安全性。

7. 风振问题:悬索桥在遇到风力作用时容易发生振动现象。

因此,在设计中应考虑风振问题,采取相应的措施,如增加刚度、加装阻尼器等,以提高桥梁的抗风振能力。

8. 钢构设计:钢悬索桥的设计应满足相关钢结构设计规范,包括强度、刚度和稳定性等要求。

对于大跨度钢悬索桥,还需要进行疲劳和断裂的研究,以保证悬索桥在使用寿命内不会发生破坏性的事故。

9. 锚固设计:悬索桥的锚固设计应考虑锚点的稳定性和安全性。

锚点的材料和结构应能承受桥梁的动态荷载和静态荷载,防止锚点的移动和失稳。

10. 防腐措施:悬索桥的悬索和主梁等构件需要采取适当的防腐措施,以保证其长期使用的安全性和可靠性。

总之,悬索桥的设计应严格遵守相关的设计规范和标准,确保桥梁的结构安全和使用寿命。

在设计中需要考虑到桥梁的跨度、荷载、风振等因素,使得悬索桥能够满足运行要求,为人们的出行提供安全可靠的交通工具。

土木工程中的悬索桥设计

土木工程中的悬索桥设计

土木工程中的悬索桥设计在土木工程领域,悬索桥被认为是一种既美观又实用的桥梁设计。

悬索桥是一种以悬挂的主梁来负载桥面荷载的结构。

它由主塔、悬索和桥面板组成,通过将桥面悬挂在悬索上来实现跨越河流、峡谷或其他障碍物的功能。

从结构设计的角度来看,悬索桥的主要优势在于其高度灵活的荷载分布,这使得它能够承受更大的荷载,而不会导致重大应力集中。

悬索桥中的悬索通过主塔向两侧延伸,形成一个类似于倒梯形的几何形状。

这种设计使得桥梁所承受的力量能够平稳地传递到地基上,从而减轻了桥梁本身的重量。

在设计悬索桥时,对于桥梁长度和主塔高度的选择是至关重要的。

这些参数将直接影响到悬索和桥面板的尺寸和位置。

一般来说,悬索桥的主塔应尽可能高,以便提供足够的弯矩抵抗力。

此外,较长的悬索可以减小主塔的弯矩和水平力。

因此,悬索桥的设计需要进行复杂的力学计算和结构分析,以确保桥梁的稳定性和安全性。

此外,在选择悬索材料时,工程师需要考虑到桥梁的跨度和所承受荷载的大小。

现代悬索桥通常使用高强度的钢缆作为悬索材料,这种材料既轻便又具有良好的延展性能。

为了确保悬索的承载能力和抵抗外力的能力,悬索材料的选择和结构设计需要考虑到钢缆的直径、强度和紧张度。

除了结构方面的考虑,悬索桥的美学设计也是非常重要的。

悬索桥一般被认为是桥梁工程中的艺术品,它们的设计能够融入周围环境并展示出结构优雅的美感。

悬索桥的塔身形状、桥面板的材料和色彩以及照明设计都需要与周围的自然环境和城市风格相协调。

通过合理的设计,悬索桥可以成为城市景观的一部分,吸引游客和居民的关注。

在实际应用中,悬索桥的设计也面临一些挑战和限制。

首先,悬索桥的建造和维护成本较高,尤其是对于较长的跨度和高塔身的悬索桥来说。

其次,悬索桥对气候和环境条件的要求较高,需要考虑到风力、地震和温度等因素对桥梁的影响。

此外,悬索桥的设计需要考虑到桥梁的使用需求,如通行车辆的类型和数量,进而确定桥面宽度和强度。

综上所述,悬索桥作为土木工程领域中的一种独特设计,具有良好的结构特点和美学价值。

第六讲 悬索桥设计

第六讲 悬索桥设计

第4章悬索桥的设计第1节总体设计1.1 悬索桥设计的总体构思1)设计原则和适用范围安全(强度、稳定性)适用(适应使用要求)经济(造价合理)环保(适应并保护环境)耐久美观第4章悬索桥的设计第1节总体设计1.1 悬索桥设计的总体构思2)美学比例跨度比、扁平截面加劲梁、锚碇、桥塔等3)总体尺寸主跨跨度、跨度比、矢跨比、梁高宽、加劲梁分跨及支承、吊索布置、主缆与加劲梁连接第4章悬索桥的设计第1节总体设计1.1 悬索桥设计的总体构思3)总体尺寸主跨跨度:主缆内力与跨度成正比跨度比:边跨与中跨跨度之比0.3—0.45,越小,加劲梁挠度越小。

