建立三跨双塔部分斜拉桥基准有限元动力分析模型, 分别改变支承条件、主梁高跨比、边主跨比以及主 塔高度与刚度等主要体系参数, 研究其对部分斜拉桥结构动力特性的影响规律. 计算结果表明, 结构体系参数 的变化对部分斜拉桥动力特性的影响较复杂, 因此部分斜拉桥工程结构设计时应注意合理确定结构体系参数, 以满足抗震设计的要求.
部分斜拉桥体系参数对动力特性的影响分析-图一
部分斜拉桥体系参数对动力特性的影响分析-图二
部分斜拉桥体系参数对动力特性的影响分析-图三
部分斜拉桥体系参数对动力特性的影响分析-图四
部分斜拉桥体系参数对动力特性的影响分析-图五
一、 桥梁概述 本桥属河南省王楼(省界)至兰考高速公路XX段,净宽7m上跨车行天桥。桥梁起讫桩号K0+307.17~K0+417.17,全长110m,中心桩号K0+362.17,与高速公路交叉桩号K18+225。上部结构采用(20+32+32+20)m预应力钢筋混凝土斜拉桥-连续梁组合体系,塔墩梁固结。下部结构采用圆端形桥墩、肋式台、钻孔灌注桩基础。 二、设计采用的标准及规范 1、采用规范 ⑴ 《公路工程技术标准》(JTJ001-97) ⑵ 《公路桥涵设计通用规范》(JTJ021-89) ⑶ 《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTJ023-85) ⑷ 《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》(JTJ025-86) ⑸《公路斜拉桥设计规范(试行)》(JTJ027-96) ⑹ 《公路桥涵地基与基础技术规范》(JTJ024-85) ⑺ 《公路工程抗震设计规范》(JTJ004-89) ⑻ 《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-2000) ⑼ 《高速公路交通安全设施设计与施工技术规范》(JTJ074-94) ⑽ 《公路桥位勘测设计规范》(JTJ062-91) 2、参考规范 ⑴ 《British Standard BS5400》 ⑵ 《Standard Specifications for Highway Bridges》U.S.A,1996. ⑶ 《日本高等级公路设计规范》第二册,1990. ⑷ 《公路桥梁抗风设计指南》 三、主要技术标准 桥梁宽度: 1.0(护索区)+0.5m(护栏)+净—7.0m(行车道) +0.5m(护栏)+1.0(护索区)=10.0m 桥面横坡: 2 % 桥梁纵坡: 2.6% 设计荷载: 汽车—20级,挂车—100 地震烈度: 基本烈度Ⅶ度,按Ⅷ度设防 桥面铺装: 6~13cm厚40号混凝土调平层+6cm沥青混凝土铺装 五、设计要点 (一)、结构设计 本桥起点桩号K0+307.17,终点桩号K0+417.17,全长110m,桥梁中心桩号K0+362.17,与高速公路交叉桩号K18+225。桥位处于半径为R=2000m竖曲线上,平面位于直线段,桥面设置双向2%横坡,最大纵坡2.6%。 上部结构采用(20+32+32+20)m预应力钢筋混凝土斜拉桥-连续梁组合体系,塔墩梁固结。主梁采用单箱双室截面,梁高1.0m,边腹板厚80cm,一个腹板设置6束13φj15.24钢束,中腹板厚30cm,配置3束13φj15.24。为方便施工,箱梁设计时,不在箱室内设齿板,腹板预应力束均于梁端进行张拉。翼缘板悬臂长为35cm,顶板厚20cm,底板厚20cm。端横梁宽1.0m,墩顶中横梁宽1.2m,塔墩中横梁宽2.0m,中横梁为预应力横梁,横向预应力采用6束13φj15.24,详见相关设计图纸。 桥塔采用H型塔,矩形实心截面,上部宽1.3m,根部宽1.7m;桥面以上上塔柱高18m,下塔柱高8.5m,全高26.5m,并设置上、下横梁各一道,上横梁高1.2m;下横梁高1.5m,与主梁一同浇筑。