岳阳洞庭湖大桥多塔斜拉桥新技术研究.ppt
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1、湖南省交通规划勘察设计院湖南省公路桥梁建设总公司中 南 大 学长 沙 交 通 学 院 湖 南 大 学岳阳洞庭湖大桥建设指挥部,岳阳洞庭湖大桥多塔斜拉桥,新技术研究,陈明宪,项目简介,岳阳洞庭湖大桥,多塔斜拉桥基本性能研究;施工工艺及C60高性能砼技术研究;强迫振动法测颤振导数;斜拉索风雨振动控制研究;预应力砼空心索塔试验研究。,主要研究内容,1合理桥型布置方案研究,采用三塔斜拉桥这种结构形式,首要问题是必须找到提高结构整体刚度的技术措施和方法。为满足桥梁美观及通航泄洪的特殊要求,该桥摒弃了采取空间刚性塔、塔顶对拉索、斜索交叉布置或边跨加辅助墩等传统的措施来提高结构整体刚度,而是研究采用了一套经
2、济有效的提高结构整体刚度的技术措施。,(一)多塔斜拉桥基本性能研究,a.减小背索索距;b.加大背索截面面积;c.在中跨跨中及边跨梁端加压重;d.适当增加中塔和主梁的刚度。,1合理桥型布置方案研究,(一)多塔斜拉桥基本性能研究,由于采取了以上措施,虽然斜索用钢量及混凝土数量略有增加,但总的造价增加最少,而结构的整体刚度提高了30%左右,取得了满意的效果。,岳阳洞庭湖大桥三塔斜拉桥计算网格图(尺寸单位:m),课题组通过深入细致的研究,提出了三塔PC斜拉桥合理成桥状态确定的最优化方法以及合理施工状态确定的正装迭代法,取得了如下创新性成果:,(一)多塔斜拉桥基本性能研究,2合理设计状态确定研究,课题组
3、提出用“应力平衡法”来确定主梁的成桥恒载弯矩这一设计关键,并据此可确定主梁的合理预加力。提出了主梁恒载弯矩合理域和可行域的概念。该可行域即可作为斜拉桥合理成桥状态确定时的主梁恒载弯矩的控制范围,a.确定合理成桥状态的最优化方法,初拟结构尺寸用最小弯曲能量法初定成桥状态索力调匀 计算主梁活载应力包络图 预应力设计主梁成桥恒载弯矩可行域主梁弯矩调整成桥状态检验。如果一个设计已完成,可用该方法对预应力的合理性以及主梁成桥恒载弯矩的可行性进行检验。,基本计算步骤:,a.确定合理成桥状态的最优化方法,合理施工状态的确定通常有倒拆法、正装-倒拆迭代法和无应力状态控制法,这些方法都不同程度上存在不闭合问题,
4、即根据所得到的施工状态控制参数进行正装计算时,与合理成桥状态不一致。课题组提出的正装迭代法克服了以上方法的致命弱点,具有以下特点:,b.确定合理施工状态的正装迭代法,1)只需作正装计算,大大简化了计算过程;2)基本克服了不闭合问题;3)可考虑非线性影响;4)第一次正装计算的张拉索力选取灵活性 很大,易于应用;5)正装迭代后得到的成桥状态具有可调性。,b.确定合理施工状态的正装迭代法,为了研究多塔斜拉桥的基本性能,同时验证静、动力理论分析结果正确性,课题组进行了三塔斜拉桥全桥模型试验。模型桥全长 29.333m。主梁和桥塔均采用分段整体铸造后拼装而成。本试验标志着我国桥梁结构试验进入超大规模时代
5、。,(一)多塔斜拉桥基本性能研究,3全桥模型试验,模 型 全 景 图,为克服恶劣自然条件的影响,实现设计提出的高标准要求,优质安全高效地建成这一宏伟工程,课题组在总结传统的施工工艺的基础上,提出并采用了深水高桩钻孔施工平台、大型水下钢套箱承台施工、带空间转动锚座及钢结构水平止推装置的前支点挂篮等一系列的新工艺。,(二)施工工艺及C60高性能砼技术研究,1施工工艺创新研究,解决了平台在高洪水位,高流速的冲击和覆盖层完全被冲刷情况下自身的稳定性问题,对洪水作用机理进行了空间分析。,a.深水高桩钻孔施工平台的设计与应用,由于考虑周密,三个工作平台顺利地度过了97及98年两个超历史洪水位的考验,使桩基
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