矢跨比:减小,上挠显著减小,下挠变化不明显(图4-6),1/10左右第4章悬索桥的设计第1节总体设计1.1 悬索桥设计的总体构思跨度比与单位桥长用钢量的关系第4章悬索桥的设计第1节总体设计1.1 悬索桥设计的总体构思竖向挠度与各种参数及比值的关系第4章悬索桥的设计第1节总体设计1.1 悬索桥设计的总体构思竖向最大转角与各种参数及比值的关系第4章悬索桥的设计第1节总体设计1.1 悬索桥设计的总体构思矮寨大桥跨度比(非对称布置方式)第4章悬索桥的设计第1节总体设计1.1 悬索桥设计的总体构思悬索桥常用跨度比第4章悬索桥的设计第1节总体设计1.1 悬索桥设计的总体构思矢跨比与单位长度用钢量的关系第4章悬索桥的设计第1节总体设计1.1 悬索桥设计的总体构思(西堠门大桥方案)矢跨比与加劲梁挠度的关系第4章悬索桥的设计第1节总体设计1.1 悬索桥设计的总体构思(西堠门大桥方案)矢跨比与桥塔纵向位移的关系第4章悬索桥的设计第1节总体设计1.1 悬索桥设计的总体构思(西堠门大桥方案)矢跨比与梁端纵向位移的关系第4章悬索桥的设计第1节总体设计1.1 悬索桥设计的总体构思(西堠门大桥方案)矢跨比与梁端竖向转角的关系第4章悬索桥的设计第1节总体设计1.1 悬索桥设计的总体构思(西堠门大桥方案)矢跨比与加劲梁横向位移第4章悬索桥的设计第1节总体设计1.1 悬索桥设计的总体构思(西堠门大桥方案)矢跨比与自振特性第4章悬索桥的设计第1节总体设计1.1 悬索桥设计的总体构思3. 总体尺寸梁高宽:桁梁4-14m,箱梁2.5-4.5m,施工方案影响大加劲梁分跨及支承:多采用连续梁吊索布置:吊索最佳间距,用材经济性、架设条件主缆与加劲梁连接:中央扣、缓冲梁(加劲梁两端)跨中、边跨短吊索处设置缆扣第4章悬索桥的设计第1节总体设计1.1 悬索桥设计的总体构思3)总体尺寸部分已建钢箱梁悬索桥的梁高与梁宽第4章悬索桥的设计第1节总体设计1.1 悬索桥设计的总体构思3)总体尺寸部分已建钢桁梁悬索桥的梁高与梁宽第4章悬索桥的设计第1节总体设计1.1 悬索桥设计的总体构思主缆与加劲梁的纵向约束形式第4章悬索桥的设计第1节总体设计1.1 悬索桥设计的总体构思柔性中央扣结构示意图第4章悬索桥的设计第1节总体设计1.1 悬索桥设计的总体构思刚性中央扣结构示意图第4章悬索桥的设计第1节总体设计1.1 悬索桥设计的总体构思——初步设计流程第4章悬索桥的设计第1节总体设计1.1 悬索桥设计的总体构思——技术设计流程第4章悬索桥的设计第1节总体设计1.2 悬索桥的设计计算有限位移理论的有限元分析方法《公路悬索桥设计细则》以现行规范为基准,进行计算分析和结构设计第4章悬索桥的设计第1节总体设计1.2 悬索桥的设计计算悬索桥的空间杆系模型a)鱼骨式b)双梁式c) 三梁式第4章悬索桥的设计第1节总体设计1.2 悬索桥的设计计算桥塔处梁塔竖向主从及节点刚臂连接第4章悬索桥的设计第2节桥塔的设计2.1 桥塔的结构形式一般设计为柔性结构;塔型:圬工、摇摆、钢塔、混凝土塔2.2 桥塔的设计1)受力分析拟定外力及位移、设定截面(刚度)、塔顶及塔基加劲、应力和屈曲验算、腹杆截面、承载力验算第4章悬索桥的设计第2节桥塔的设计2.2 桥塔的设计桥塔结构设计的计算模型第4章悬索桥的设计第2节桥塔的设计2.2 桥塔的设计桥塔抗弯刚度与弯矩关系第4章悬索桥的设计第2节桥塔的设计2.1 