在塔壁表面设置一层D5防裂钢筋网,以防止出现表面裂缝。桥塔承台厚2.5m,平面尺寸14.8X6.3m,基础为8Φ1.5钻孔灌注桩,桩长35m。 斜拉索采用OVM200级钢绞线拉索,钢绞线标准强度为1860MPa的,规格均为15-7。梁上标准索距4m,塔上标准索距1.6m,单塔双索面扇形布置。斜拉索在主梁上锚固,予塔壁交叉交替单端张拉,配套千斤顶型号YDCS1000。拉索护套采用双层彩色高密度聚已烯(PE)护套,外径Φ90mm。全桥共计24根OVM15-7规格的拉索,每根拉索张拉端与锚固端均设置减震器一套,全桥共计56套。设计采用一次调索成桥。 桥墩采用壁厚为1.0m的圆端形桥墩,墩高6.5m,承台厚2.0,桩径1.5m,桩长32m。桥台为肋式台,双肋双排桩,台高5.5m,肋宽0.8m,桩径1.2m,桩长30m。
大桥起点桩号为K76+945.800,终点桩号为K77+766.800,桥梁全长821m。其中主桥长766m。主桥采用43m+147m+386m+147m+43m的双塔双索面预应力混凝土斜拉桥,竖曲线变坡点桩号位于主桥主跨中心,桩号为K77+331.300,其左右为1.60%纵坡,凸曲线,竖弯半径为R=22000m,T=352m,E=2.816。 主桥采用双塔双索面PC梁斜拉桥,边跨与主跨跨径比为0.4922, 为了增加斜拉桥的整体刚度,两边跨均设一个辅助墩,将190m的边跨分成147m+43m两跨。在辅助墩、过渡墩及索塔横梁上均设置竖向支座,结构为半飘浮体系。在索塔处设置横向限位支座,以及纵向限位支座,防止在地震等情况下发生过大的水平位移。
本工程总长1341.24米,由主桥、引桥、引道、及接线道路四部分组成。本施工图包括主桥、引桥、引道三部分,全长1090m,其中主桥长340m,东、西引桥全长268m,东、西引道全长482m,主桥宽度为25m,引道及引桥宽度为22m。 桥梁主桥为3跨预应力混凝土半漂浮体系斜拉桥,长度为340m,跨径布置为80+180+80=340m。两侧引桥采用等截面连续箱梁形式,西引桥长132m、东引桥长136m。西引道长238m,东引道长244m。
设计概况: 索塔:双菱形连体索塔,高141.5m,C50钢筋混凝土,大吨位低回缩锚具 索塔基础:承 台:62m×33m,高5.5m,C35海工耐久性砼 钻孔桩:直径2.2m,有效桩长129,C30海工耐久性砼 ...... 编制于2009年,共包含CAD设计图3张。
1、路基宽度:双向六车道,35m 2、计算行车速度:120km/h 3、设计荷载:汽车-超20级,挂车-120 4、地震基本烈度:Ⅶ度 5、通航水位: 设计最高通航水位:15.29m(85国家高程) 设计最低通航水位: 9.30m(85国家高程) 6、通航净空: ****二级通航,通航水位以上净高7m,净宽不小于90m。 **四级通航,通航水位以上净高7m,净宽不小于45m。 7、设计洪水频率:1/300 8、斜拉桥桥宽:0.5m(风嘴)+1.3m(拉索锚固区)+0.5m(防撞护栏)+15.5m(行车道)+1.0m(波形梁栏)+1.0m(中央分隔带)+1.0m(波形梁护栏)+15.5m(行车道)+0.5m(防撞护栏)+1.3m(拉索锚固区)+0.5m(风嘴)=38.6m
本桥设计荷载:公路Ⅰ级。主桥上部构造采用55+45+220+45+55m一联双塔双索面斜拉桥, 半漂浮体系,55+45m边跨为混凝土梁,中跨为钢箱梁,钢混结合段设在中跨靠近主塔位置。桥面宽度组成为:3.5m(人行道路)+1.5m(索锚固区)+12m(机动车道)+0.5m(防撞墙)+12m(机动车道)+1.5m(索锚固区)+3.5m(人行道路)。
