杭州江东大桥自锚式悬索桥主塔设计

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1、2011年4月第4期城市道桥与防洪桥梁结构71杭州江东大桥自锚式悬索桥主塔设计李永君，戴建国(上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司，上海市200092)摘要：杭州江东大桥主通航孔桥为主跨260m的空间缆自锚式悬索桥。为契合“钱江帆影”构思主题，主塔采用独柱式空心薄壁塔身，钢筋混凝土结构，由塔冠、上塔柱、横梁和下塔柱组成。该文介绍了主塔造型的景观构思，分施工阶段和运营阶段对主塔进行结构计算，针对主塔稳定问题和施工阶段塔横梁受力进行了分析。结果表明主塔的强度、刚度和稳定均满足规范要求。关键词：空间缆自锚式悬索桥；主塔造型；主塔结构；主塔设计；江东大桥中图分类号

2、：U448．25文献标识码：B文章编号：1009—7716(2011)04—0071—04系，包括部分与整体、部分与部分以及构件本身不1工程概况同方向尺寸的相对大小。合适的比例关系会使构杭州江东大桥跨越钱塘江，连接下沙经济技件更好的融入整体之中，这种和谐正是结构美的术开发区和江东工业园区，全长4．3km，双向八源泉。悬索桥主塔的上塔柱高度根据主跨和矢跨车道，设计车速80km／h，荷载标准：城一A级。桥比来确定，下塔柱高度则是根据通航水位和通航位处于钱塘江强涌潮河段，建设条件复杂，工程规净高的要求来确定，由此江东大桥主塔总高确定模大，桥型种类多，其中主通航孔桥为

3、83m+260m+为100m左右。上塔柱占总高度的比值接近黄金83m三跨空间缆自锚式悬索桥(见图1)。分割比例0．618，整体造型比例和谐。主塔是悬索桥的主要承重构件和造型中的主要构成元素，其高耸的形象引人注目，其象征和标志意义在桥梁整体造型中起着决定作用。悬索桥主塔造型与主缆的布置型式有关，传统的悬索桥图1江东大桥全景主缆常布置为平行式，所以主塔大多采用门型塔。为适应空间变化的主缆线形和分离式钢箱梁，江2总体设计东大桥主塔采用独柱式，线条明快简洁，结构舒展主通航孔空间缆自锚式悬索桥采用独柱式主挺拔，桥面空间通透，行车视野开阔，体现出现代塔、分离式超宽钢箱梁、

4、三跨空间缆索、单跨悬吊桥梁的力学美感。由塔顶引伸出两条空间曲线的主缆形成江体系；中跨主缆设计矢跨比f／L=l／4．5，两根主缆由塔顶鞍座处间距3．0m扩展到跨中间距43m左上孤舟的船形，宛如钱塘江上一叶小舟。主缆与吊索的组合增强了这一形态的特征。独柱式的主右，主缆平面横向倾角19。左右；边跨两根主缆平行布置，间距3．0m；中跨吊索间距9．0m，边跨不塔形似江面上的帆杆，凸显出“钱江帆影”的构思设吊索。主塔下塔柱采用C50高性能混凝土，上主题，构筑了钱江文化所特有的神韵与意境(见塔柱及横梁采用C50混凝土。主塔基础采用18根图3)。直径2．02．3m变截面钻孔灌

5、注桩。主塔施工采4主塔结构用整体吊装操作平台和翻模结合的施工工艺。江东大桥主塔为腰圆型空心截面，为设置主桥梁总体布置见图2。索鞍及隔栅，塔顶设6m高实心段。上塔柱高约3主塔造型63m，横桥向4．8m，顺桥向由6m渐变至8m，圆江东大桥主塔造型设计遵循以下原则：(1)结弧半径3m，顺桥向壁厚为0．8m，横桥向壁厚1．2m。构比例和谐；(2)造型简洁洗练；(3)凸显“钱江帆下塔柱高约40m，在最高通航水位附近设置横隔板，以增加其抵抗船舶撞击的能力。下塔柱横桥向影”的构思主题。比例是造型中各个构件之间的大小对比关由4．8m渐变至约9m，顺桥向由8m渐变至12m，圆弧

6、半径5．im，顺桥向和横桥向壁厚逐步加厚收稿日期：2010—12～07作者简介：李永君(1978一)，男，吉林通化人，工程师，从事桥至1．2m和2．0m。塔柱内设爬梯以供检查养护。梁设计工作。塔柱截面竖向主筋采用32mm钢筋，间距72桥梁结构城市道桥与防洪2011年4月第4期图2桥梁总体布置图(单位：em】及基础变位影响力；(2)活载：汽车荷载和人群荷载；(3)温度作用：整体升降温作用及局部温差作用；(4)风荷载：桥位处设计基准风速28．6m／s；(5)地震作用：采用二水准设防，水准I为100il1．图3钱江帆影的构思主题超越概率10％，水准II为100a超越

7、概率3％；(6)船舶撞击力：顺桥向7590kN，横桥向15cm，根据受力需要设置单层或双层。箍筋采用15180kN；20mm，间距10～20em。(7)施工荷载：计人模板及临时安装在主塔结江东大桥采用半漂浮体系，在主塔横梁上设构上的施工设备的重量。置竖向支座，为主梁提供支承，增加全桥的抗扭刚按照施工阶段和运营阶段，对以上作用和荷载度；考虑到横梁收缩徐变等后期影响以及多支座进行最不利效应组合，主要有以下l0种，见表1。计布置引起的反力不均匀，竖向支座设计为无级可算结果标明，结构的强度、刚度和稳定均满足相关调，调整高度可达6em。在横梁上设置纵桥向非规范的要求，控

8、制工况主塔应力见图5。线性阻尼器和横桥