桥塔的结构形式2.2 桥塔的设计2)桥塔设计实例——虎门大桥尺寸拟定:塔高、塔型(塔柱、系梁、构造)荷载及组合:顺、横向第4章悬索桥的设计第2节桥塔的设计2.2 桥塔的设计虎门大桥——桥塔尺寸的拟定序号桥名主跨跨度(m)塔高(m)桥塔高/跨塔顶截面尺寸(m)塔底截面尺寸(m)塔柱底中距(m)横系梁根数顺桥横桥顺桥横桥1坦克维尔桥6081230.202 4.65 3.05 4.65 6.5524.702 2小贝尔特桥600112.70.188 4.5 4.0 4.5 6.5536.022 3恒比尔桥1410155.50.110 4.75 4.5 6.0 6.024.404 4青马桥1377195.90.1439.0 6.018.0 6.040.04 5汕头海湾桥45295.10.210 6.0 3.5 6.0 3.527.73 6西陵长江桥9001280.142 6.0 4.08.46 4.026.923 7虎门桥888147.550.166 5.6 5.68.5 5.640.63 8江阴大桥1385183.80.1348.5 6.014.5 6.039.93 9海沧大桥648128.030.197 5.4 5.011.07.5042.742 10宜昌大桥960142.230.148 6.0 5.08.84 5.03 11润扬大桥1490207.280.1399.5 6.012.32 6.0041.433第4章悬索桥的设计第2节桥塔的设计2.2 桥塔的设计桥塔计算的荷载组合第4章悬索桥的设计第2节桥塔的设计2.2 桥塔的设计施工阶段各截面的内力与应力第4章悬索桥的设计第2节桥塔的设计2.2 桥塔的设计运营阶段各截面的内力与应力第4章悬索桥的设计第3节主缆、吊索和索夹的设计3.1 主缆设计平行钢丝1)设计参数2)主缆材料及构造材料:钢丝、锚头构造:丝股、主缆截面、热铸锚头3)主缆丝股技术、工艺要求及成品检验4)锚头技术、工艺要求及成品检验第4章悬索桥的设计第3节主缆、吊索和索夹的设计3.1 主缆设计平行钢丝1)设计参数缆索系统钢丝抗拉强度设计值(MPa)抗拉强度标准值f k抗拉强度设计值f d15708501670900177095518601005第4章悬索桥的设计第3节主缆、吊索和索夹的设计3.1 主缆设计2)主缆材料虎门桥主缆锚头套筒构造图新型锚头:环氧树脂砂浆锚头第4章悬索桥的设计第3节主缆、吊索和索夹的设计3.2 吊索设计1)吊索布置形式:多为平行索,斜吊索受力不合理2)连接方式与主缆连接:骑跨式、销接与加劲梁连接:据加劲梁截面形式确定3)吊索截面抗拉强度分项系数:骑跨式2.95,销接式2.20第4章悬索桥的设计第3节主缆、吊索和索夹的设计3.2 吊索设计4)吊索长度(1)设计长度:弹性模量(2)影响因素:施工5)吊索材料及构造6)吊索设计第4章悬索桥的设计第3节主缆、吊索和索夹的设计3.3 索夹设计2)螺栓预拉力损失影响因素:镀锌层蠕动、材料松弛、主缆变细索夹变形、主缆钢丝排列变化、温差3)降低索夹连接螺栓预拉力损失的设计措施提高螺栓初拧应力和螺栓握距4)索夹抗滑安全度的设计措施——安全系数第4章悬索桥的设计第4节加劲梁的设计4.1 设计计算及考虑因素计算内容:(1) 加劲梁在使用活载之下的弯矩、剪力和扭矩;(2) 横向风力的效应;(3) 起控制作用的强度验算;(4) 加劲梁在不同荷载下的变位。

