三塔斜拉—自锚式悬索组合体系桥工程实例分析

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1、三塔斜拉—自锚式悬索组合体系桥工程实例分析：在建的汉中市西二环大桥为三塔斜拉—自锚式悬索组合桥，在亚洲尚属首次采用。桥梁造型美观，结构新颖，施工难度大。本文结合该桥工程实例介绍了该新型结构特点，施工中的一些重点、难点技术问题和解决方法。　　关键词：自锚式悬索斜拉组合体系分析　　Abstract:thesuspensioncabletypebinationbridge,odellingbeautiful,novelstructure,constructiondifficulty.Thispaperintroducesthebridgeengineeringexa

2、mples,theneekeypointsanddifficultiesintheconstructionoftechnicalproblemsandsolvingmethods.　　Keyanalysis　　　　　　：U448.27：A：　　三塔斜拉—自锚式悬索组合体系桥梁作为一种新型组合体系桥梁，兼有斜拉桥和自锚式悬索桥的特点，结构新颖，造型独特、线形流畅优美，充分利用了自锚式悬索桥与斜拉桥的美学特征。但作为一种新型结构体系桥梁，结构复杂，受力不很明晰，对于此类桥梁的施工存在很大难度。　　1、工程概况　　汉中市西二环大桥主桥为三塔斜拉-自锚式悬索组合体系桥

3、梁，分别为斜拉与两个自锚式悬索体系段。主桥跨径组合为：25m（边跨自锚段）90m（悬索段）2×162.5m（斜拉索区段）90m（悬索段）25m（边跨自锚段）＝555m。桥型布置见图1。其中单塔斜拉结构体系主塔采用H型混凝土塔，塔高75.03m（桥面以上塔高60m），主塔每侧设置11对斜拉索，索距8m；自锚式悬索体系为自锚式悬索结构与斜塔斜拉背索结构组合体系，斜副塔为椭圆型钢箱混凝土塔，塔高48m（桥面以上35m），副塔靠近主塔侧设置5对斜拉索，索距9m，副塔靠近河堤侧设置自锚式悬索，锚固于主桥25m跨边跨内；悬索段采用V型斜吊杆，吊杆间距6m；主梁为变截面预应

4、力混凝土箱梁与两段63m长钢－混凝土结合梁（悬索体系段）组成。　　　　图1汉中西二环大桥桥型布置　　2、结构特点　　自锚式悬索与斜拉组合结构系统桥梁由主缆、斜拉索、加劲梁、索塔、吊索等构件构成的悬吊索组合体系。成桥时，主要由主缆、斜拉索、加劲梁和主塔共同承受结构的自重和外荷载。汉中市西二环大桥主要结构特点包括：　　（1）中间主塔斜拉索结构体系，主塔与主梁、墩固结；　　（2）两侧副塔背索与自锚式悬索结构体系，副塔墩固结，副塔与主梁之间设竖向支座；　　（3）自锚式悬索段采用钢－混组合加劲梁；　　（4）桥梁施工在主塔斜拉索结构体系段与自锚式悬索结构体系段间设置合龙段

5、，来形成整体结构体系。　　3、结构优势　　自锚式悬索与斜拉组合结构体系桥作为一种新型桥梁，存在以下优势：　　（1）斜拉桥部分的荷载是通过塔传到基础，而不像悬索桥那样要通过主缆再将这部分荷载传给基础，大大减少了悬索主缆的拉力。　　（2）对于自锚式缆索组合体系不需要修建大体积的锚碇，所以特别适用于地质条件很差的地区。　　（3）对于含有钢筋混凝土材料的加劲梁，由于承受巨大的主缆水平分力，可以节省大量的预应力筋，同时克服了钢梁在较大轴向力作用下容易压屈的缺点。　　（4）采用混凝土材料可克服以往自锚式悬索桥用钢量大，建造和后期维护费用高的缺点。　　（5）组合结构体系桥突

6、破了传统的斜拉桥、悬索桥结构形式，兼有斜拉桥与悬索桥的优美外形，在中小跨径上是很有竞争力的方案。　　4、施工中的技术难题及解决方法　　（1）临时支架度汛　　西二环大桥主桥箱梁施工支架全部采用贝雷梁支架，各节段预应力砼箱梁均在支架上一次浇筑成型，钢箱梁也是在支架上设置胎架进行拼装焊接，然后安装预制桥面板、现浇桥面翼缘板和桥面砼现浇带。支架使用时间长，箱梁在支架上放置时间长，必须要等主桥主塔施工完毕、钢副塔安装完毕、全桥缆索挂索张拉完毕完成第一次体系转换后方可拆除大部分施工支架。整个施工支架体系承载时间长达半年之久。　　根据汉中市西二环大桥防洪评价报告，汉江桥位区

7、域一般从每年4月进入汛期，至10月结束，其中大洪水主要出现在主汛期7～9月。2010年进入汛期以来发生水位在507米以上的较大洪水共有五次之多，其中2010年7月23日的洪水为最大的一次，洪水水位达到509.5米，流量5800m3/S，一般冲刷深度2米左右，局部冲刷最大深度达到10多米（主要因为钢板桩围堰形成阻水所致）。　　因此，如何确保主桥施工支架安全度汛，防止洪水冲刷和洪水漂浮物对支架的碰撞冲击所带来的危害，是支架设计及施工应该重点考虑和防范的问题。为了确保施工支架安全，充分考虑洪水冲刷的危害，根据现场实际情况，将主河道外的支架基础全部设计为φ50CM预应

8、力砼管桩基础，插打深度15米，当发生一