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《上海長江大橋主航道斜拉橋索塔鋼錨箱設(shè)計》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、◎s—G?一s上海長江大橋主航道斜拉橋索塔鋼錨箱設(shè)計蔣彥征[上海市政工程設(shè)計研究總院(集團)有限公司,上海200092]摘要:上海長江大橋主航道橋為雙塔雙索面斜拉橋,主梁為分離式鋼箱梁,主塔采用人字形塔。主跨730m,居世界已建成同類橋梁第五位。超大跨徑斜拉橋的索塔錨固形式主要有鋼錨箱和鋼錨梁兩種,長江大橋采用了在空心塔柱內(nèi)壁設(shè)置鋼錨箱的索塔錨固方式,介紹了長江大橋索塔鋼錨箱的設(shè)計,經(jīng)有限元計算表明:結(jié)構(gòu)設(shè)計滿足規(guī)范要求,關(guān)鍵詞:斜拉橋;索塔錨固;鋼錨箱1工程概況其中主航道橋橋型采用主跨730m的雙塔雙索面上海長江大橋位于上海市東部,由長興島跨越
2、長斜拉橋,兩邊跨各設(shè)一個輔助墩??鐝浇M合:92m+江口的北港,至崇明陳家鎮(zhèn),全長約l6.55km(跨江部258m+730I"I1+258m+92m;結(jié)構(gòu)采用“人”字形索分長約8.5kin),工程采用“南隧北橋”方案,以隧道形塔及分離式鋼箱梁,主橋立面布置圖見圖1,主梁標(biāo)準(zhǔn)式穿越南港水域,長約8.5km;以橋梁形式跨越北港橫斷面布置圖見圖2。水域,長約9.5km。主塔采用爬模法施工;主梁船運,橋面吊機垂直提lI]I雄通航-4oI4蜘蚓l『==圖1主橋立面布置圖圖2主梁標(biāo)準(zhǔn)橫斷面布置圖升法安裝,用懸臂拼裝法施工。編組,車輛荷載示意如圖3。1.9m3.
3、6m1.9m9.1m1.9m3.6m1.9m2主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),●J●PPPPPPPP(1)橋梁寬度:2O.75(單箱寬)+10(中間橫梁)+2O.75(單箱寬)一51.5m。(2)設(shè)計荷載:雙向六車道加雙向軌道交通。公路,車輛長16.511一l級;預(yù)留軌道交通荷載:軸重P一120kN,按10節(jié)圖3車輛荷載示意收稿日期:20l2—0};J2924上踢么咯N。.32012s一?一◎(3)風(fēng):成橋狀態(tài)橋面無車100年一遇10rfl高度—塑l250噬1250處設(shè)計風(fēng)速V。一39.6m/s;成橋狀態(tài)橋面有車最大設(shè)計風(fēng)速一25m/s;§/,2n\.=§施工狀態(tài)
4、風(fēng)采用2O年重現(xiàn)期系數(shù)0.88?!?4)地震烈度:按7度進行抗震設(shè)計?!阦/£《§3錨箱設(shè)計概況§一§長江大橋拉索采用扭絞型平行鋼絲索、冷鑄錨,鋼§一一《9}絲標(biāo)準(zhǔn)強度1670MPa,型號為151~409咖7。梁上§Hl§Jm標(biāo)準(zhǔn)索距15ITI,塔上標(biāo)準(zhǔn)索距2.51"I1。索塔錨固采用£4/J//J§l/f[tf/~鋼錨箱錨固方式,即在空心塔柱內(nèi)壁設(shè)置鋼錨箱,斜拉量
5、索穿過錨管并用錨具錨固在鋼錨箱的承壓板上,索的£㈣㈣I/tl//I豎向分力通過承壓板傳遞到支承板,然后傳遞給端板,g.m竹i/////凹端板的力通過剪力釘以剪力方式傳到混凝土塔柱,索
6、£罾的水平分力按剛度比,由鋼錨箱側(cè)板、橫隔板和混凝土£~////Z§塔壁共同承擔(dān)。、§I///Y/,鋼錨箱節(jié)段立面、平面布置圖以及索塔錨固區(qū)總體立面布置圖分別如圖4、圖5、圖6所示。454o0圖6索塔錨固區(qū)總體立面布置圖凸△凸莖町三一《三△△町△三4錨箱設(shè)計要點一I4一=lll-『『『鋼錨箱主要板件均采用Q345qC鋼材,拉索套筒『寸蘭廠、厶采用Q235A鋼材。剪力釘采用MI15材質(zhì)咖22x△一{d△厶△200,橫、豎向布置間距均為150mm。錨箱總高55.787m,順橋向長5.4m,橫橋向?qū)拡D4鋼錨箱典型節(jié)段立面圖2.5m。共分23個節(jié)段,節(jié)段
7、高度分別為0.787m(預(yù)埋底座)、3.2m、2.91TI、2.6m、2.4m、2.3m。除預(yù)埋底座外,其余22個節(jié)段分別錨固一對斜拉索。錨箱側(cè)拉板厚40mm,高1.3m,為方便施工,在側(cè)拉板上設(shè)置孔洞;腹板為直接傳遞索力結(jié)構(gòu),根據(jù)索力的大小,腹板厚度分三擋:351Tim、40mm和451TIITI。每個節(jié)段拉板之間設(shè)置一道橫隔板,其主要作用是對拉板加勁,兼做斜拉索施工時工作平臺。橫隔板板厚16mm,上面開有1.155ITI×0.9m的人孔,人孔上均設(shè)3mm厚蓋板,僅從施工、檢修等人員安全角度考慮,不作為承重結(jié)構(gòu);若施工張拉時需要擺放機具設(shè)備,須
8、作適當(dāng)加強處理。鋼錨箱與混凝土塔之間依靠剪力釘連接。單個錨箱節(jié)段為全焊接,節(jié)段之間采用高強螺栓連接。圖5鋼錨箱平面圖鋼錨箱施工方法為在工廠加工,現(xiàn)場吊裝栓接。N。.32012上磣么姥25◎5結(jié)構(gòu)計算分析側(cè)板內(nèi)側(cè)與承壓板相連處存在應(yīng)力集中,側(cè)板外5.1鋼錨箱節(jié)段受力分析側(cè)最大拉應(yīng)力160MPa,中間部分拉應(yīng)力在120~為探明結(jié)構(gòu)受力特性,采用大型通用有限元程序140MPa之間。側(cè)板在靠近端板兩側(cè)平面內(nèi)剪應(yīng)力最建模,建模時選取承受索力最大的鋼錨箱節(jié)段進行空大,達到55MPa。間分析。結(jié)構(gòu)空間有限元模型如圖7所示。承壓板在與支承板交界處,存在局部應(yīng)力集
9、中,除此之外,承壓板的Mises應(yīng)力大部分在140MPa以下。支承板應(yīng)力兩邊大中間小,最大Mises應(yīng)力185MPa發(fā)生在與承壓板交界處