悬索桥的构造与设计

悬索桥的构造与设计
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汲水门大桥(斜拉桥)
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悬索桥各部分构造——加劲梁
钢箱梁的特点
采用正交异性钢桥面板和带加劲肋的薄钢板组成,能充 分发挥薄钢板比厚钢板力学性能好的优点,利于焊接, 同时,正交异性板具有很高的承载力,截面设计更为经 济合理。
为提高梁体抗失稳能力,纵向每隔一定间距设置框架横 联或横向联结系,相邻两横联之间可加设横向加劲肋, 支座处横联更应加强;为保证翼缘板及腹板屈曲稳定, 受压区架设纵向加劲肋(多为闭口纵肋:抗扭刚度大; 屈曲稳定好;外侧贴角焊缝长度减少一半),连续贯通 的纵肋可作为翼缘板截面的一部分予以计算。
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悬索桥各部分构造——索夹
索夹
作用:刚性索夹与柔而松的主缆索体间的连接为不稳定连接。依靠摩擦 力来保证主缆在受拉产生收缩变形时也不致滑动。
构造:
六边形(中小跨):少用; 圆形:一对铸钢半圆构件以高强螺栓相连接,依靠高强
螺栓拧紧后的拉力来提供足够索夹固定位置的摩擦阻力, 两半圆构件之间留有一定空隙,以保证螺栓拉力,空隙 内填防腐料;索夹半圆内表面加工后不能磨光。 骑跨式:索夹上半部有4各凸肋形成两条凹槽; 销铰式:下侧半索夹下带有耳式吊板供销铰连接用。
抗 自激振动
风 性
静态阻力系数
能 风致变形
结构刚度
梁高
结 构
用钢量
桥面系
制 造
制造
施 工
架设
养 养护维修

桥面
钢桁梁
最不易发生
大 大
高 最大
一般与主梁分离 杆件多,节点结构复 杂,标准化大量生产 困难 单根杆件平面构件立 体节段多样化 油漆养护难 菲结合型损伤时易
加劲梁形式 钢箱梁
易发生 可能性大
小 小 小 低 低

悬索桥构造及设计

悬索桥构造及设计

钢箱梁内部构造
悬索桥各部分构造——加劲梁
钢箱梁的横截面:
扁平棱形钢箱梁 增设抗风分流板的扁平棱形钢箱梁 流线型钢箱梁 增设抗风分流板的流线型钢箱梁
1500米以上的悬索桥尽可能采用开槽分离箱,及 其它导流稳定措施才能满足要求。
Messina海峡大桥 (3300米方案)钢箱加劲梁横截面
加劲梁宽达60.4m,由3个纵向的钢箱、钢箱梁之间的钢桥面板和钢横梁 等三部分组成。钢横梁的立面作成倒梯形,中间部分高约5m。横梁间距 30m,纵向箱梁净跨径26m。主跨的宽跨比为1/54.6。能够经受高于216 Km/h的大风;公路平台能够承受大于140,000辆/天的交通量;双线铁路 允许通过列车200辆/天。
双层公路桥面钢桁架梁 公铁两用的双层桥面钢桁架梁 单层桥面钢桁架梁 流线型闭合式桁架箱梁——香港青马大桥
钢桁架加劲梁的特点:
通透梁体,抗风稳定性好;空间桁架结构,抗扭刚度 较大;不易产生颤振、抖振和涡激共振。
一般桁架加劲梁横截面
香港青马大桥
闭合式 钢桁梁横截面
在两片主桁架的外围,沿着桥梁纵向每隔4.5米加设一道包 括上下桥面系横梁、两侧尖端形导风角与中间两根立柱等构件 组成的六边形横向主框架,在导风角部分用1.5毫米后的不锈 钢板围封。这样连同上下横梁部分的正交异性钢桥面板,组成 一个类似与钢箱梁的封闭性截面。上层桥面的中央3.5米宽度 部分和下层桥面的铁道桥面系部分均以交叉的斜杆代替正交异 性板,整个截面中央部分形成一条纵向的上下通风道,对抗风 极为有利。
箱梁由板构件组成,标 准化大量生产容易
节段法架设或与现浇节 段并用 油漆养护方便 与主梁结合损伤难维修
砼ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ梁
不易发生 可能性小
小 小 大 低 最低