1、设计荷载:汽车-20级,挂-100。 2、本桥所处地区地震烈度:7度,按8度设防。 3、本桥上部结构采用(20+45+20)m预应力钢筋砼连续梁、系杆拱协作体系,下部采用实体圆端形墩、肋台、钻孔灌注桩基础。 4、立面图墩台顶标高、基底标高系指墩台中心处的高程。 5、桥台处伸缩装置采用D80型浅槽式伸缩缝。 6、本桥桥头设置8米长搭板。 7、本桥桩基设计为摩擦桩,施工时若与实际地质情况不符,应及时变更设计。 8、被交路改路长度为430米,桥梁长度以外路基面层采用20cm厚级配碎石。
1、路基宽度:双向六车道,35m 2、计算行车速度:120km/h 3、设计荷载:汽车-超20级,挂车-120 4、地震基本烈度:Ⅶ度 5、通航水位: 设计最高通航水位:15.29m(85国家高程) 设计最低通航水位: 9.30m(85国家高程) 6、通航净空: ****二级通航,通航水位以上净高7m,净宽不小于90m。 **四级通航,通航水位以上净高7m,净宽不小于45m。 7、设计洪水频率:1/300 8、斜拉桥桥宽:0.5m(风嘴)+1.3m(拉索锚固区)+0.5m(防撞护栏)+15.5m(行车道)+1.0m(波形梁栏)+1.0m(中央分隔带)+1.0m(波形梁护栏)+15.5m(行车道)+0.5m(防撞护栏)+1.3m(拉索锚固区)+0.5m(风嘴)=38.6m
1、路基宽度:双向六车道,35m 2、计算行车速度:120km/h 3、设计荷载:汽车-超20级,挂车-120 4、地震基本烈度:Ⅶ度 5、通航水位: 设计最高通航水位:15.29m(85国家高程) 设计最低通航水位: 9.30m(85国家高程) 6、通航净空: ****二级通航,通航水位以上净高7m,净宽不小于90m。 **四级通航,通航水位以上净高7m,净宽不小于45m。 7、设计洪水频率:1/300 8、斜拉桥桥宽:0.5m(风嘴)+1.3m(拉索锚固区)+0.5m(防撞护栏)+15.5m(行车道)+1.0m(波形梁栏)+1.0m(中央分隔带)+1.0m(波形梁护栏)+15.5m(行车道)+0.5m(防撞护栏)+1.3m(拉索锚固区)+0.5m(风嘴)=38.6m
1、路基宽度:双向六车道,35m 2、计算行车速度:120km/h 3、设计荷载:汽车-超20级,挂车-120 4、地震基本烈度:Ⅶ度 5、通航水位: 设计最高通航水位:15.29m(85国家高程) 设计最低通航水位: 9.30m(85国家高程) 6、通航净空: ****二级通航,通航水位以上净高7m,净宽不小于90m。 **四级通航,通航水位以上净高7m,净宽不小于45m。 7、设计洪水频率:1/300 8、斜拉桥桥宽:0.5m(风嘴)+1.3m(拉索锚固区)+0.5m(防撞护栏)+15.5m(行车道)+1.0m(波形梁栏)+1.0m(中央分隔带)+1.0m(波形梁护栏)+15.5m(行车道)+0.5m(防撞护栏)+1.3m(拉索锚固区)+0.5m(风嘴)=38.6m
1、设计荷载:汽车-20级,挂-100。 2、本桥所处地区地震烈度:7度,按8度设防。 3、本桥上部结构采用(20+45+20)m预应力钢筋砼连续梁、系杆拱协作体系,下部采用实体圆端形墩、肋台、钻孔灌注桩基础。 4、立面图墩台顶标高、基底标高系指墩台中心处的高程。 5、桥台处伸缩装置采用D80型浅槽式伸缩缝。 6、本桥桥头设置8米长搭板。 7、本桥桩基设计为摩擦桩,施工时若与实际地质情况不符,应及时变更设计。 8、被交路改路长度为430米,桥梁长度以外路基面层采用20cm厚级配碎石。
1、设计荷载:汽车-20级,挂-100。 2、本桥所处地区地震烈度:7度,按8度设防。 3、本桥上部结构采用(20+45+20)m预应力钢筋砼连续梁、系杆拱协作体系,下部采用实体圆端形墩、肋台、钻孔灌注桩基础。 4、立面图墩台顶标高、基底标高系指墩台中心处的高程。 5、桥台处伸缩装置采用D80型浅槽式伸缩缝。 6、本桥桥头设置8米长搭板。 7、本桥桩基设计为摩擦桩,施工时若与实际地质情况不符,应及时变更设计。 8、被交路改路长度为430米,桥梁长度以外路基面层采用20cm厚级配碎石。