悬索桥总体设计、构造与施工技术[详细]

悬索桥总体设计、构造与施工技术[详细]

悬索桥
➢ 在匹兹堡桥之后美国修建了密苏里州小奈安瓜 河桥(跨径69 m,1933 年)和印第安那州沃巴什 河桥(跨径107 m,1939 年)两座自锚式悬索桥。
➢ 1954年,德国工程师在杜伊斯堡完成了一座 230m的大跨径自锚式悬索桥。
➢ 日本此花大桥建成于1990年,又名大阪北港桥, 是1954年以来修建的第一座自锚式公路悬索桥。
13 马鞍山长江公路大桥左汊桥
14 宜昌长江公路大桥
Hale Waihona Puke 15 西陵长江大桥16 沪蓉西巴东四渡河大桥
17 虎门大桥
18 张花高速澧水特大桥
19 武汉鹦鹉洲长江大桥
20 陕西葫芦河大桥
21 厦门海沧大桥
22 镇胜高速关岭北盘江公路大桥
23 重庆鱼嘴长江大桥
24 重庆鹅公岩长江大桥
25 重庆万州长江二桥
26 重庆忠县长江大桥
第九章 悬索桥
第九章 悬索桥
悬索桥
5. 锚碇
地锚分重力式和隧洞式(或岩洞式)两种。 重力式地锚尺寸大,工程量也大。 隧洞式地锚工程量较小,但需有坚实山体岩层可 加以利用。
悬索桥 日本明石海峡桥锚碇
悬索桥
悬索桥
当主缆在锚碇前墙处需要展开成丝股并改变方向时, 则需设置主缆支架。主缆支架可以设置在锚碇之外, 也可以设置在锚碇之内。主缆支架主要有三种形式: 钢筋混凝土刚性支架、钢制柔性支架及钢制摇杆支 架。
国家 日本 中国 中国 丹麦 中国 英国 中国 中国 美国 美国
竣工时间 1998 在建 2009 1996 2005 1981 1999 1997 1964 1937
3. 悬索桥的总体布置
总体布置应考虑的结构特性
➢ 跨度比 ➢ 垂跨比 ➢ 宽跨比 ➢ 高跨比 ➢ 加劲梁支承体系 ➢ 主缆与加劲梁的连接 ➢ 吊索间距

悬索桥桥塔结构设计分析

悬索桥桥塔结构设计分析

悬索桥桥塔结构设计分析悬索桥是一种具有悬挂在桥塔之间的主悬索和斜拉索的特殊结构。

它的设计目的是为了克服大跨度桥梁的自重、风荷载和车辆荷载等挑战,并且提供足够的刚度和稳定性,确保行车安全。

悬索桥的设计分为桥塔和悬索两个主要部分。

桥塔是悬索桥结构的垂直支撑点,负责承载悬索的张力,同时通过自身形态和刚度来平衡桥面上的荷载。

悬索是通过吊杆与桥塔连接起来的导向元素,承担横向荷载并将其传递给桥塔。

在桥塔的设计中,结构工程师需要考虑多种因素。

首先是桥塔的高度和形状,这直接影响着悬索桥的外观和空间感。

一般而言,桥塔的高度要足够高以便支撑起悬索桥的主悬索,并且在视觉上与周围环境和谐统一。

其次是桥塔的材料和施工方式。

桥塔通常由钢筋混凝土或钢制成,其中钢材可以提供更大的强度和刚度,但也需要更高的维护成本。

最后,桥塔的稳定性和抗风性能也是设计中必须考虑的因素。

由于桥塔在工作中承受着各种外部风载,因此其形态和截面应足够稳定,以保证桥梁整体的安全性和可靠性。

悬索是悬索桥设计中的关键部件。

悬索的主要作用是将荷载传递到桥塔,同时保证桥梁的稳定性和刚度。

一般而言,悬索由多根几何相似的悬索体组成,可以根据需要的荷载和跨度进行合理的排布和尺寸确定。

在悬索的设计中,考虑的主要因素有悬索的材料、悬索的受力分析以及悬索与桥塔的连接方式等。

悬索通常采用高强度钢丝绳或钢缆,以提供足够的强度和柔性。

悬索的受力分析是悬索桥设计中最为重要的一环,结构工程师需要通过一系列的计算和数值模拟来确定悬索的受力状态,以满足强度和稳定性的要求。

悬索与桥塔的连接方式通常采用球形铰接,以允许悬索在水平和垂直方向上的运动,并通过适当的轴向刚度限制悬索的形变。

悬索桥的设计与建造是一个复杂而艰巨的任务,需要结构工程师们充分考虑各种因素,并寻求最佳的解决方案。

在设计过程中,结构工程师们需要进行大量的结构分析、受力计算和模拟仿真,以确保悬索桥的结构安全、经济、美观和可持续。

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悬索桥设计说明一、概述本项目为配合XXX工程建设所进行的库区淹没路桥复建工程。

原XXX人行索桥全长约60m,桥面高程约为1284.0m,两岸为人行便道。

XX水电站库区蓄水后,正常蓄水位为1335.0m,将淹没原人行索桥。

为保证黔中水利枢纽工程建成后两岸交通的恢复,按照国家有关水库淹没赔偿的“三原”原则及有关规定,重建XX县化乐乡夺泥村河边组人行索桥及两岸人行便道。

二、设计技术标准和主要参数1、设计依据(1)《公路工程技术标准》(JTG B01—2003);(2)《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60—2004);(3)《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62—2004);(4)《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTJ024—85);(5)《钢结构设计规范》(GB50017—2003);(6)《重要用途钢丝绳》(GB8918—2006);(7)《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041—2000);(8)《公路工程质量检验评定标准》(JTG F80/1—2004);(10)《公路路线设计规范》(JTG D20-2006);(11)《公路路基设计规范》(JTG D30-2004);(12)《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTG DF40-2003);(13)《公路水泥混凝土路面施工技术规范》(JTG F30-2003)。

2、设计标准(1)人行索道技术标准荷载:人群荷载2.0kN/m2。

桥面宽度:净-2.3m。

合龙温度:15℃。

(2)人行便道技术标准技术等级:等外公路;计算行车速度:20km/h;路面宽度:2m;路面类型:泥结碎石路面。

三、桥梁地质概况1、自然条件(1)气候、水文桥址区属亚热带常绿阔叶林红黄壤带的岩溶高原中山区,年平均气温13~15℃,年降雨量1000~1100mm,是贵州热量较低、雨量较多、海拔较高的剥蚀、侵蚀高原山地区。

(2)地形、地貌桥位区为河谷斜坡地形,总体上两侧高中间低,呈“V”字型,其地面标高1269.20m~1348.92m,相对高差79.72m, 河床标高约为1268.7m。

两侧地形坡角较大,一般坡角30~60°,南岸一侧谷坡较陡,地形综合坡角近于垂直;北岸一侧谷坡下缓上陡,地形坡角一般30~60°。

桥位区地貌为岩溶化脊状中低山地形地貌,属溶蚀地貌,河岸两侧以高山峰林为主,山脊山顶为条形状,延绵起伏。

场地两侧无公路通过,故交通较为不便。

(3)构造、地震本区在大地构造上属扬子准地台西南分布区,桥址区及其附近无区域断层及全新世活动断裂经过。

场区出露三叠系永岭组中厚层、厚层状石灰岩(T1yn)分布区。

永岭组中厚层、厚层状石灰岩地层产状105∠7°,以产状为102∠5°(4条/m2)和126°∠8°(5条/m2)两组柱状节理裂隙最为发育,裂隙宽2.0~20.0cm,节理密度9条/m2,内充填粘土、偶见铁锰质氧化薄膜充填,节理裂隙的切割和破坏作用,使岩体强度大大降低,且裂隙与岩层面共同构成水解粘土化作用中水介质运移通道。

本地区抗震设防烈度为6度,请按相关规范进行抗震设防。

(4)岩土工程地质特征根据桥址区岩土层的物质性质成分、力学性质及工程地质钻探揭露,土层分为第四系残坡积粘土层;岩体分为强风化和中风化岩层,共3个基本单元。

分述如下:第(1)层:粘土(Q4dl+el) 褐黄色,可塑状,湿,局部含铁锰质结核,含10~20%的中粗砂。

第(2-1)层:强风化石灰岩(T1yn) 淡黄、浅灰色,采芯困难,采取率低,岩芯呈碎块状、砂状,节理、裂隙极为发育,钻进较快,结构密实,岩体破碎,强风化。

第(2-2)层:中风化石灰岩(T1yn) 浅灰色,致密,中厚层状,岩芯呈短柱状、柱状,微节理、裂隙发育,部分结构面被铁质浸染,部分为方解石脉充填,岩体较完整,块状结构。

(5)水文地质条件桥址区地表水主要为大气降水;桥址区地下水类型主要为上层滞水类型,以裂隙水、孔隙水为主要形式赋存,主要为大气降水补给地下水。

河水面为排泄基准面。

本次勘察各个钻孔均未见地下水,地表水排泄条件好。

桥址区常年水位标高:1270.00m,枯水期水位标高:1269.00m,丰水期水位标高:1271.00m,勘察时水位标高:1268.68m,历史最高水位标高:1274.00m;XX水利枢纽工程库区储水后正常水位为1331.00m,最高水位为1335.00m。

(6)不良地质现象经勘察证实:场地不良地质现象主要为:①粘土层:较薄,分布不均,强度低、压缩性高,稳定性差。

2、场区各岩土类型工程地质特征及物理力学性质(1)岩石物理力学指标的试验值①岩土采样测试第四系粘土较薄,分布不均,强度低、压缩性高,稳定性差,对本项目建设无多大意义,所以未对此层取样进行试验。

强风化岩层因破碎不完整,不能采取合格样品作力学测试,其物理力学性质参数采用地区经验确定;中风化岩层取样进行试验确定其物理力学性质。

(2)试验参数的统计计算(3)各岩土体物理力学性质参数①粘土(Q4dl+el):根据地区经验,其力学参数容许承载力fak=150KPa,变形模量E0=7.3MPa,极限摩阻力50KPa。

②-1强风化岩层(T1yn):类比强风化岩层其力学参fak=900KPa,变形模量E0=25.0MPa,极限摩阻力370KPa。

②-2中风化岩层(T1yn):中风化岩层其力学参数fak =4MPa,fr =39.3MPa,抗拉强度1.97MPa,粘聚力7.61MPa,内摩擦角48°,自然重度26.7KN/m3。

3、基础类型及基础持力层选择评价该桥址由于其上分布不稳定、厚度变化大、强度低、易变形、整体稳定性差的粘土层及强风化岩层,不能做为桥基础持力层;中风化岩层由于其埋藏浅,强度较高,分布较连续,稳定性较好,可以做为桥基础持力层,建议将两岸桥基础置于中风化岩层。

根据桥址区地形条件、岩土体的工程地质特征、埋藏条件,结合拟建该人行索桥的桥型特征,保证地基基础的稳定性、安全性和抗滑稳定性要求。

建议索塔基础类型采用刚性扩大基础并满足相应的埋深要求或挖孔桩基础,地锚可采用锚索,锚入中风化岩层地层编号(2-2)层一定深度内。

该桥址由于其上分布不稳定、厚度变化大、强度低、易变形、整体稳定性差的粘土层及强风化岩层,不能做为桥基础持力层;中风化岩层由于其埋藏浅,强度较高,分布较连续,稳定性较好,可以做为桥基础持力层,建议将两岸桥基础置于中风化岩层。

根据桥址区地形条件、岩土体的工程地质特征、埋藏条件,结合拟建该人行索桥的桥型特征,保证地基基础的稳定性、安全性和抗滑稳定性要求。

建议索塔基础类型采用刚性扩大基础并满足相应的埋深要求或挖孔桩基础,地锚可采用锚索,锚入中风化岩层地层编号(2-2)层一定深度内。

4、场地稳定性、适宜性评价根据区域地质资料和现场地质调查表明:桥址及其附近未见区域断层及全新世活动断裂,第四系层覆盖层较薄,岩体埋藏深,属中等复杂场地,结合场区工程地质特征、水文地质特征及拟建桥梁的结构和荷载等特点,场地满足安全性、稳定性要求,适宜本工程修建。

四、人行索桥设计本次结构设计范围为XX路桥复建工程XXX人行索桥结构工程部分。

本设计共一座桥梁,具体设计内容包括:桥梁上部、索塔、锚锭、基础、桥面系等工程。

本设计采用126m跨径的索桥。

主要材料如下:1、混凝土桥塔采用C35混凝土;承台、桩基、风缆锚锭及主索锚块采用C30混凝土;其质量要求均应符合《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-2000)的有关规定。

2、普通钢筋钢筋采用R235、HRB335、HRB400,其技术性能应分别符合中华人民共和国国家标准《钢筋混凝土用热轧光圆钢筋》(GB 13013-1991)、《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》(GB 1499-1998)的规定。

机械接头应符合中华人民共和国行业标准《钢筋机械连接通用技术规程》(JGJ107-2003)中Ⅰ级接头要求。

3、钢丝绳主索采用6×19W+IWR型钢丝绳,直径30mm,一根主索7根钢丝绳;风缆规格为6×19W+IWR 型,直径28mm,钢丝绳均采用GB8918-2006标准。

4、钢材横梁采用I20b工字钢(GB 706-88);纵梁采用160×63×6.5槽钢(GB 6723-86),平联采用L75×8角钢(GB 9787-88)。

五、人行便道设计1、平面设计道路路线根据用地和现场确定。

起点K0+000,X=2900459.02457 Y= 478842.66431,终点K0+360.043 ,X=2900731.78795 Y= 479013.12904,全长360.043米。

路线最小平曲线半径为39米。

2、纵断面设计纵断面起点设计标高为1147.8848米,终点设计标高为1142.698米。

3、横断面设计人行便道横断面设计宽度为1.5米,水泥混凝土路面。

4.路基工程4.1路基宽度按人行道路标准修建,路基宽1.5米。

4.2路基边坡路基边坡坡率是根据工程地质状况、填料种类和挖填方高度确定的。

5、路面结构人行便道路面结构采用泥结碎石路面,厚度10cm。

六、施工要点1、钢丝绳(1)多股缠绕式钢丝绳由于构造和制造工艺的原因,存在两个缺陷:一是结构非弹性伸长大,随拉力的增加而增加,而且与荷载持续时间有关;二是弹性模量小,而且具有非线形变化特点,这两个缺点的存在,给线形控制带来很大的麻烦,因此在使用钢丝绳之前,应对其进行预拉,最大限度的消除结构伸长。

预拉力可取钢丝绳破断拉力的0.55~0.6,并对各特征点做好标记,以便捆扎、安装和定位。

钢丝绳张拉顺序:对每根钢丝绳要拉2~3个循环,分级加载,每级荷载50~100KN,每级停留5~10min。

2、承台承台要求一次浇注。

施工承台时注意预埋墩身钢筋,预埋时应定位准确,钢筋接头位置相互错开,在一个水平面内钢筋接头数量不得超过总钢筋数量的50%。

3、桩基(1)桩基应严格清孔,桩底沉淀土厚度对于嵌岩桩不得大于5厘米。

(2)本桥采用钻孔灌注桩施工方法。

4、钢筋(1)所有钢筋的加工、安装和质量验收等均应按照《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-2000)的有关规定进行。

(2)所有普通钢筋应按照施工图要求准确加工安装和定位,严格保证各类钢筋的净保护层厚度。

(3)凡因施工需要而断开的钢筋当再次连接时,必须进行焊接并应符合施工技术规范的有关规定。

七、施工步骤(1)下部结构及桥塔施工,采用明挖基础和钻孔灌注桩。

(2)架设主缆,吊车直接将索鞍吊至安装位置,定位将主缆安放入鞍槽,主缆安放前在地面先做好标记,按设计空载线形及控制张力进行主缆张拉锚固,待桥面恒载完成后调整主索鞍调节装置并锁定。

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